先進(jìn)的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)
——生物熒光法

□ 劉龍飛 卜慶婧 北京中檢葆泰生物技術(shù)有限公司

1 農(nóng)藥殘留概況

農(nóng)藥殘留是指農(nóng)藥使用后殘存于環(huán)境、生物體和食品中的農(nóng)藥母體、衍生物、代謝物、降解物和雜質(zhì)的總稱，按其化學(xué)結(jié)構(gòu)大致可分為有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類和擬除蟲菊酯類等。其中，有機(jī)磷類農(nóng)藥在我國(guó)的使用最為廣泛，約占總使用量的70%，其中又有70%為劇毒、高毒類藥物，故大部分被禁止用于果蔬作物。此外，氨基甲酸酯類農(nóng)藥是我國(guó)當(dāng)前廣泛使用的農(nóng)藥之一，且隨著有機(jī)氯農(nóng)藥相繼被禁用或限制使用，氨基甲酸酯類農(nóng)藥的使用量逐年增加。

然而，農(nóng)藥的不合理使用必將導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留超標(biāo)，長(zhǎng)期食用農(nóng)藥殘留超標(biāo)的農(nóng)副產(chǎn)品，會(huì)對(duì)消費(fèi)者的身體健康產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致消費(fèi)者患病、發(fā)育遲緩或畸形，甚至直接中毒身亡。多年來(lái)，農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)的問(wèn)題一直較為突出，農(nóng)藥中毒事件也屢見報(bào)端。因此，世界各國(guó)均制定了食品中農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也不例外。自20世紀(jì)80年代中期開始，我國(guó)陸續(xù)制定了相關(guān)的農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為GB 2763-2016《食品中農(nóng)藥殘留最大限量》及GB 2763.1-2018《食品中百草枯等43種農(nóng)藥最大殘留限量》，以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通常配套使用。

2 農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

農(nóng)藥殘留檢測(cè)通常是微量或痕量分析,必須采用高靈敏度的檢測(cè)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。

20世紀(jì)50年代,各國(guó)科學(xué)家便開始研究農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法，目前常用的農(nóng)殘檢測(cè)方法有色譜法和快速檢測(cè)方法。色譜法包括氣相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、高效液相色譜、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等，其中氣相色譜技術(shù)的引進(jìn)極大推動(dòng)了我國(guó)農(nóng)藥殘留分析技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上提高了農(nóng)藥殘留分析檢測(cè)的水平；高效液相色譜法作為當(dāng)前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的分析技術(shù)，對(duì)于氣相色譜法不能分析的高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差和極性農(nóng)藥及其代謝物等原則上都可以進(jìn)行有效的分離檢測(cè)；質(zhì)譜及色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用，使農(nóng)藥殘留分析從只能測(cè)定一種或幾種農(nóng)藥發(fā)展到可同時(shí)測(cè)定多種不同種類的農(nóng)藥，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種類農(nóng)藥的高靈敏度定性、定量測(cè)定。雖然色譜類方法的檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠、靈敏度高，但是由于不同農(nóng)藥的理化性質(zhì)存在較大差異，而且同一種農(nóng)藥有同系物、異構(gòu)體、降解產(chǎn)物、代謝產(chǎn)物及共軛物等存在，因此需要多種標(biāo)準(zhǔn)品。此外，該方法檢測(cè)成本高、時(shí)間長(zhǎng)，且對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求高，通常僅將其作為確認(rèn)方法。

圖1 生物熒光檢測(cè)技術(shù)原理

快速檢測(cè)方法包括化學(xué)速測(cè)法、免疫分析法、酶抑制法和生物熒光法等?；瘜W(xué)速測(cè)法主要根據(jù)氧化還原反應(yīng)及水解產(chǎn)物與檢測(cè)液作用變色，常用于有機(jī)磷農(nóng)藥的快速檢測(cè)，但是化學(xué)速測(cè)法靈敏度低，使用具有局限性，且易受還原性物質(zhì)干擾，因此應(yīng)用較少；免疫分析法中常用的是酶聯(lián)免疫分析法（ELISA），其是以抗原與抗體的特異性結(jié)合反應(yīng)的可逆性為基礎(chǔ)的檢測(cè)技術(shù)，靈敏度高、選擇性好，但通常只能檢測(cè)一種農(nóng)藥，而無(wú)法進(jìn)行多殘留檢測(cè)；酶抑制法在昆蟲毒理學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，其基于農(nóng)藥能抑制動(dòng)植物體內(nèi)某些特定的生物酶（如乙酰膽堿酯酶、羧酸酯酶、植物水解酶等）的活性，通過(guò)肉眼或儀器觀察顯色反應(yīng)，從而對(duì)樣品中的農(nóng)殘進(jìn)行定性或定量檢測(cè)，酶抑制法可同時(shí)檢測(cè)有機(jī)磷和氨基甲酸酯兩大類農(nóng)藥殘留，因其具有快速、操作簡(jiǎn)便、成本低廉等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但是這種方法的檢測(cè)靈敏度較低，有些項(xiàng)目無(wú)法滿足國(guó)家限量要求；生物熒光法在傳統(tǒng)酶抑制法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，靈敏度更高，檢測(cè)范圍更廣，可快速檢測(cè)糧食谷物、水果蔬菜、乳制品、肉制品和水等樣品中的有機(jī)磷類和氨基甲酸酯類農(nóng)藥及其代謝物。Charm NovaLUM II X農(nóng)藥殘留檢測(cè)系統(tǒng)采用的便是生物熒光原理，是目前先進(jìn)的農(nóng)藥快速準(zhǔn)確檢測(cè)系統(tǒng)之一。

3 生物熒光農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)

3.1 檢測(cè)原理

生物熒光法以酶抑制法為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合熒光反應(yīng)，在昆蟲酯酶存在時(shí)，熒光素底物水解產(chǎn)生熒光素，熒光素可進(jìn)一步與ATP和熒光素酶反應(yīng)發(fā)出熒光。當(dāng)存在農(nóng)藥殘留時(shí)，昆蟲酯酶的活性被抑制，熒光強(qiáng)度減弱，因此農(nóng)藥殘留越多，熒光強(qiáng)度越弱。通過(guò)ATP生物熒光檢測(cè)儀檢測(cè)反應(yīng)體系的熒光強(qiáng)度，可判斷樣品的陰/陽(yáng)性。

3.2 Charm NovaLUM II X生物熒光系統(tǒng)的特點(diǎn)

①檢測(cè)范圍廣，可用于所有有機(jī)磷類和N-氨基甲酸酯類農(nóng)藥及其代謝物類農(nóng)藥的檢測(cè)；

②樣品制備簡(jiǎn)單快速，水和牛奶樣品無(wú)需制備，谷物糧食只需簡(jiǎn)單提?。?/p>

③靈敏度高，比傳統(tǒng)方法高100～1000倍；

④檢測(cè)范圍更寬，速度更快；

⑤實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)品，且對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的技術(shù)水平要求較低；

⑥適用于政府監(jiān)管實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)等檢測(cè)；

⑦適用樣品類型多，如谷物、飼料、水果、蔬菜、乳制品、肉制品和水等樣品；

圖2 Charm NovaLUM II X生物熒光檢測(cè)儀器

⑧準(zhǔn)確性高，與LC/MS儀器方法的一致性較高。

3.3 檢測(cè)限

目前，Charm NovaLUM II X生物熒光系統(tǒng)已經(jīng)驗(yàn)證過(guò)63種有機(jī)磷和氨基甲酸酯及其代謝物的檢測(cè)限，見表1。

表1 檢測(cè)限

關(guān)于中檢葆泰：

北京中檢葆泰生物技術(shù)有限公司成立于2012年，是一家集食品安全快速檢測(cè)試劑和儀器的引進(jìn)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司擁有中檢葆泰維生素、膽堿、肉堿、乳果糖、非法添加物檢測(cè)試劑盒等多個(gè)項(xiàng)目的自主研發(fā)產(chǎn)品，同時(shí)與國(guó)際知名品牌（美國(guó)Charm、Evergreen和agdia等）進(jìn)行戰(zhàn)略合作，是Charm、Evergreen和agdia的國(guó)內(nèi)總代理。當(dāng)前，公司產(chǎn)品包括膠體金檢測(cè)條、酶聯(lián)免疫試劑盒、快速檢測(cè)儀等多種類型，涉及獸藥殘留、真菌毒素、農(nóng)藥殘留、食品成分、非法添加物、轉(zhuǎn)基因、植物病毒病害、微生物檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域，可為政府監(jiān)管部門、食品企業(yè)等提供快速、準(zhǔn)確、可靠的檢測(cè)方案和服務(wù)。