蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)綜述

范 葉，戴先焙

（1.長(zhǎng)沙市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心，湖南 長(zhǎng)沙 410008；2.新寧縣水廟鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站，湖南 新寧 422700）

隨著人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，蔬菜的質(zhì)量安全越來(lái)越受到人們的重視，蔬菜中農(nóng)藥殘留已成為影響我國(guó)食品安全和農(nóng)產(chǎn)品對(duì)外貿(mào)易的主要因素之一。建立和完善蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法，已成為一項(xiàng)亟待解決的經(jīng)濟(jì)和民生問(wèn)題。隨著科技的發(fā)展和研究的深入，蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)不斷得到完善，呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)檢測(cè)效率快慢和是否需要準(zhǔn)確定性、定量的要求，可將蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)分為快速檢測(cè)法和儀器分析法2大類(lèi)型。由于不同農(nóng)藥種類(lèi)的理化性質(zhì)和不同檢測(cè)技術(shù)對(duì)人員、環(huán)境、經(jīng)費(fèi)等要求的不同，2大類(lèi)型檢測(cè)技術(shù)又分別被研究出不同的檢測(cè)方法，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的闡述，以助一線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)人員能夠結(jié)合實(shí)際選擇和掌握方便快捷、經(jīng)濟(jì)適用和安全可靠的檢測(cè)方法。

1 快速檢測(cè)法

蔬菜作為保鮮期短的生活必需品，其質(zhì)量安全檢測(cè)必然需要現(xiàn)場(chǎng)快捷和準(zhǔn)確的檢測(cè)技術(shù)。目前常用的快速檢測(cè)技術(shù)包括：酶抑制法、免疫分析法、活體生物測(cè)定法和化學(xué)快速檢測(cè)法等。

1.1 酶抑制法

酶抑制法是利用有機(jī)磷及氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥可特異性地抑制乙酰膽堿酯酶（AchE）活性的原理，將乙酰膽堿酯酶與處理好的樣品進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)酶反應(yīng)試驗(yàn)中顏色或物理化學(xué)信號(hào)的變化，來(lái)判斷是否存在有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留。目前應(yīng)用較多的酶抑制法檢測(cè)方法主要有：速測(cè)卡（紙片）法、比色（分光光度）法和膽堿酯酶生物傳感器法等。

1.1.1 速測(cè)卡（紙片）法

速測(cè)卡（紙片）法主要利用膽堿酯酶催化靛酚乙酸酯（紅色）使之水解為乙酸與靛酚（藍(lán)色）的原理。一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥能夠抑制膽堿酯酶的活性，在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中會(huì)發(fā)生顏色的改變，再利用速測(cè)卡（紙片）的顏色變化與模板進(jìn)行對(duì)比；當(dāng)檢出的速測(cè)卡（紙片）呈淺藍(lán)色或白色時(shí)，就可以確定存在有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留[1]。

速測(cè)卡（紙片）法具有操作簡(jiǎn)單、使用方便的特點(diǎn)，尤其適用于田間地頭和超市等需要快速出結(jié)果場(chǎng)所的蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)。

1.1.2 比色（分光光度）法

比色（分光光度）法同樣利用了有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥對(duì)乙酰膽堿酯酶的抑制作用，由于抑制率與農(nóng)藥濃度具有一定的相關(guān)性[2]， 顯色劑的顏色變化與農(nóng)藥濃度有關(guān)，進(jìn)而利用分光光度計(jì)讀數(shù)進(jìn)行檢測(cè)分析。

比色（分光光度）法與速測(cè)卡（紙片）法均屬于現(xiàn)場(chǎng)快速定性的檢測(cè)方法，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)蔬菜或水果中是否存在農(nóng)藥殘留，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)能有效防止存在農(nóng)藥殘留的蔬菜產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)交易環(huán)節(jié)，保障食品安全。

1.1.3 酶生物傳感器法

酶生物傳感器由物質(zhì)識(shí)別元件（固定化酶膜）和信號(hào)轉(zhuǎn)換器（生物電極）組成。其原理是利用酶的專(zhuān)一識(shí)別特性，通過(guò)酶促反應(yīng)產(chǎn)生電活性物質(zhì)，從而在生物電極中輸出電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)定量分析[3]。

酶生物傳感器法具有檢測(cè)迅速、操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、特異性強(qiáng)的特點(diǎn)，但由于酶試劑不易保存、容易失活，容易導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果重現(xiàn)性差、數(shù)據(jù)不穩(wěn)定[4]。

1.1.4 小結(jié)

速測(cè)卡法、比色法和酶生物傳感器法3種酶抑制檢測(cè)方法，由于乙酰膽堿酯酶只能與有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥發(fā)生特定反應(yīng)，限制了檢測(cè)農(nóng)藥的種類(lèi)；另外，如果在保存過(guò)程中出現(xiàn)酶活性降低或失活，容易造成假陽(yáng)性的結(jié)果，因此存在一定的局限性，但其作為一類(lèi)快速篩選的方法，在農(nóng)殘快速檢測(cè)技術(shù)中仍是不可缺少的。

1.2 免疫分析法

免疫分析法是利用抗原與抗體特異性結(jié)合反應(yīng)檢測(cè)農(nóng)藥殘留的分析方法。農(nóng)藥是典型的半抗原，只有反應(yīng)原性而無(wú)免疫原性，不能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體?？乖涂贵w的制備是免疫分析法的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在制備抗原時(shí)需將農(nóng)藥分子直接與蛋白質(zhì)載體進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，沒(méi)有活性官能團(tuán)的農(nóng)藥分子則需要將農(nóng)藥進(jìn)行衍生化，再接上供偶聯(lián)反應(yīng)的活性官能團(tuán)合成人工抗原。

現(xiàn)應(yīng)用的免疫分析方法主要有酶免疫分析（EIA）（也稱(chēng)酶聯(lián)免疫吸附分析ELISA）、放射免疫分析（RIA）、化學(xué)發(fā)光免疫分析（CLIA）、熒光免疫分析（FIA/PFIA）4種檢測(cè)方法，其中酶免疫分析最為常用。

酶聯(lián)免疫法具有操作步驟簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、靈敏度高、專(zhuān)一性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[5]，但由于免疫分析方法抗體制備難度大，加之不能同時(shí)對(duì)多種農(nóng)藥進(jìn)行分析[6]，限制了免疫分析法在農(nóng)藥殘留分析上的廣泛應(yīng)用。

1.3 活體檢測(cè)法

活體檢測(cè)法是使用活的生物來(lái)進(jìn)行直接測(cè)定的方法，常用的活體檢測(cè)方法有2種：一是由于農(nóng)藥可影響特定的發(fā)光細(xì)菌的活性從而表現(xiàn)為發(fā)光程度的變化，通過(guò)測(cè)定細(xì)菌的發(fā)光情況的變化來(lái)檢測(cè)農(nóng)藥殘留量；二是由于農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致敏感家蠅中毒，用樣本喂食敏感家蠅后，根據(jù)家蠅死亡率測(cè)出農(nóng)藥殘留量。

以上2種檢測(cè)技術(shù)操作過(guò)程簡(jiǎn)單直接，無(wú)需復(fù)雜檢測(cè)儀器，但該方法無(wú)法分辨殘留農(nóng)藥的種類(lèi)，且檢測(cè)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，僅適于田間未采收蔬菜的監(jiān)測(cè)。

1.4 化學(xué)速測(cè)法

化學(xué)速測(cè)法主要是利用有機(jī)磷農(nóng)藥與金屬離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)的特性，使之水解為醇與磷酸，導(dǎo)致檢測(cè)液中的紫紅色顯色劑褪色，變成無(wú)色，再根據(jù)顯色劑變色反應(yīng)來(lái)判斷樣品是否有農(nóng)藥殘留。

化學(xué)速測(cè)方法為化學(xué)反應(yīng)，試驗(yàn)過(guò)程比較穩(wěn)定，可有效克服酶抑制法中存在的酶不穩(wěn)定、不易保存的問(wèn)題，但該方法易受葉綠體和植物組織的干擾，且有時(shí)顏色變化并不明顯，導(dǎo)致難以作出明確判斷，只適用于檢測(cè)葉片和果品表面的農(nóng)藥殘留。

2 儀器分析法

儀器分析法又稱(chēng)為理化分析法，是最經(jīng)典、最常用的農(nóng)藥殘留定性、定量檢測(cè)方法。目前常用的儀器分析方法有：氣相色譜法（GC）、高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS）和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS）等。近年來(lái)，超臨界流體色譜法（SFC）、毛細(xì)管電泳技術(shù)（CE）和串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)等一系列檢測(cè)新技術(shù)也得到快速發(fā)展。

2.1 氣相色譜法（GC）

氣相色譜法的原理主要是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)、極性及吸附性質(zhì)的差異實(shí)現(xiàn)混合物的分離，待分析樣品先在氣化室氣化后，隨流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱，隨著流動(dòng)相的流動(dòng)，樣品組分在流動(dòng)相和固定相之間反復(fù)多次地分配或吸附或解吸，在流動(dòng)相中分配系數(shù)大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配系數(shù)小的組分后流出。流出組分進(jìn)入檢測(cè)器中形成氣相色譜圖，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較，用保留時(shí)間來(lái)進(jìn)行定性，用色譜峰的峰高或面積來(lái)計(jì)算農(nóng)藥殘留量。由于不同的檢測(cè)器對(duì)原子或官能團(tuán)的響應(yīng)具有特異性，不同類(lèi)型的農(nóng)藥需要不同的檢測(cè)器。目前常用的檢測(cè)器有電子捕獲檢測(cè)器（ECD）、氫火焰檢測(cè)器（FID）、火焰光度檢測(cè)器（FPD）及熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）等[7-8]。

氣相色譜法是應(yīng)用最廣泛和最經(jīng)典的蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法之一，具有分辨率高、分析速度快、選擇性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，可同時(shí)測(cè)定多種組分，但只能分析在操作條件下能氣化而且熱穩(wěn)定性良好的樣品，具有一定的局限性。

2.2 高效液相色譜法（HPLC）

高效液相色譜法是在氣相色譜基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種分析方法，它應(yīng)用的流動(dòng)相通常為甲醇、乙腈、水、緩沖鹽等[9]。高效液相色譜法常用于檢測(cè)極性強(qiáng)、沸點(diǎn)高、分子量大和熱穩(wěn)定性差的離子型殘留農(nóng)藥，常與熒光、二極管陣列、紫外吸收等檢測(cè)器連接使用。

高效液相色譜法具有分離速度快、效率高、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，但根據(jù)化合物的性質(zhì)不同，需要使用各種不同的填充柱，并且流動(dòng)相消耗量大且多數(shù)有毒，存在環(huán)境資源損害的可能。

與GC相比，HPLC的流動(dòng)相可靈活調(diào)節(jié)其組成、比例和pH值，更有利于分析物與一些干擾物質(zhì)的有效分離。

2.3 氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS）

氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法將氣相色譜儀和質(zhì)譜儀串聯(lián)起來(lái)成為一個(gè)整體。質(zhì)譜分析是一種通過(guò)測(cè)量電離室中離子荷質(zhì)比（電荷-質(zhì)量比）的大小進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)的分析方法，其基本原理是使試樣各組分在離子源中發(fā)生電離，生成不同荷質(zhì)比的帶正電荷的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)作用，形成離子束，進(jìn)入質(zhì)量分析器中，再利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)使其產(chǎn)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，利用其離子荷質(zhì)比的大小不同精準(zhǔn)確定農(nóng)藥的性質(zhì)。

氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法既具有氣相色譜高質(zhì)量分離能效，又具有質(zhì)譜準(zhǔn)確鑒定化合物結(jié)構(gòu)的功能，可達(dá)到同時(shí)準(zhǔn)確定性、定量檢測(cè)分析的目的。不足之處是：當(dāng)分析目標(biāo)化合物的含量較高時(shí)，會(huì)對(duì)其組分濃度的定量分析產(chǎn)生影響[10]；同時(shí)，儀器昂貴、維護(hù)成本高，又需要高素質(zhì)的專(zhuān)職檢測(cè)技術(shù)人員進(jìn)行操作。

2.4 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS）

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法以液相色譜為分離系統(tǒng)，質(zhì)譜為檢測(cè)系統(tǒng)，使用的液相色譜柱為窄徑柱，分析時(shí)間短。液質(zhì)聯(lián)用體現(xiàn)了色譜和質(zhì)譜優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)，將色譜對(duì)復(fù)雜樣品的高分離能力，與質(zhì)譜具有高選擇性[11-12]、高靈敏度及能夠提供相對(duì)分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)信息的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，是常用于分析對(duì)熱不穩(wěn)定、分子量較大且用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用難以分析的農(nóng)藥殘留的方法，但它同樣也有對(duì)部分農(nóng)藥的分析靈敏度較差的局限性。

2.5 超臨界流體色譜法（SFC）

超臨界流體色譜法是以超臨界流體作為流動(dòng)相的一種色譜分析方法。超臨界流體是一種特殊流體狀態(tài)，當(dāng)氣液平衡的物質(zhì)升溫升壓時(shí)，熱膨脹會(huì)引起液體密度降低，壓力升高又會(huì)使氣相密度升高，當(dāng)溫度和壓力達(dá)到某一臨界點(diǎn)時(shí)，氣液兩相界面消失成一個(gè)均相體系，當(dāng)物質(zhì)的溫度和壓力高于臨界點(diǎn)時(shí)，就處于超臨界狀態(tài)，此時(shí)該物質(zhì)為超臨界流體。超臨界流體具有氣體和液體的雙重性質(zhì)，其黏度小、傳質(zhì)阻力小、擴(kuò)散速度快、溶解能力強(qiáng)，具有GC和HPLC的雙重優(yōu)點(diǎn)。

由于超臨界流體色譜法流體的黏度低，使其流動(dòng)速度比HPLC法快、柱效高、分離時(shí)間短；與氣相色譜法比較，超臨界流體譜帶展寬較小，可使用比其更低的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)大分子、熱不穩(wěn)定、高聚物等復(fù)雜化合物的分離和測(cè)定。SFC的儀器昂貴，技術(shù)尚不夠成熟，限制了其在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用[13]，但它所具有的諸多優(yōu)點(diǎn)仍是農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)中最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一。

2.6 毛細(xì)管電泳法（CE）

毛細(xì)管電泳是在電泳技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的以毛細(xì)管為分離通道、以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力的新型液相分離技術(shù)，使分析化學(xué)得以從微升水平進(jìn)入納升水平。其工作原理是在高壓電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)作用下，使毛細(xì)管柱內(nèi)的不同帶電粒子（如離子、分子或衍生物等）以不同的速度在背景緩沖液中定向遷移，從而實(shí)現(xiàn)分離。

毛細(xì)管電泳法具有分離速度快、效率高、樣品用量少等優(yōu)點(diǎn)，適用于難以用傳統(tǒng)的HPLC分離的離子化樣品的分離和測(cè)定，且所需緩沖液不會(huì)污染環(huán)境。由于毛細(xì)管直徑小，進(jìn)樣量少，光路短，因而制備能力差，分析靈敏度較低。

2.7 串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)新方法

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)已研發(fā)出了一系列串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)新方法，主要有氣相-串聯(lián)質(zhì)譜法（GCMS-MS）、超高效液相-串聯(lián)質(zhì)譜法（UPLC-MSMS）、飛行時(shí)間質(zhì)譜法（TOF-MS）、全二維氣相色譜質(zhì)譜法等。

串聯(lián)質(zhì)譜常采用多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（MRM）進(jìn)行定性、定量分析，利用母離子與子離子一一對(duì)應(yīng)的特征關(guān)系，使得MRM模式比單級(jí)質(zhì)譜的選擇離子檢測(cè)模式具有更出色的靈敏度和準(zhǔn)確性，多用于樣品的確證及未知化合物的定性。

GC-MS-MS不僅可以有效排除基質(zhì)干擾，降低方法的檢測(cè)限，而且可以簡(jiǎn)化前處理過(guò)程，提高檢測(cè)效率。近年來(lái)，GC-MS-MS被廣泛應(yīng)用于不同基質(zhì)中多組分農(nóng)藥殘留的痕量檢測(cè)及未知化合物的確證[14]。

UPLC-MS-MS主要應(yīng)用于一些極性強(qiáng)、不易揮發(fā)、熱穩(wěn)定性差的農(nóng)藥殘留分析[15]，具有抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、定性準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

TOF-MS的質(zhì)量分析器是一個(gè)離子漂移管，可以把不同質(zhì)量的離子按m/z值大小進(jìn)行分離，具有掃描速度快、靈敏度高的特點(diǎn)，能夠獲得樣品的全掃描質(zhì)譜圖和精確的質(zhì)量數(shù)，不存在分析對(duì)象質(zhì)量范圍限制，是一種新型的高分辨率質(zhì)量設(shè)備。

全二維氣相色譜質(zhì)譜儀，具有高分辨率、高靈敏度、高峰容積等優(yōu)勢(shì)，特別適合分析復(fù)雜體系，在已知化合物的精密確證和未知化合物的篩選方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

上述儀器設(shè)備優(yōu)勢(shì)突出，但普遍比較昂貴，操作復(fù)雜，影響其在大范圍特別是基層檢測(cè)單位的應(yīng)用和推廣。

3 展望

隨著科技研究的深入，蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)呈現(xiàn)日新月異的發(fā)展趨勢(shì)。一方面，隨著社會(huì)關(guān)注度的提高，蔬菜作為保鮮期短的生活必需品，現(xiàn)場(chǎng)、快捷和安全可靠的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)得到了不斷發(fā)展；另一方面，隨著新型農(nóng)藥的研發(fā)和使用，農(nóng)藥殘留檢測(cè)面臨著新壓力和新挑戰(zhàn)，特異性強(qiáng)、敏感度高、分析容量大的新型儀器檢測(cè)技術(shù)同樣得到不斷研發(fā)應(yīng)用，蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的各種快速檢測(cè)和儀器檢測(cè)技術(shù)的相互補(bǔ)充和不斷發(fā)展，將推動(dòng)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管再上新的水平。