果蔬中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測的研究進(jìn)展

趙 鑫，付大友，李艷清

（四川理工學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院， 四川 自貢 643000）

近年來，因果蔬中農(nóng)藥的不合理使用和過度使用，蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留問題已成為我國社會(huì)高度關(guān)注的熱點(diǎn)問題[1,2]。其中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥在我國應(yīng)用最為廣泛，本文重點(diǎn)分析了目前應(yīng)用于蔬菜水果中氨基甲酸酯類農(nóng)藥的各種前處理技術(shù)及檢測技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)[3-6]，并對(duì)未來我國農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

1 樣品前處理技術(shù)

1.1 固相萃取技術(shù)(SPE)

固相萃取技術(shù)(SPE)[7-10]是一個(gè)包括液相和固相的物理萃取過程，利用吸附劑吸附液體樣品中的目標(biāo)化合物，再經(jīng)過洗脫，從而達(dá)到分離或富集目標(biāo)化合物的目的。SPE具有操作快速簡便、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在農(nóng)藥殘留檢測工作中廣泛應(yīng)用。但需使用大量價(jià)格高并對(duì)身體有害的有機(jī)溶劑，操作繁瑣、費(fèi)時(shí)，同時(shí)容易造成分析物流失,重現(xiàn)性較差。姜俊等[11]采用乙腈提取樣品，NH2-SPE固相萃取柱凈化，甲醇-二氯甲烷溶液(5∶95，V/V)洗脫，氮?dú)獯祾邼饪s，丙酮定容，全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜檢測，基質(zhì)曲線外標(biāo)法定量，測定蔬菜中64種農(nóng)藥殘留量，其檢出限(S/N=3)和定量限(S/N=1 0)范圍分別為0.010~6.032 μg/kg和0.035~20.107 μg/kg，在一些蔬菜中的回收率范圍為68.3%~117.8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6%~9.1%。

1.2 超臨界流體萃取技術(shù)(SFE)

超臨界流體萃取技術(shù)(SFE)[12]是利用超臨界流體對(duì)有效物質(zhì)的溶解作用，從而利用壓力和溫度影響超臨界流體的溶解能力，按沸點(diǎn)高低和極性大小，選擇性地將各種組分依次提取分離。常用的超臨界流體萃取劑有二氧化碳(CO2)、乙烯、甲醇、乙烷、苯、丙烷等，其中CO2是使用最廣泛的萃取劑：無毒、惰性、不可燃、廉價(jià)、易獲得高純度，且表面張力低、黏度低、擴(kuò)散性高。如今，在食品、醫(yī)藥、化工和材料等領(lǐng)域 SFE技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

SFE萃取時(shí)間短、提取效率高、提取結(jié)果準(zhǔn)確度高、有機(jī)溶劑殘留少對(duì)環(huán)境污染小，且萃取溫度低，大大提高了分析方法的可靠性。但是需用大量高純CO2，測定方法的重現(xiàn)性較差。

1.3 加速溶劑萃取技術(shù)（ASE）

加速溶劑萃取（ASE）[13]是采用常規(guī)溶劑，在較高的溫度（50~200 ℃）和壓力（10.3~20.6 MPa）下對(duì)固體或半固體樣品進(jìn)行萃取的新穎的樣品前處理技術(shù)，具有操作簡便、省時(shí)省溶劑、減少有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的污染、萃取操作自動(dòng)化的特點(diǎn)。與索氏萃取和微波萃取相比，ASE萃取效率高，選擇性好。王昭妮等[14]使用ASE溶劑萃取儀，對(duì)小麥粉中農(nóng)藥進(jìn)行檢測。其樣品加標(biāo)平均回收率為 74.3%~121.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.1%~6.6%，檢出限(LOD)為0.01~0.05 mg/kg。該法簡便、快速、靈敏，準(zhǔn)確，適合農(nóng)藥殘留的日常檢驗(yàn)。

1.4 固相微萃取技術(shù)(SPME)

固相微萃取技術(shù)(SPME)[15,16]是在固相萃取的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型萃取技術(shù)，利用固體吸附劑吸附液體樣品中的目標(biāo)化合物，使之與基質(zhì)和干擾化合物分離，再用洗脫液洗脫或加熱解吸附，達(dá)到分離、富集目標(biāo)化合物的目的。該方法可重復(fù)多次使用，集提取、濃縮、進(jìn)樣為一體，全過程不需溶劑。具有操作簡單、成本低、回收率高以及避免使用有機(jī)溶劑等優(yōu)點(diǎn)。但由于商用探頭的種類有限,并且在不同程度上都存在熱穩(wěn)定性差、抗溶劑沖洗能力弱和使用壽命短等缺陷，常與溶膠-凝膠技術(shù)結(jié)合使用。胡彥學(xué)等[17]采用固相微萃取-高效液相色譜法的分析方法檢測番茄中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留，檢出限為0.011~0.023 mg/kg。

1.5 濁點(diǎn)萃取技術(shù)(CPE)

濁點(diǎn)萃取法(CPE)[18]是基于表面活性劑溶液相分離現(xiàn)象的一種新興的液-液萃取技術(shù)，是利用表面活性劑富集相對(duì)樣品中的農(nóng)藥進(jìn)行提取與富集的方法。濁點(diǎn)萃取法具有安全低毒，萃取效率高，萃取速度快，萃取成本低等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的液液萃取相比，此方法簡便、靈敏度高、消耗溶劑很少，已經(jīng)成功的與多種分析儀器聯(lián)用，用于農(nóng)藥殘留樣品的前處理中。Apichai等[19]利用1.5% Triton X-114提取并用高效液液相色譜紫外檢測器在 270 nm下檢測了水果中的 6種農(nóng)藥，方法的檢測限為 0.1~1.0 mg/kg，回收率為80.0%~107%。

2 檢測技術(shù)

2.1 色譜法

色譜法是根據(jù)待測物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間分配系數(shù)不同，而達(dá)到將不同組分進(jìn)行分離的目的，將待測物質(zhì)的濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并用計(jì)算機(jī)記錄。目前應(yīng)用于果蔬中氨基甲酸酯類農(nóng)藥檢測的色譜法主要有氣相色譜法(GC)、氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（GC/MS）、高效液相色譜法(HPLC)、液質(zhì)聯(lián)用聯(lián)用技術(shù)（HPLC/MS）。

2.1.1 氣相色譜法（GC）

氣相色譜法(Gas chromatography)[20,21]是根據(jù)分析物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間的分配系數(shù)不同而達(dá)到分離目的的一種分離分析方法。分離效能高、分析速度快、靈敏度高、選擇性高好，是國家測定農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)方法，現(xiàn)已成為應(yīng)用最廣的氨基甲酸酯類農(nóng)藥定量分析的方法。常用的檢測器主要有氮磷檢測器(NPD)、火焰光度檢測器(FPD)、電子捕獲檢測器(ECD)等。雖然氣相色譜法具有以上種種優(yōu)點(diǎn)，但因要使用大型儀器，故而要對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理，常與固相萃取、液液萃取相結(jié)合使用，檢測精度受樣品的前處理技術(shù)影響比較大。

李勁峰等[16]采用固相萃取法用乙腈作溶劑提取蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥。提取液經(jīng)氨基柱凈化，洗脫液濃縮近干用丙酮定容，并用氮磷檢測器進(jìn)行測定。農(nóng)藥的檢出限(3S/N)在0.008~0.034 mg?L-1之間。

2.1.2 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC/MS）

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）[22,23]既有氣相色譜的高分離性能，又可利用質(zhì)譜準(zhǔn)確鑒定化合物結(jié)構(gòu)，當(dāng)遇到組分不明的干擾物與被測物的峰相重疊或兩者的保留時(shí)間非常接近時(shí)，可同時(shí)定性、定量，比單獨(dú)使用氣相色譜檢測法更為有效。但分析對(duì)象多局限于分析氣體和沸點(diǎn)較低的化合物，對(duì)于占有機(jī)物種類80%以上的高沸點(diǎn)、不穩(wěn)定的物質(zhì)則難以應(yīng)用。

王雯雯等[24]采用乙腈勻漿提取，氯化鈉鹽析離心，Carbon/NH2柱凈化，乙腈/甲苯(3∶1，V/V)洗脫，DB-1701氣相色譜柱分離，在三重串聯(lián)四極桿多反應(yīng)監(jiān)測模式下進(jìn)行測定，40 min內(nèi)即完成大蔥中170種農(nóng)殘檢測，絕大多數(shù)農(nóng)藥檢出限為0.01 mg?L-1，方法操作簡單、快速、靈敏度高，能夠準(zhǔn)確定性、定量分析大蔥中痕量多組分農(nóng)藥殘留。

2.1.3 高效液相色譜法(HPLC)

高效液相色譜法(High performance liquid chromatography)[25-26]是利用溶質(zhì)在固定相和流動(dòng)相中的分配系數(shù)不同，在高壓條件下將各組分進(jìn)行分離的一種定量分析方法。對(duì)于大多數(shù)高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、摩爾質(zhì)量大，用氣相色譜法難以檢測的有機(jī)物，主要采用高效液相色譜法進(jìn)行分離和分析。常用的檢測器有紫外（UV）和紫外-可見分光光度檢測器(UV-Vis)、示差折光檢測器(RID)、熒光檢測器(FLD)和電化學(xué)檢測器(ECD)。采用高效液相色譜發(fā)進(jìn)行樣品分析，分離效果好、靈敏度高、分析速度快，但同樣受樣品的前處理技術(shù)影響較大，若要改進(jìn)高效液相色譜法方法，通過改善樣品的前處理技術(shù)是一大關(guān)鍵。

瞿德業(yè)等[26]采用固相微萃取制樣，熒光檢測器高效液相色譜法測定了蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留，檢測出蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢出限為0.4×10-9~40×10-9g/g。

2.1.4 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HPLC/MS）

單獨(dú)使用高效液相色譜無法檢測出未知物質(zhì)，因此常用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜[27,28]的方法，對(duì)樣品一次性進(jìn)行定性定量分析。姚家彪等[29]建立了用丙酮和乙腈提取，凝膠滲透色譜和固相萃取柱2種方法凈化，超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)同時(shí)檢測多種蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥，檢出限均為1×10-5g/kg，所用檢測方法實(shí)用、準(zhǔn)確、靈敏度高。

2.2 快速檢測法

快速檢測法操作簡便快捷、靈敏度高、特異性強(qiáng)，相對(duì)于色譜分析法，在現(xiàn)場篩選和大量樣本的快速監(jiān)測中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

2.2.1 免疫分析技術(shù)

免疫分析[30]是利用抗原與抗體的特異性結(jié)合，來選擇識(shí)別和測定待測物。由于操作簡單、反應(yīng)靈敏，近幾年得到了較快的發(fā)展，尤其在在農(nóng)藥殘留等方面發(fā)揮著重要作用。在農(nóng)殘檢測方面應(yīng)用較多的是酶免疫技術(shù)(EIA)、金免疫技術(shù)(ICG)和放射免疫技術(shù)(RIA)。免疫分析與氣相色譜、液相色譜已被美國化學(xué)學(xué)會(huì)(AOAC)同列為農(nóng)藥殘留的三大支柱技術(shù)。但由于基質(zhì)干擾，免疫分析的靈敏度和可靠性大大降低。張奇等[31]建立了速滅威間接競爭酶聯(lián)免疫吸附分析(ELISA)測定法，檢測線性范圍為1~10 000 μg/L。

2.2.2 酶抑制法

果蔬中常用的農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶催化水解的功能有抑制作用，其抑制率與農(nóng)藥的濃度呈正相關(guān)。酶抑制法[32]正是利用這一原理來判斷是否有農(nóng)藥殘留：在實(shí)驗(yàn)中加入底物和顯色劑來觀察顏色變化或測定酶與某種特定化合物反應(yīng)的物理化學(xué)信號(hào)。酶抑制法操作簡單，快速，因此在檢測蔬菜、水果中的農(nóng)藥快速檢測方面?zhèn)涫苤匾?。但是酶是一種生物催化劑，其反應(yīng)速度受溫度、pH值、環(huán)境中離子、酶抑制劑等因素影響，對(duì)條件要求較高，靈敏度不高。胡小寧等[33]用丁酰膽堿酯酶對(duì)果蔬中農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測，酶最佳用量為0.05 mL，檢測靈敏、快捷。

2.2.3 生物傳感器

生物傳感器是一類特殊形式的傳感器，由生物分子識(shí)別元件與各類物理、化學(xué)換能器組成，用于各種生命物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的分析和檢測。電化學(xué)生物傳感器[34,35]靈敏度高、特異性強(qiáng)、易于自動(dòng)化，非常適合大批量農(nóng)藥殘留的初步篩查，該技術(shù)更適用于快速檢測環(huán)境中的有害物質(zhì)。但是穩(wěn)定性、靈敏度和使用壽命仍需進(jìn)一步提高，成本較高。趙鵬林等[36]以固定化丁酰膽堿酯酶為識(shí)別元件，以分光光度計(jì)為換能器，構(gòu)建流動(dòng)注射型酶生物傳感器，在西維因的質(zhì)量濃度范圍為 0.2~50μg/mL范圍內(nèi)具有良好線性關(guān)系。

3 展 望

近些年，隨著人民生活水平的不斷提高，人們越來越來關(guān)注果蔬的質(zhì)量安全問題，尤其是農(nóng)殘超標(biāo)問題。隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，人們對(duì)農(nóng)藥殘留檢測下限的要求會(huì)更低。所以未來幾年降低農(nóng)藥殘留的研究重點(diǎn)在于加緊研制新型、低毒、高效的農(nóng)藥，研究推廣快速農(nóng)藥降解技術(shù)，并且開發(fā)出更加快速、靈敏、可靠的檢測技術(shù)。

［1］顧旭東.控制食品農(nóng)藥殘留各國有高招[J].農(nóng)藥市場信息,2010(11):36.

［2］鄧晨,等.國外如何控制農(nóng)藥殘留[J].今日國土,2008(10):44-45.

［3］張帆,李忠海,王利兵,等.食品中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的檢測方法研究進(jìn)展[J].中國食物與營養(yǎng),2010(02):64-67.

［4］程文杰.食品中農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2011,21(2):534-536.

［5］李軍明,鐘讀波,王亞琴,等.茶葉中農(nóng)藥殘留限量及檢測方法研究進(jìn)展[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) ,2010,32 (S1):299-304.

［6］侯芳菲.有機(jī)磷及氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測方法研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù),2008(02):32-3.5

［7］楊元,高玲,景露,等.SPE-GC/MS 法測定水中有機(jī)磷和氨基甲酸酯農(nóng)藥[J].中國測試, 2009,35(2):86-89.

［8］Yang Ru-zhen, Wang Jin-hua, Wang Ming-lin, et al. Dispersive Solid-Phase Extraction Cleanup Combined with Accelerated Solvent Extraction for the Determination of Carbamate Pesticide Residues in Radix Glycyrrhizae Samples by UPLC–MS–MS[J].Journal of Chromatographic Science,2011,49(10):702-708.

［9］張玉,徐軍,賀國慶,等.固相萃取-高效液相色譜聯(lián)用測定小麥中6種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J].糧食工程技術(shù),2010(12):89-93.

［10］李勁峰,金葉舟,鄭濤.固相萃取-氣相色譜法測定蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J].理化檢測-化學(xué)分冊,2010,46(5):537-538,541.

［11］姜俊,李培武,謝立華,等,固相萃取-全二維氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜同步快速檢測蔬菜中 64種農(nóng)藥殘留[J].分析化學(xué),2011,39(1):72-76.

［12］張艷,王松雪,孫長坡.超臨界流體萃取技術(shù)在糧食農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用[J].食品科學(xué),2010,31(01):274-277.

［13］趙海香,袁光耀,邱月明,等.加速溶劑萃取技術(shù)（ASE）在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用[J].農(nóng)藥,2006(1):15-17.

［14］王昭妮,姚偉琴,李鋒格.加速溶劑萃取-毛細(xì)管氣相色譜法測定小麥粉中 21種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的研究[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2011,21(3 ):601-603.

［15］孫福江,李潤巖,原現(xiàn)瑞,等.頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法檢測蘋果中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J].食品科學(xué),2010,31(10):223-227.

［16］瞿德業(yè),魏善明,周圍,等.蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的固相微萃取分離和HPLC法檢測[J].應(yīng)用化學(xué), 2009,26(4):498-500.

［17］胡彥學(xué),楊秀敏,張美月,等.固相微萃取-高效液相色譜聯(lián)用測定番茄中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J].中國食品學(xué)報(bào),2008,8(6):155-160.

［18］陳建波,王云飛,奚道珍.濁點(diǎn)萃取技術(shù)及其在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用[J].農(nóng)藥,2011,50(7):479-481;486.

［19］APICHAI S, SUPALAX S, RODJANA B, et al. Cloud-point Extraction and Reversed-phase High-performance Liquid Chromatography for the Determination of Carbamate Insecticide Residues in Fruits[J]. Anal Bioanal Chem,2009,394(5): 1307-1317.

［20］陳霞,張雪梅,楊華梅,等.凝膠滲透色譜-氣相色譜法測定蔬菜中24種有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2009,19(1):75-76,163.

［21］蔡玉剛,蘇曉虹,王運(yùn)波.氣相色譜法測定生物檢材中的滅多威成份[J].廣東公安科技,2009(2):21-22.

［22］胡艷云,徐業(yè)平,姚劍,等.柱頭進(jìn)樣結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜分析動(dòng)物源食品中熱不穩(wěn)定性氨基甲酸酯類農(nóng)藥[J].分析化學(xué),2011,39(3):330-334.

［23］Xuejin Mao, YiqunWan, AipingYan et al. Simultaneous determination of organophosphorus, organochlorine, pyrethriod and carbamate pesticides in Radix astragali by microwave-assisted extraction/dispersive-solid phase extraction coupled with GC–MS[J].Talanta, 2012,04(007):131-141.

［24］王雯雯,劉暢.安捷倫7000三重串聯(lián)四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀一次進(jìn)樣同時(shí)檢測大蔥中 170種農(nóng)藥殘留[J].環(huán)境化學(xué),2011,30(10):1822-1827.

［25］李崗,柯春暉.蔬菜和水果中氨基甲酸類農(nóng)藥的柱后衍生 HPLC法的改進(jìn)[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2010,20(12):3511-3512.

［26］程盛華,唐斌,鄭龍,等.在線柱后衍生-熒光檢測-高效液相色譜法測定果蔬中殘留氨基甲酸酯農(nóng)藥[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊,2010,46(7):816-819.

［27］周長朋,楊麗君,徐成鋼,等.高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào),2011,27(4):487-490.

［28］郝學(xué)飛,董小海,鐘紅艦.氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測方法對(duì)比研究[J].食品科學(xué),2010,31(02):183-186.

［29］姚家彪,趙穎,潘偉.蔬菜和食用菌中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)[J].應(yīng)用化學(xué),2010,27(4):488-493.

［30］陳紅平,劉新,汪慶華,等.農(nóng)藥殘留免疫分析技術(shù)應(yīng)用與質(zhì)量控制[J].農(nóng)藥, 2008 ,47(7) : 476-479,494.

［31］張奇,李鐵軍,朱曉霞,等.氨基甲酸酯類殺蟲劑速滅威酶聯(lián)免疫吸附分析方法研究[J].分析化學(xué),2006,34(2):178-182.

［32］杜美紅,孫永軍,汪雨,等.酶抑制- 比色法在農(nóng)藥殘留快速檢測中的研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2010,31(17):462-466.

［33］胡小寧,王承霞.果蔬中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的快速檢測[J].農(nóng)藥, 2007, 46 (5): 326-327.

［34］干寧,王峰,楊欣,等.采用納米修飾雙酶電極生物傳感器檢測有機(jī)膦與氨基甲酸酯類農(nóng)藥[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào),2008,10(3):329-334.

［35］Ivana Cesarino, Fernando C. Moraes, Marcos R.V. Lanza,et al.Electrochemical detection of carbamate pesticides in fruit and vegetables with a biosensor based on acetylcholinesterase immobilised on a composite of polyaniline–carbon nanotubes[J]. Food Chemistry ,2012,135: 873–879.

［36］趙鵬林,段傳人,張貝.流動(dòng)注射型酶傳感器測定蔬菜中西維因農(nóng)殘的研究[J].化學(xué)傳感器,2008,28(1):44-48.