[发明专利]食品中残留农兽药的动态超热液态水萃取装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及食品中残留农兽药的萃取装置和方法，尤其是涉及一种针对食品中残留农兽药的动态超热水萃取装置和方法，属于食品检测领域。

背景技术

样品前处理技术是食品分析检测的最关键步骤之一。食品样品中的目标化合物一般含量极小，基体复杂、干扰物多，不合适的前处理过程往往会导致检测周期冗长，试剂消耗加剧，甚至最终分析检测的失败，因此加强样品前处理技术的研究，提高对食品样品中残留农兽药的提取效率，减少有毒害试剂的用量，对于保障国家的食品安全、环境质量、人体健康具有重大意义。

超热液态水是指在一定压力下，加热到100℃以上临界温度以下的高温，仍然保持液体状态的水。超热液态水与常温常压下的水在性质上有较大的差别：常温常压下水是极性很大的溶剂(ε＝80)，它能很好地溶解极性有机化台物，但对中极性和非极性有机化合物溶解度非常小。而根据液体水的物理性质.在一定的压力下水的极性随温度的升高而降低，与压力的变化基本无关，所以通过对超热液态水温度和压力的控制可以改变水的极性、表面张力和粘度，使其对室温下在水中溶解度低的疏水性有机物具有良好的溶解能力。研究证实，水在250℃时介电常数(ε)为27，介于常温常压下乙醇(ε＝24)和甲醇(ε＝33)之间，可极大的增加苯并芘、百菌清和丙唑嗪等化合物在水中的溶解度。

与其它前处理技术相比，超热液态水萃取是一种环保、简便、快速的样品前处理技术，萃取时间通常小于60分钟，可以明显地提高前处理速度；而且全过程采用纯水作为萃取溶剂，其有机溶剂的使用量可以降低到较小体积，是一种没有污染的绿色萃取技术；技术对设备要求不高，仅需要液相泵，加热器，管阀等简单的装置即可实现。超热液态水萃取的难点在于萃取结束后，系统由相对高温高压的状态回复室温常压时，水的极性急剧增强，萃取到水中的中等极性和非极性物质会有一部分重新分配到样品基体中，存在一个样品/水体平衡。Hawthorne等通过超热液态水萃取土壤沉积物中的多氯联苯PCBs，就加入了氘化的PCB103和PCB169作为内标进行校正，结果表明，超热液态水萃取出来的PCBs在水降温过程中只有1-3％保留在水中。为了避免这种情况的发生，不少学者采用了萃取过程中加入吸附材料的方式进行改进，如使用苯乙烯-二乙烯基苯萃取片和活性碳纤维等，但这些吸附材料往往需要降温后再解吸附，此时萃取目标物也会出现重新分配，因此如何避免萃取后的重新分配是超热液态水萃取技术应用的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服超热液态水萃取后重新分配的问题，提供了一种具有动态萃取和固相吸附功能的超热液态水萃取装置，该装置能够及时分离萃取目标物和基质，并通过吸附填料的富集和最终的洗脱，实现超热液态水动态萃取过程。本发明的另一个目的在于提供一种食品中残留农兽药的动态超热液态水萃取方法。

本发明提供的动态超热液态水萃取装置通过如下方案实现：

该装置主要由液体输送泵1、液体输送泵2、控温箱5、萃取池6和吸附管7组成。液体输送泵1通过不锈钢预热线圈4与萃取池6连接，向萃取池输送水。不锈钢预热线圈4为长约4m的盘绕线圈，入口端由控温箱伸出与液体输送泵1连接，其余部分均处于控温箱内，保证液态水在连续流动过程中最终达到控制温度。装填样品基质的萃取池6位于控温箱5内，由控温箱的电子温控系统控制萃取温度。吸附管内装填吸附材料，其入口端通过切换阀3分别与液体输送泵2和控温箱内的萃取池6相连，在萃取过程中连接萃取池，实现目标物的吸附，在洗脱过程中连接液体输送泵2，接受泵2输送的乙腈等有机溶剂，实现目标物的洗脱。吸附管的出口端连接流速控制阀8，通过流速的控制维持体系的压力和萃取洗脱的速度。

所述萃取池6和吸附管7均为耐高温、高压的不锈钢材质的圆柱状装置(4.6mmX50mm或10mmX100mm)，两端均有可拆卸的不锈钢旋盖，两端均有出口，旋盖内附有不锈钢的筛板，防止粉状样品基质堵塞管线流路，并以聚四氟乙烯材料作为密封环，保证系统的气密性。

本装置的工作过程如下：

(1)在萃取池中装填样品基质，在吸附管中装填吸附填料，将两者连接到动态萃取体系中；

(2)调整切换阀连接萃取管和吸附管，打开流速控制阀，利用液体输送泵1使整个体系充满水，然后停泵，根据萃取温度预热体系20-30min；

(3)开泵1，并通过流速控制阀控制液体流速进行动态连续萃取；

(4)经过一定时间的萃取后，停止泵1，调整切换阀连接泵2与吸附管，打开泵2，洗脱目标物。