農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

謝艷姣 吳榮順 苑婷婷

（深圳海吉星農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)科技中心有限公司，深圳 518000）

農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

謝艷姣 吳榮順 苑婷婷

（深圳海吉星農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)科技中心有限公司，深圳 518000）

近年來(lái)，隨著農(nóng)藥和化肥的廣泛使用，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留問(wèn)題日益嚴(yán)重。為此，亟需發(fā)展高效、精準(zhǔn)農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)。本文主要介紹了國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)水果蔬菜農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用狀況，并重點(diǎn)闡述了色譜分析法、免疫分析法、生物傳感器法和液體工作站等最新檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展。通過(guò)與傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)比較，新的檢測(cè)技術(shù)具有高效，精準(zhǔn)，穩(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì)，在農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)中具有很好的發(fā)展前景。

農(nóng)藥殘留；快速檢測(cè)；研究進(jìn)展

隨著農(nóng)藥種類(lèi)的不斷增加，使用范圍不斷擴(kuò)大，再加上人們對(duì)于有害物質(zhì)綜合治理的重視度不夠，從而導(dǎo)致農(nóng)藥使用的不科學(xué)以及對(duì)農(nóng)藥監(jiān)管的不到位，進(jìn)一步使得農(nóng)藥在保障、促進(jìn)農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，滿(mǎn)足人們對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品需求的同時(shí)，也最終危及人類(lèi)健康和生態(tài)平衡。近年來(lái)，由于食用被農(nóng)藥嚴(yán)重污染的水果蔬菜而導(dǎo)致的中毒事件屢見(jiàn)不鮮，例如“毒生姜”“毒豇豆”事件的發(fā)生。食品安全關(guān)系人們的健康，因此，世界各國(guó)越來(lái)越重視食品安全[1,2]。為了保障消費(fèi)者健康，農(nóng)殘檢測(cè)迫在眉睫[3]。

目前，農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)在泰國(guó)、越南、韓國(guó)等國(guó)家廣泛使用。我國(guó)的一些地區(qū)，例如北京、上海、廈門(mén)、溫州等市的水果蔬菜批發(fā)市場(chǎng)先后建立快速檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，定期對(duì)進(jìn)入批發(fā)市場(chǎng)的蔬菜水果進(jìn)行抽樣檢測(cè)[1]。我國(guó)快速檢測(cè)技術(shù)起步時(shí)間相對(duì)滯后，國(guó)外于20世紀(jì)70年代已建立酶免疫測(cè)定方法，而我國(guó)直到20世紀(jì)90年代才開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)的研究，技術(shù)相對(duì)落后，需要不斷的提高快速檢測(cè)技術(shù)。本文綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展，為農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)的研究及應(yīng)用提供依據(jù)。

1 傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)方法

傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)的方法主要是采用色譜檢測(cè)技術(shù)，其中最為常用的包含了氣相色譜法（GC）、液相色譜法（HPLC）、氣相/液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（GC/HPLC-MS）等。

1.1 氣相色譜法（GC）

氣相色譜法是農(nóng)藥殘留含量分析中重要而常用的分析方法。該方法準(zhǔn)確度、靈敏度高，目前大部分農(nóng)藥殘留分析仍然采用氣相色譜法[4-11]。在農(nóng)藥殘留分析中，隨著科學(xué)的進(jìn)步，盡管樣品前處理過(guò)程中凈化效果越來(lái)越好，但樣品中的干擾物依然難以避免，所以氣相色譜法采用的是選擇性的檢測(cè)器。ECD是最常用的有機(jī)氯測(cè)定的檢測(cè)器，NPD由于對(duì)N、P具有較好的選擇性，因此是常用的測(cè)定有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的檢測(cè)器。FPD是具有高選擇性和高靈敏度的檢測(cè)器，主要應(yīng)用于含S、P化合物的檢測(cè)。

1.2 液相色譜法（HPLC）

液相色譜法也是農(nóng)藥殘留分析中傳統(tǒng)的一種檢測(cè)方法，其檢測(cè)限比氣相色譜要高。液相色譜法可以有效的分離高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定的農(nóng)藥，針對(duì)這類(lèi)農(nóng)藥氣相色譜則無(wú)法有效的進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)，液相色譜還可以對(duì)一些分子量較大、極性較強(qiáng)的離子型農(nóng)藥進(jìn)行分離檢測(cè)[12]。段文仲等[13]通過(guò)液相色譜與紫外檢測(cè)器結(jié)合檢測(cè)分析水果中7種農(nóng)藥的殘留情況，檢測(cè)結(jié)果表明，其檢測(cè)限都顯著低于FAO/WHO所要求的標(biāo)準(zhǔn)。此外，A.I.Valenzuela 等[14]用最新的檢測(cè)技術(shù)（MSPD-HPLC-UV）測(cè)定水果農(nóng)藥殘留，檢出限可達(dá)到0.15μg/g，回收率達(dá)74%以上。

1.3 氣相/液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（GC/HPLC-MS）

質(zhì)譜分析技術(shù)是將待測(cè)樣品離子化，根據(jù)不同離子在磁場(chǎng)或電場(chǎng)中的不同運(yùn)動(dòng)形式，將不同質(zhì)荷比（m/z）的不同離子分開(kāi)。根據(jù)樣品的質(zhì)譜信息來(lái)實(shí)現(xiàn)定性定量檢測(cè)。J.L.Martinez Vidal等[15]用最新的GC-MS-MS技術(shù)測(cè)定西紅柿、黃瓜、西瓜等蔬菜和水果中殘留農(nóng)藥，只需簡(jiǎn)單的樣品前處理，通過(guò)萃取就可進(jìn)行測(cè)定，回收率可達(dá)71%～119%，檢測(cè)限低于1ng/g，提高了工作效率，并且所得結(jié)果準(zhǔn)確，可靠。

綜上所述，傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了效率的提升，同時(shí)也可以達(dá)到選擇性分析和定量分析，具有結(jié)果準(zhǔn)確度高、靈敏度高的特點(diǎn)。但是需要大量的儀器投入、檢測(cè)周期相對(duì)較長(zhǎng)、需要高技術(shù)人才等缺點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)實(shí)地農(nóng)藥殘留檢測(cè)，并降低人力、物力資源的消耗，更為簡(jiǎn)單、快捷的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)亟需研究和開(kāi)發(fā)。

2 新型快速檢測(cè)技術(shù)

大型儀器定量分析法選擇性好、結(jié)果準(zhǔn)確可靠、靈敏度高。但是，色譜檢測(cè)具有儀器投入高、檢測(cè)周期長(zhǎng)、對(duì)檢測(cè)人員的技術(shù)要求高等缺點(diǎn)，正是因?yàn)檫@些缺點(diǎn)的存在，導(dǎo)致了不能應(yīng)用于日常檢測(cè)和監(jiān)督。農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)因其操作簡(jiǎn)單、快速、價(jià)格低廉，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)地實(shí)時(shí)檢測(cè)，而得到人們的青睞，世界各國(guó)投入大量的資金和技術(shù)進(jìn)行農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)的研究。目前，國(guó)內(nèi)外最新的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)主要分為以下幾類(lèi)。

2.1 免疫分析法

免疫分析法是結(jié)合免疫技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)手段而建立的超微量測(cè)定技術(shù)[16]。由于抗原抗體反應(yīng)的專(zhuān)一性，免疫分析法具有專(zhuān)一性和強(qiáng)親和力，因而該方法靈敏度高。根據(jù)所采用檢測(cè)手段的不同，可分為熒光免疫法、酶免疫法以及放射免疫法，其中最簡(jiǎn)單的為酶免疫法[17]。由于酶免疫分析法具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、簡(jiǎn)單方便快捷、批量分析容量大等一系列優(yōu)點(diǎn)，其在農(nóng)藥殘留分析檢測(cè)的應(yīng)用較多。Eugenia、Katsoudas[18]采用酶聯(lián)免疫法對(duì)氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的殘留進(jìn)行測(cè)定，其檢測(cè)限達(dá)到2ng/mL。Jim 等[19]于2010年建立了水果蔬菜中三唑磷的化學(xué)發(fā)光免疫分析法（CLIA），線性范圍在0.04～5ng/mL，檢測(cè)低限達(dá)到0.063ng/mL，胡蘿卜、生菜、蘋(píng)果、土壤和水的加標(biāo)回收率為67.52%～122.0%。與LC-MS法進(jìn)行比對(duì)，呈現(xiàn)了良好的準(zhǔn)確性。

針對(duì)免疫分析法而言，其中最關(guān)鍵的問(wèn)題在于抗體的制備。由于小分子量農(nóng)藥在正常情況下一般不具有免疫原性，因而不能刺激動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。因此，將小分子量農(nóng)藥作以半抗原與大分子量的載體連接制備成人工抗原，再以人工抗原對(duì)動(dòng)物進(jìn)行免疫，從而產(chǎn)生對(duì)該種農(nóng)藥具有特異性的抗體活性物質(zhì)，進(jìn)而對(duì)該農(nóng)藥分子進(jìn)行識(shí)別，并與之結(jié)合。這種特異性的結(jié)合不但可以在體內(nèi)進(jìn)行，而且可以在體外進(jìn)行，這是免疫分析進(jìn)行的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)抗體或半抗原進(jìn)行標(biāo)記，利用標(biāo)記物的物理、化學(xué)或生物放大作用對(duì)目標(biāo)農(nóng)藥進(jìn)行定性或定量檢測(cè)。免疫分析技術(shù)的應(yīng)用存在一定的局限性，但鑒于此法可直接對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)或只需簡(jiǎn)單的凈化操作，其仍作為現(xiàn)場(chǎng)篩選的重要手段。

2.2 生物傳感器法

生物傳感器一般是采用生物的敏感部件緊密配合轉(zhuǎn)換器，對(duì)生物活性物質(zhì)或特定化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生可逆響應(yīng)和選擇性的裝置。傳感器中的生物敏感層會(huì)與復(fù)雜的樣品中的特定待測(cè)物之間（例如酶與底物之間，抗原與抗體體之間）發(fā)生識(shí)別反應(yīng)，從而產(chǎn)生出物理化學(xué)信號(hào)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行放大記錄。生物傳感器包括免疫傳感器、酶?jìng)鞲衅鳌⒔M織傳感器以及微生物傳感器等。免疫傳感器和酶?jìng)鞲衅魇寝r(nóng)藥殘留分析中常用的生物傳感器方法[20]。Albareda等[21]將乙酰膽堿酯酶采用戊二醛交聯(lián)固定于銅絲碳糊的電極表面，制成生物傳感器檢測(cè)果汁中的克百威與對(duì)氧磷，其檢出限分別達(dá)到10～11mol/L 和10～10mol/L。生物傳感器的應(yīng)用受到穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和使用壽命的限制，同時(shí)由于農(nóng)藥品類(lèi)多，樣品中含量差異大，使得生物傳感器在農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)商品化受到制約。但是，基于生物傳感器的特異性強(qiáng)、靈敏度高、檢測(cè)效率快的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合微電子技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)及材料的發(fā)展，生物傳感器在農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)中的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大，逐步替代傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，發(fā)展成為被廣泛普及的常規(guī)分析和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的儀器。

2.3 液體工作站檢測(cè)法

液體工作站檢測(cè)法是將液體工作站與酶抑制劑法結(jié)合起來(lái)的一種高通量、高效率的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)方法。液體工作站主要進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中的移液操作，通過(guò)對(duì)移液體積的精確控制、移液過(guò)程的連續(xù)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)高效、高精密度以及高穩(wěn)定性的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)。

謝艷姣等[22]對(duì)液體工作站檢測(cè)法與人工酶抑制劑法進(jìn)行了準(zhǔn)確性的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：第一，液體工作站在進(jìn)行移液檢測(cè)時(shí)，由于液體工作站中機(jī)械的移動(dòng)取代了人工移液的操作，使得振蕩提取、加樣、加酶、加顯色劑、加底物以及恒溫反應(yīng)均由人工操作轉(zhuǎn)為液體工作站，僅需1人來(lái)確保所有過(guò)程的完成和完成后進(jìn)行上機(jī)測(cè)試。與人工移液檢測(cè)相比，可節(jié)約3人，使得該檢測(cè)方法在人力資源方面節(jié)約近50%。第二，通過(guò)將液體工作站移液檢測(cè)結(jié)果與人工移液檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行，液體工作站移液檢測(cè)實(shí)驗(yàn)誤差少，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更好，且結(jié)果一致性達(dá)100%。第三，該液體工作站采用專(zhuān)門(mén)的連接接口實(shí)現(xiàn)與分光光度計(jì)的聯(lián)用，可采用輸送帶進(jìn)行樣品盤(pán)的傳送，實(shí)現(xiàn)移液、檢測(cè)全自動(dòng)化，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)人力資源的節(jié)約。第四，由于恒溫孵育的時(shí)間剛好滿(mǎn)足樣品提取液的移取，因此該液體工作站充分利用等待時(shí)間間隙，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化的移液操作，最終實(shí)現(xiàn)高流通量樣品的連續(xù)檢測(cè)，更進(jìn)一步滿(mǎn)足批發(fā)市場(chǎng)中高通量、高流通效率中食品安全監(jiān)測(cè)的需求。

自動(dòng)化液體工作站，在不斷滿(mǎn)足現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室中高通量、高精度、高效率液體處理需求的同時(shí)，還廣泛應(yīng)用于檢測(cè)傳染病血清學(xué)標(biāo)志物的ALT檢測(cè)、酶免檢測(cè)、抗體篩查、血型檢測(cè)、PCR體系構(gòu)建、DNA提取與純化等實(shí)驗(yàn)。正因?yàn)橐后w工作站具有高兼容性、高自動(dòng)化、高通量、高精確度、高性?xún)r(jià)比等一系列特點(diǎn)，在分子、醫(yī)學(xué)、生化等檢測(cè)領(lǐng)域同樣有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著農(nóng)藥殘留檢測(cè)精度要求越來(lái)越高和檢測(cè)項(xiàng)目的越來(lái)越多，伴隨著高效、低毒、低殘留農(nóng)藥新品種的不斷涌現(xiàn)，給農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)提出了新的檢測(cè)要求、新的目標(biāo)，進(jìn)而增加了分析和檢測(cè)的工作量。為了滿(mǎn)足對(duì)檢測(cè)效率和準(zhǔn)確度的要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化液體工作站與農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法和技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，將會(huì)成為農(nóng)藥殘留分析的重要研究方向。

3 農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用前景

大量農(nóng)藥的違規(guī)使用已經(jīng)對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，也正在危及人類(lèi)的健康，開(kāi)發(fā)農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)方法日益受到社會(huì)各界的重視。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題關(guān)注的不斷提高，對(duì)食品安全的關(guān)注也在逐步提高。新品種的農(nóng)藥不斷涌入市場(chǎng)，要求對(duì)農(nóng)藥的檢測(cè)低限越來(lái)越低，因此需要更為靈敏、準(zhǔn)確、高效的檢測(cè)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)提高檢測(cè)靈敏度、多樣化檢測(cè)方法、縮短響應(yīng)時(shí)間、提高儀器自動(dòng)化程度、提高現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)能力。長(zhǎng)遠(yuǎn)看來(lái)，自動(dòng)化液體工作站與農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)方法聯(lián)用，將會(huì)成為農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)分析的新方向。

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Latest Researches Progress on Rapid Detecting Pesticide Residues

XIE Yan-jiaoWU Rong-shunYUAN Ting-ting
(Shenzhen Higreen Food Quality Testing Techcenter CO.LTD.,Shenzhen 518000,China)

In recent years,along with a widely use of pesticides and fertilizers,pesticide residue of agriculture products has become increasingly a serious problem.So the efficient,accurate techniques for detecting pesticide residues are urgent need.In this paper,the author introduced latest research and application for rapid detecting pesticide residuesin fruits and vegetables at home and abroad,and mainly focused on the research progress of the latest detection technology,such as chromatography,immunoassays,biosensors law and liquid workstations.By comparison with conventional detection techniques,there is high efficiency,accuracy and good stability advantages in new detection technology,which will privid good development prospects for the rapid detection of pesticide residues.

Pesticide residues;quick screening;research progress

book=31,ebook=37

TQ450.7

A

1008-1038(2015)12-0031-04

2015-06-12

深圳市技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（CXZZ20130322142057651）

謝艷姣（1987—），女，碩士研究生，主要從事食品安全與檢測(cè)方面的研究