Quechers方法的起源

QuEChERS是一種近年興起并快速得到應(yīng)用推廣的前處理方法，正如其名稱，實(shí)際上是以下單詞的組合：Quick-快速Easy-簡(jiǎn)單Cheap-廉價(jià)Effective-有效Rugged-可靠Safe-安全，正因?yàn)橛梢陨硝r明特點(diǎn)，得以迅速推廣并商業(yè)化。1989年路易斯安那州立大學(xué)的Barker教授提出一種被稱為基質(zhì)固相分散（MSPD）快速樣品處理技術(shù)，其原理是將鍵合有C18等多種聚合物的固相萃取載體與樣品一起研磨，得到半流體混合物，并將其作為填料裝柱，然后用不同的溶劑淋洗柱子，將各種待測(cè)物洗脫下來(lái)。該方法省去了勻漿離心等步驟，一方面減少了樣品損失，提高了回收率，另一方面極大簡(jiǎn)化了樣品前處理步驟，提高了實(shí)驗(yàn)效率。2003年由美國(guó)*Anastassiades 教授基于MSPD技術(shù)開(kāi)發(fā)了分散固相萃取技術(shù)，即QuEChERS技術(shù)。開(kāi)發(fā)的初衷是用于水果蔬菜等植物性農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)的快速樣品前處理技術(shù)。

隨著科學(xué)研究的深入，現(xiàn)在應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，包括各種動(dòng)物性食品和經(jīng)過(guò)復(fù)雜加工的高含糖量食品等。

Quechers方法的原理

原理與高效液相色譜（HPLC）和固相萃取（SPE）相似，都是利用吸附劑填料與基質(zhì)中的雜質(zhì)相互作用，吸附雜質(zhì)從而達(dá)到除雜凈化的目的。簡(jiǎn)單解釋為以下過(guò)程：

1. 首先對(duì)樣品進(jìn)行粉碎均質(zhì)，這里需要用到刀式均質(zhì)機(jī)，就是下圖這個(gè)產(chǎn)品

刀式均質(zhì)粉碎機(jī)

1. 均質(zhì)后的樣品加入乙腈提取
2. 加入萃取鹽鹽析分層，利用的是基質(zhì)分散萃取機(jī)理，然后加入加入乙二胺-N- 丙基硅烷(PSA)等吸附劑除雜，結(jié)合離心分層原理，從而達(dá)到凈化目的。
3. 取上清液，進(jìn)行GC-MS或者LC-MS檢測(cè)

Quechers方法優(yōu)勢(shì)

1. 回收率高，由于前處理步驟少，中間環(huán)節(jié)損失少，對(duì)大量極性及揮發(fā)性的農(nóng)藥品種的回收率高，尤其采用了內(nèi)標(biāo)法，回收率在90%以上。
2. 精確度和準(zhǔn)確度高，操作簡(jiǎn)便，基本上只有均質(zhì)提取離心濃縮等步驟
3. 可分析的農(nóng)藥范圍廣，包括極性、非極性的農(nóng)藥種類均能利用此技術(shù)得到較好的回收率
4. 分析速度快，能在短時(shí)間內(nèi)完成大批量樣品的前處理操作
5. 溶劑使用量少，污染小，價(jià)格低廉且不使用含氯化物溶劑

Quechers方法現(xiàn)狀

雖然QuEChERS剛開(kāi)始時(shí)是針對(duì)水果、蔬菜中多農(nóng)殘?zhí)崛〉囊粋€(gè)方法，但是現(xiàn)在它已被采用在越來(lái)越多領(lǐng)域（比如，獸藥 vet drugs，多環(huán)芳烴PAHs與抗生素）檢測(cè)越來(lái)越多的不同樣品（比如血漿、肉、土壤）。

起初QuEChERS是一種手工方法，幾年全自動(dòng)化的QuEChERS樣品前處理平臺(tái)已經(jīng)出現(xiàn)并且開(kāi)始商業(yè)化，*模擬人工步驟，自動(dòng)化解放了人力，減少了人為的誤差和實(shí)驗(yàn)的不確定性。下圖為北京匯百川科技有限公司全自動(dòng)QuEChERS樣品前處理平臺(tái)。

自動(dòng)QuEChERS前處理平臺(tái)

Quechers方法的展望

引用Michelangelo Anastassiades 與 Steve LehotayFDA的話：

Luke 法、德國(guó)的Specht法作為普遍的農(nóng)殘檢測(cè)方法，我們使用了20～25年，而現(xiàn)在科技發(fā)展一日千里，如果QuEChERS方法能用那么久，我們也會(huì)覺(jué)得吃驚。我們反而希望QuEChERS的思路能在新的應(yīng)用領(lǐng)域得到測(cè)試、驗(yàn)證，雖然不知道效果會(huì)是如何。我們預(yù)計(jì)分散基質(zhì)萃取會(huì)被應(yīng)用到環(huán)境檢測(cè)上，只是在萃取土壤時(shí)，其使用可能會(huì)面對(duì)挑戰(zhàn)。隨著LC/MS技術(shù)的發(fā)展，獸殘、醫(yī)學(xué)、法醫(yī)檢測(cè)當(dāng)中的多種類，多殘留分析會(huì)是QuEChERS的發(fā)展方向。

近，Lehotay欣喜地發(fā)現(xiàn)Graham Cooks與其在普渡大學(xué)的學(xué)生繞過(guò)色譜分析，利用QuEChERS進(jìn)行樣品處理后直接進(jìn)行質(zhì)譜分析novel ambient MS approaches。QuEChERS能有助于降低背景雜質(zhì)的水平，使得提取物的被測(cè)物含量處于有效區(qū)間。

QuEChERS的發(fā)展離不開(kāi)現(xiàn)代色譜與質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，樣品處理技術(shù)將會(huì)繼續(xù)與這些檢測(cè)技術(shù)密不可分。就像之前我們所講的，檢測(cè)中有代表性的樣品富集是十分重要的，當(dāng)分析化學(xué)持續(xù)向小型、微型、納米型發(fā)展時(shí)，這時(shí)樣品處理技術(shù)要得到有意義的結(jié)果就會(huì)越來(lái)越難。如果有一天，從代表性樣品的不同部位得出的成千上百的數(shù)據(jù)能很快地獲得――我們預(yù)計(jì)這是以后樣品處理的一個(gè)方展方向，但在多種類、多殘留的分析上，仍然有很長(zhǎng)的路要走，且具有深遠(yuǎn)的意義，另外QuEChERS方法自動(dòng)化也必將趁勢(shì)崛起，被越來(lái)越多實(shí)驗(yàn)室所接受，期待QuEChERS自動(dòng)化儀器百花齊放。