全 文 ：中药材中农药残留的脱除与检测研究
李淑芬 ,全　灿 ,王幼君 ,田松江

(天津大学化工学院 教育部绿色合成与转化重点实验室 ,天津　 300072)
　　中医药是中华民族优秀文化的灿烂结晶 ,数千年来 ,传
统中药因其疗效温和、不良反应少、标本兼治等特点广为人
们所接受。 当前“回归自然”的潮流 ,为中医药的发展提供了
前所未有的机遇 ,也为中药材提供了广阔的世界市场。
　　 20世纪以来 ,人类文明步入空前繁荣的同时 ,也带来了
严重的环境问题。农药的使用造成了严重的环境污染并直接
危害人类健康 ,成为影响生态环境的重要污染物。 中药材与
其他经济作物一样 ,需要喷洒农药防治病虫害 ,造成了农药
在中药材中的残留和对环境的污染。 有些杀虫剂 ,如有机氯
农药因其中等极性、分配系数较小 ( 3～ 4)、降解半衰期长、生
物附集系数 ( BCF)大 ,在日光、高温或酸性环境中均不易分
解 ,可在自然界中长期残留。 这些残留在自然界中的农药经
吸收和富集作用积累在中药材中 ,食用后会在体内积聚 ,对
人体造成极大的伤害。 因而 ,联合国粮农组织 ( FAO)和世界
卫生组织 ( W HO)于 1999年制定了各种食品中农残的最大
允许量 ( M AL) ,许多国家对天然植物产品中的农药残留量
也有严格的限制 ,如一些欧美国家规定人参中六六六的含量
不得超过 0. 1μg /g。农药残留量偏高已是直接制约中药和植
物药进入国际市场的因素之一。
根据不同的分类标准 ,农药可以分为许多不同的种
类 [1]。不同种类的农药其效用和毒性各不相同 ,一般说来 ,有
机氯类农药容易通过在生物体内积聚引起慢性中毒 ,降解半
衰期长 ,而有机磷农药则容易引起急性中毒但降解半衰期较
短。 目前 ,人们最为关注的农药为有机氯农药以及一些有机
磷农药。中药质量的好坏 ,直接影响疗效和患者的安全 ,为了
对广大人民群众的生命健康负责 ,大力开展中药材残留农药
脱除与痕量检测的研究具有重要的意义。
本文对中药材中农残的脱除以及样品中痕量农残的分
析过程中提取、净化预处理和检测等内容进行了述评 ,重点
介绍了超临界萃取在其中的应用。
1　中药材中农药残留量的脱除
　　因中药材成分复杂、残留农药种类多样且与生物体细胞
常紧密结合 ,人们很难在利用有机溶剂脱除中药材中农残的
同时 ,不损失中药材的有效成分 ,也不造成有机溶剂对中药
材的二次污染。目前 ,中药材的栽培多采用预防性的措施 ,如
在新开垦的荒地上种植中药材、使用对农药吸收能力相对较
弱的植物体有效药用部位入药、选择不适于病虫害发生的季
节栽种中药材或利用生物农药等措施来降低农残含量。对中
药材中残留农药的研究相对集中于检测和分析方面 ,而有关
脱除中药材中残留农药方法的报道则较少。
　　目前用于去除中药材残留农药的方法主要有水洗法、炮
制法等 [1 ]。 水洗法是用清水或水蒸汽等对中药材进行清洗 ,
以达到去除残留农药污染物的目的。此法仅适用于污染植株
表面及鲜品中药材的水溶性农药 ,而对于生物附集系数大、
具有较强穿透性易进入植株内部的绝大多数的脂溶性农药
则效果较差。炮制法是指将中药材在适当的设备中加热至适
当的温度 ,在不破坏中药材中有效药用成分的前提下 ,使中
药材中的残留农药污染物分解或降解为无害的物质 ,从而达
到去除残留农药的目的。此法适用于脱除分解温度或降解温
度不太高的农药。
　　超临界流体萃取技术 ( supercritical fluid ex t raction,
SFE)是 20世纪 70年代末兴起的一种新兴化工分离技术。
常用的超临界流体为二氧化碳 ,由于无毒、不易燃、无腐蚀、
无污染等特性 ,是理想的超临界流体。 该萃取工艺具有低能
耗、无环境污染和操作条件温和 ,适合于处理热敏性物质等
特性 ,对脂溶性农药溶解度较大 ,使得超临界流体萃取技术
特别适合于中药材中残留农药的脱除:既能脱除中药材中残
留农药 ,又不会对中药材的有效成分损失过多。因此 ,超临界
萃取技术在中药材残留农药的脱除方面具有广阔的应用前
景。国外用超临界流体萃取技术脱除植物及蔬菜中的残留的
有机磷或有机氯农药已有报道 [2]。 例如从啤酒花中脱除农
残 ,利用超临界萃取与吸附相结合的技术 ,首先脱除 87%的
农残 ,再通过改变超临界萃取条件从啤酒花中提取出其有效
成分苦味酸。 Ling等 [3]研究了 SFE在从中药材中去除有机
氯农药方面的应用 ,利用 SFE技术从甘草、苍术、芍药、川芎
以及人参等中药材中脱除六六六同分异构体、七氯等农残 ,
并利用气相色谱 -电子捕获检测器进行分析 ,实验得到的萃
取收率均在 80%以上。
2　中药材中农残的痕量检测
　　 20世纪 80年代初 ,中药材中农残的检测就引起了我国
有关部门的重视。国家中医药管理局在“七五”、“八五”和“九
五”期间组织了多家研究单位进行中药材中残留农药的检测
研究 ,有机氯农药的测定方法经有关专家评审 ,已收入《中华
人民共和国药典》 2000年版附录。 Schilche r等在 20世纪 60
年代便开始这方面的研究 ,并就研究结果进行了总结。
中药材成分的复杂性使得痕量农残的提取、分离、净化
·232· 中草药　 Chinese T raditional and Herbal Drug s　第 35卷第 2期 2004年 2月
收稿日期: 2003-05-23作者简介:李淑芬 ( 1945— ) ,女 ,河北省河间市人 ,瑞士苏黎士联邦高等工业大学博士 ,现为天津大学教授 ,博士生导师。
Tel: ( 022) 27408578　 E-mail: s hf li@ t ju. edu. cn
和富集难度加大 ,严重干扰了中药材中农残的精确测定。 但
随着分析化学及其相关技术的发展 ,人们对样品中痕量目的
溶质的提取和检测技术也在不断的进步。
2. 1　常用中药材中农残分析方法: 仪器分析是最常用的中
药材中农残分析检测方法。 常用的仪器分析方法有色谱法。
依据流动相的状态色谱法又分为气相色谱法、高压液相色谱
法和超临界流体色谱 ( SFC)等。
　　气相色谱法中对检测精度影响最大的因素是填充色谱
柱 (如 V-17, QF等 )。 人们针对含氯等电负性较大元素的有
机氯农药采用了灵敏度更高的电子捕获检测器 ,使得以前填
充色谱柱的柱效率太低、某些组份的检测峰不能完全分离、
检测数据不够准确的状况有了很大改善 ,使农残的检测可精
确到 10-6。在此基础上 ,人们又进行了各种局部的改善。例如
王元鸿等 [4]采用高分离效能的毛细管气相色谱检测了六六
六、滴滴涕、六氯苯、五氯硝基苯、环氧七氯等有机氯农药残
留量 ,结果表明样品中和对照品中待测组份的保留时间保持
一致 ,各组份检测峰的分离效果令人满意。 薄层色谱法在中
药材残留农药定量分析中也获得了较为广泛的应用。
近年来 SFC在分析胺类、芳香油、鸦片碱等的应用日益
广泛。 开管柱型 SFC分离胺类、氨基吲哚效果良好 ;填充柱
SFC分离内酰胺、安息香类镇静剂等已取得了成功。制备型
超临界色谱也已经问世 ,它可用来纯化不饱和脂肪酸。另外 ,
超临界色谱还可以与 GC, HPLC,薄层色谱及质谱等联用 ,
大大拓宽其应用范围。
此外 ,仪器联用如气 -质联用仪、液 -质联用仪、酶免疫分
析法和毛细管电泳法等 ,在中药材农药残留量分析中也逐渐
增多 [5]。 由于痕量残留农药的色谱检测方法比较可靠 ,是目
前比较成功的中药材农残检测的主流方法 ,被列为国家进出
口商品农药残留量检测的标准方法之一。
2. 2　中药材中残留农药的提取与净化:色谱分析样品的预
处理 ,即待测农残的提取与净化 ,直接影响色谱分析结果 ,是
一个进展缓慢的薄弱环节。由于目标检测药物大都是相对分
子质量较高、结构复杂的化合物 ,它们与中药材基体间存在
着较强的束缚作用力 (物理和 /或化学结合力 ) ,使得痕量的
农残难以从束缚作用中解脱出来。适当的前处理是必不可少
的步骤。 至少仍普遍采用的方法为经典有机溶剂萃取方法 ,
如浸取、索氏萃取等。 这些方法不仅步骤多、费时、试剂消耗
量大 ,并对操作人员健康和环境造成危害。一般地 ,完成整个
样品分析全过程 ,分析测定时间仅占 6% ,而样品制备时间
占 61% [6]。 如何开发使用溶剂量少 ,尤其是不用有机溶剂的
样品制备与预处理技术应是当今痕量分析研究的热点之一。
2. 2. 1　中药材痕量残留农药的提取: 用于中药材中痕量农
残提取的常见方法 [7 ]有漂洗法、组织捣碎法、振荡法、冷浸
法、索氏萃取法、超声法、固相萃取法以及超临界萃取法等。
目前比较常用的提取方法主要有振荡法、索氏萃取法、超声
法等 ;萃取剂可以是纯溶剂或混合溶剂。 常用的萃取剂有正
己烷、石油醚、丙酮、水、乙腈等。
漂洗法是用适当的溶剂将中药材中残留的痕量农药通
过漂洗转移至溶剂中。 这种方法较少使用 ,它只适用于污染
中药材表面的易溶农药。
索氏萃取法 [8]是一种比较成熟的分离手段 ,其最大特色
在于通过溶剂的蒸发与回流使得每次与萃取物相接触的萃
取剂都是纯溶剂 ,从而大大提高了溶剂的萃取推动力 ,达到
了提高萃取速度和萃取效率的目的。影响索氏萃取法萃取效
率的因素主要有被萃物的粒度、回流频率、萃取时间、溶剂的
纯度、溶剂的极性、农残的性质及其与基体的相互作用等。
振荡法 [9]是通过提供一定的振动来萃取溶剂的湍动程
度 ,减小其与被萃物之间的传质界面的厚度 ,从而达到提高
萃取速度与效率的目的。 这种方法的优点是溶剂利用率高、
萃取效率较高。 影响振荡法萃取效果的因素主要有振荡频
率、萃取温度、萃取时间、被萃物粒度、溶剂性质和农残的性
质及其与中药材的结合特征等。
超声法 [10 ]是通过超声提取设备提供一定品质的超声波
使被“束缚”在中药材生物细胞中的残留农药解脱出来 ,从而
强化萃取的速度和效率。 这种方法可以在常温下进行 ,影响
其萃取效率的特征因素有超声波的品质、萃取温度等。
上述的痕量农残提取方法归根到底都是溶剂萃取 ,都是
采用适当极性和纯度的溶剂将目标农残从中药材基体上分
配转移到溶剂中去 ,以便进行后面的净化和定量分析。 只不
过各种方法都在提高萃取效率上有各自的特色。当萃取剂为
有害溶剂时 ,一般会污染环境并伤害操作人员。
分析型超临界萃取用于痕量药检样品的预处理目前正
受到广泛重视。 研究表明 [5, 10 ] , CO2超临界萃取对非极性或
弱极性的农残 (如有机氯农药 )有较高溶解度 ,而对中等极性
的有机磷农药及其他强极性农药 ,溶解度一般都很低 ,当这
些农药残留于待测的基体中时 ,则它们在 CO2中的溶解度
要比其为纯化合物时的净溶解能力还要小得多。为了克服目
标检测物与生物基体间较强的束缚作用力 ,研究者们采取了
多种措施:将生物原样破碎成适宜的尺寸或粒度以减少流体
与待萃农残在生物基体中传质扩散距离 [11] ;加入适宜分散
剂增加传质表面积 ;提高萃取压力以增大萃取能力 ;适当提
高温度以便提供待萃农残其脱附时克服能势必需的热能 ;适
当增大流速或 SF溶剂 /原料等。 当利用 CO2超临界萃取极
性农残化合物时 ,在 CO2中加入极性夹带剂提高流体的溶
解度参数和克服生物基体对待萃物的束缚作用是 SFE技术
的另一常有措施 ,所加试剂本身在液态时就常是检测物的优
良试剂。极性待测农残与极性夹带剂间可能形成某种特殊分
子作用力 (如 Lew is酸碱作用力、氢键力、缔合力等 )从而利
于克服生物基体的束缚作用。加入某些助剂也可使之通过竞
争取代待萃成分与基体结合的位置 ,或通过待萃成分与基体
进行络合反应降低药物解吸时的活化能势。
SFE方法由于萃取率高、分离步骤少且对环境无害而明
显优于传统方法 ,其应用前景十分诱人 ,正逐步代替某些传
统方法。 近 10年来超临界萃取技术用于制备痕量药检样品
已有大量文献发表。 有关采用超临界萃取对各种基体 (如土
壤、淤泥、水、植物、蔬菜及生物体等 )中的各种农残 (如有机
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氯农药、有机磷农药、特异性杀虫剂等 )提取和痕量检测的综
述亦有报道 [12]。
2. 2. 2　中药材痕量农药提取液的净化:为了除去农药富集
样品中对后面的定量分析造成干扰的杂质 ,常需进行适当的
净化。常用的净化方法有液 -液分配法、单一或混合填料的固
相萃取法、磺化法和低温冷冻法 [1]等。
液 -液分配法采用在农药富集样品中加入溶剂的办法分
相 ,而低温冷冻法利用降低样品温度的办法分相。 由于目标
农药和干扰成分在两相间分配系数不同 ,达到提取干扰成分
的目的。
磺化法是在样品中加入浓硫酸 ,利用浓硫酸有磺化作用
使干扰定量分析的杂质或溶剂形成溶于水的磺化物 ,通过水
洗来达到提取干扰物的目的。磺化法一般适用于较稳定的有
机氯农药的净化 [7]。
单一或混合填料的固相萃取法 [13]在本质上就是吸附
法 ,通过填料的选择性吸附来去除样品中的干扰杂质。 这种
方法可以是选择性吸附目标农药 ,再用洗脱液洗脱 ;也可以
是对干扰杂质进行选择性吸附来实现干扰物的去除。此法常
用微型柱 [1 ] ,填料主要有硅胶、凝胶、 Al2O3、纤维素、活性碳、
Celite545等。
3　中药材中农残的脱除和检测展望
　　虽然针对残留农药的脱除和痕量检测的研究已取得一
定进展 ,但这些在残留农药污染后采取的补效措施毕竟是被
动的。 为了有效地控制和降低中药中农药残留量 ,只有从根
本上 ,即从施用农药的环节上来解决问题才是积极的。 在中
药材种植过程中 ,要严格遵守国家颁布的农药安全使用施行
标准及有关规定 ,不使用高毒及降解半衰期长的农药。 同时
要开发低毒、高效、低残留、易降解的农药以保证在中药材栽
培、保护环境、保护国民健康方面取得多重功效。
在今后中药材残留农药的脱除和痕量检测研究中 ,传统
的有机溶剂法由于步骤多、费时、有机溶剂消耗量大且对操
作人员健康和环境造成危害等缺点 ,将会在“绿色化”的潮流
中受到更大的冲击 ,而超临界萃取技术具有萃取率高、分离
步骤少且对环境无害等优点 ,展示了其诱人的应用前景。 随
着人们对超临界流体萃取技术的深入研究以及对生物体物
质间作用方式及传递方式的进一步深刻认识 ,超临界萃取无
论在中药材残留农药污染物的痕量检测分析技术还是在中
药材残留农药污染物脱除工艺的开发中均会发挥其效能 ,在
中药现代化的进程中发挥越来越大的作用。
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山东药圣生物科技 (平邑 )有限公司荣誉推出“药圣 1+ 1○R天然澄清剂”
　　“药圣 1+ 1○R天然澄清剂”主要用于: 1. 传统中药“水提醇沉”工艺中乙醇的替代 ; 2. 传统中药提取物 (如银杏叶干浸膏、山
楂叶黄酮、叶绿素等 )工艺中有机溶媒的水溶媒替代 ; 3. 中药水针、粉针、冻干粉针的澄清处理 ; 4. 无菌、无热原的中医药原料、
生化原料澄清处理 ; 5. 中草药、生化药品、保健食品、口服液、果汁、茶饮料、啤酒等产品的澄清处理 ; 6. 氨基酸类、维生素类、有
机酸类、抗生素类发酵液的澄清处理 ; 7. 对重金属污染的工业废液 (水 )及其他工业废水的澄清处理 ; 8. 对出口食品、药品、药
材、保健品重金属农药残留超标的有效处理。
收得率分别提高 30% ～ 10倍 ;含量提高 10% ～ 50% ;工厂成本下降 30% ～ 80% ;还生产硫酸软骨素、黄连素系列、注射用
黄芩苷 ( 95% ) ,双花连翘苷 ,银杏叶干浸膏、丹参素、丹参川芎浸膏等 ,以及口服级中药提取物 ,可根据客户要求生产 ,亦可进行
相应品种的技术转让。
　　　　地　址: 山东平邑县浚河路 78号　　　　　　　电　话 (传真 ): ( 0539) 4088727　 4089366　 13573927737
江西公司地址: 江西苍源药业四楼 电　话 (传真 ): ( 0794) 8231658　　 13307040029
四川地址: 雅安鸿龙大厦三楼 电　话 (传真 ): ( 0835) 7632956　 13320931132
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