《Food Chemistry》：Sustainable multisample emulsive microextraction technique for the determination of triazole fungicides in food samples
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三唑类杀菌剂残留检测中开发了一种基于绿色化学原理的乳化液液微萃取（ELLME）预处理方法，利用低毒的环戊基甲基醚（CPME）和烷基多糖苷（APG）形成油包水乳液，无需机械混合或离心分离，结合12通道电子移液器实现高通量半自动化操作，与高效液相色谱联用检测复杂食品基质中的残留，回收率88.7%-101.2%，为农药残留分析提供可持续方案。
王玉琳|郑小姣|李艺艺|杨玉坤|聂远军|韩家军|徐静
山西农业大学食品科学与工程学院，中国山西省太谷市030801
摘要
为了解决三唑类杀菌剂残留问题及其对食品安全的潜在风险，本文基于绿色化学原理开发了一种新型乳液液-液微萃取预处理方法。环戊基甲基醚（CPME）因低毒性而被用作有效的萃取溶剂；然而，其乳化过程较为困难。烷基多糖（APGs）具有优异的生物降解性和表面活性，通过将APG水溶液与CPME混合可制备出油包水乳液。整个萃取过程无需机械搅拌、涡流、超声波处理等操作，分离步骤也不需要离心机或破乳剂。此外，使用12通道电子移液器可同时处理六个样品，从而提高了分析通量和自动化程度。结合高效液相色谱（HPLC）检测，回收率介于88.7%至101.2%之间。总体而言，本研究提出了一种可持续的样品预处理策略，为复杂食品基质中农药残留的检测提供了有前景的方法。
引言
三唑类杀菌剂（TFs）因其广谱抗真菌效果和提升作物产量的能力而在农业中得到广泛应用（Lv等人，2017年）。然而，它们的高化学稳定性和低生物降解性导致其在环境中持续存在并具有迁移性（王雅欣等人，2023年）。先前的研究表明，TFs残留物常见于水和农产品中（Navarro等人，2011年），对食品安全和人类健康构成直接威胁（Lefrancq等人，2017年；Lu等人，2022a年）。因此，开发高效、快速且环保的TFs检测系统至关重要。
传统的样品预处理方法，包括液相微萃取（LPME）（Waseem等人，2023年）和固相微萃取，会产生大量溶剂废弃物。分散液-液微萃取（DLLME）是一种能够有效富集水相中有机分析物的技术（Grau等人，2022年）。与传统方法相比，DLLME具有简单性、快速性和成本效益，并已广泛应用于食品、环境和临床样品分析（Vinas等人，2014年）。然而，DLLME（Dong等人，2025年）也存在一些显著缺点：通常需要两种有机溶剂，其中许多溶剂（如氯仿、三氯乙烯和甲醇）具有挥发性、毒性和环境危害性。此外，DLLME经常需要额外的离心设备进行相分离，增加了时间和能耗。均相液-液微萃取（HLLME）通过加入亲水溶剂来增强萃取剂与样品之间的相互作用，从而实现相分离，无需特殊设备。然而，HLLME通常依赖酸或碱添加剂来诱导相分离（Nemati等人，2022年）。这些方法并未完全遵循绿色化学原则。因此，开发一种简单、环境可持续的萃取方法，且不依赖特殊添加剂和设备，已成为亟待研究的重点。
乳液液-液微萃取（ELLME）通过形成油包水乳液来增强萃取效果（Guo等人，2024年）。该方法无需分散剂、相分离诱导剂、涡流处理、超声波或离心，操作简便快捷。但其应用受到适用萃取剂的限制。己酸是一种常用的ELLME萃取剂，但限制了多种分析物的萃取。迫切需要适用于多种农药的新型环保萃取剂。此外，传统ELLME通常需要多次操作来混合萃取剂和乳化剂以制备乳液。添加合适的表面活性剂可提高萃取剂的乳化效果，便于选择新型环保萃取剂，简化实验流程并缩短乳液制备时间（Luo & Wei，2023年），从而提高ELLME的适用性。
随着对绿色化学的关注日益增加（Luque-Uría等人，2025年），样品预处理技术正朝着环境可持续性方向发展。环戊基甲基醚（CPME）因其可持续性和优异的溶剂特性而受到关注。它具有显著的疏水性、低挥发性和在酸碱条件下的稳定性。此外，CPME可通过发酵工艺从生物质衍生的环戊酮制备（Bhavsar等人，2023年），使其成为一种具有可持续生产途径的环保溶剂。由于其低极性，CPME符合疏水性农药的萃取要求。然而，其较差的乳化能力限制了其在稳定油水界面方面的效果，给基于CPME的ELLME方法的发展带来了挑战。烷基多糖（APGs）是一类来自可再生资源（如椰子油和葡萄糖）的环保非离子表面活性剂，根据烷基链长度可分为辛基葡糖苷（OG）、癸基葡糖苷（DG）和十二烷基葡糖苷（DDG）等。这些表面活性剂具有优异的生物降解性和化学稳定性（Mladenoska，2016年），并在食品制造和化妆品领域得到广泛应用（de Almeida & Le Hyaric，2005年）。然而，它们在分析化学和样品预处理中的应用仍不充分。由于APGs具有优异的表面活性和乳化性能，与CPME结合使用可显著提高目标化合物的萃取效率，尤其是疏水性农药。基于CPME和APG的样品预处理方法可能更符合绿色化学的要求。
ELLME通常采用离心、pH调节或盐析进行破乳。然而，这些方法存在局限性，如离心耗时且能耗高，而pH调节和盐析常会影响分析物形态并导致破乳不完全（Long等人，2018年）。预计将开发出具有所需稳定性的专用乳液，以实现高效乳化和萃取，同时快速破乳和分离。为克服这些问题，我们提出了一种相对不稳定的乳液，其在静置后可以自发发生相分离，无需离心、pH调节或盐析。将乳液加入样品后，乳化和萃取过程即可完成，从而提供了一种更简单、更环保的乳化策略。
传统ELLME依赖手动移液，只能处理单个样品，导致通量低和劳动强度高。此外，ELLME需要多次移液操作来制备乳液，这些手动操作会导致乳化效果不稳定，增加实验误差。为了提高效率并减少人为误差，预期12通道电子移液器将有助于开发高通量半自动化乳液液-液微萃取（HTSA-ELLME）方法，实现多个样品的同时处理，确保乳化效果的一致性并加快实验流程。
本研究介绍了一种基于高效液相色谱（HPLC）的快速、可持续的HTSA-ELLME方法，用于检测食品样品中的TFs残留。该方法创新性地使用了CPME和OG构建了ELLME系统，开发了样品预处理方法和分析流程。将乳液引入样品基质形成稀释乳液，通过目标化合物在水相和有机相之间的分配实现了TFs的萃取。该系统无需离心、pH调节或盐析即可实现自发相分离。结合HPLC进行定性和定量分析，该方法有效应用于水、果汁和茶叶等实际样品。ELLME为食品样品中农药残留的检测提供了一种简单、快速且环保的分析方法。
试剂和材料
环氧康唑、戊唑醇、特布康唑、CPME、OG、DG和DDG购自Titan Scientific有限公司（中国上海）。表S1列出了TFs的属性。水、果汁和茶叶来自市场（中国天津）。
样品制备
对于茶叶样品，准确称取2.0克茶叶放入离心管中，加入10毫升水，充分涡流混合后静置30分钟，然后离心并过滤。收集上清液作为茶叶样品。
乳液形态观察
乳化是指两种不相溶液体形成的液滴分散体系。在ELLME中，乳液的微观形态直接影响目标分子的传质动力学。因此，本研究使用光学显微镜和激光共聚焦显微镜系统研究了萃取剂液滴的微观结构。在浓缩乳液中（图2A和3A–D），观察到多种大小的液滴，所有液滴均为球形。
结论
本研究开发了一种环保、简单且高通量的ELLME方法，用于有效检测复杂食品基质中的TFs。使用生物质衍生的溶剂CPME和表面活性剂APG制备乳液，表现出优异的生物降解性和生态安全性。快速乳化后伴随自发相分离，有助于充分富集和分离TFs。预处理过程无需涡流搅拌或超声波处理。
作者贡献声明
王玉琳：撰写 – 原稿、方法学、实验设计。郑小姣：实验设计。李艺艺：资源准备。杨玉坤：验证。聂远军：监督。韩家军：撰写 – 审稿与编辑、监督。徐静：撰写 – 审稿与编辑、概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（资助编号32202161）和山西农业大学青年科学技术领导计划（资助编号2023YQPYGC02）的支持。
