先進的農藥殘留快速檢測技術

劉龍飛 卜慶婧

1 農藥殘留概況

農藥殘留是指農藥使用后殘存于環(huán)境、生物體和食品中的農藥母體、衍生物、代謝物、降解物和雜質的總稱，按其化學結構大致可分為有機氯類、有機磷類、氨基甲酸酯類和擬除蟲菊酯類等。其中，有機磷類農藥在我國的使用最為廣泛，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，氨基甲酸酯類農藥是我國當前廣泛使用的農藥之一，且隨著有機氯農藥相繼被禁用或限制使用，氨基甲酸酯類農藥的使用量逐年增加。

然而，農藥的不合理使用必將導致農產品中的農藥殘留超標，長期食用農藥殘留超標的農副產品，會對消費者的身體健康產生不良影響，嚴重時會導致消費者患病、發(fā)育遲緩或畸形，甚至直接中毒身亡。多年來，農產品中農藥殘留超標的問題一直較為突出，農藥中毒事件也屢見報端。因此，世界各國均制定了食品中農藥殘留限量標準，我國也不例外。自20世紀80年代中期開始，我國陸續(xù)制定了相關的農藥殘留標準，現(xiàn)行標準為GB 2763-2016《食品中農藥殘留最大限量》及GB 2763.1-2018《食品中百草枯等43種農藥最大殘留限量》，以上兩個標準通常配套使用。

2 農藥殘留檢測技術現(xiàn)狀

農藥殘留檢測通常是微量或痕量分析，必須采用高靈敏度的檢測技術才能實現(xiàn)。

20世紀50年代，各國科學家便開始研究農藥殘留的檢測方法，目前常用的農殘檢測方法有色譜法和快速檢測方法。色譜法包括氣相色譜、氣相色譜-質譜聯(lián)用、高效液相色譜、液相色譜-質譜聯(lián)用等，其中氣相色譜技術的引進極大推動了我國農藥殘留分析技術的發(fā)展，在很大程度上提高了農藥殘留分析檢測的水平;高效液相色譜法作為當前發(fā)展最快、應用最廣泛的分析技術，對于氣相色譜法不能分析的高沸點、熱穩(wěn)定性差和極性農藥及其代謝物等原則上都可以進行有效的分離檢測;質譜及色譜-質譜聯(lián)用技術的應用，使農藥殘留分析從只能測定一種或幾種農藥發(fā)展到可同時測定多種不同種類的農藥，實現(xiàn)了對多種類農藥的高靈敏度定性、定量測定。雖然色譜類方法的檢測結果準確可靠、靈敏度高，但是由于不同農藥的理化性質存在較大差異，而且同一種農藥有同系物、異構體、降解產物、代謝產物及共軛物等存在，因此需要多種標準品。此外，該方法檢測成本高、時間長，且對操作人員的技術水平要求高，通常僅將其作為確認方法。

快速檢測方法包括化學速測法、免疫分析法、酶抑制法和生物熒光法等?；瘜W速測法主要根據氧化還原反應及水解產物與檢測液作用變色，常用于有機磷農藥的快速檢測，但是化學速測法靈敏度低，使用具有局限性，且易受還原性物質干擾，因此應用較少;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合反應的可逆性為基礎的檢測技術，靈敏度高、選擇性好，但通常只能檢測一種農藥，而無法進行多殘留檢測;酶抑制法在昆蟲毒理學基礎上發(fā)展而來，其基于農藥能抑制動植物體內某些特定的生物酶（如乙酰膽堿酯酶、羧酸酯酶、植物水解酶等）的活性，通過肉眼或儀器觀察顯色反應，從而對樣品中的農殘進行定性或定量檢測，酶抑制法可同時檢測有機磷和氨基甲酸酯兩大類農藥殘留，因其具有快速、操作簡便、成本低廉等特點而被廣泛應用，但是這種方法的檢測靈敏度較低，有些項目無法滿足國家限量要求;生物熒光法在傳統(tǒng)酶抑制法的基礎上進行了改進，靈敏度更高，檢測范圍更廣，可快速檢測糧食谷物、水果蔬菜、乳制品、肉制品和水等樣品中的有機磷類和氨基甲酸酯類農藥及其代謝物。Charm NovaLUM II X農藥殘留檢測系統(tǒng)采用的便是生物熒光原理，是目前先進的農藥快速準確檢測系統(tǒng)之一。

3 生物熒光農藥殘留檢測技術

3.1 檢測原理

生物熒光法以酶抑制法為基礎，同時結合熒光反應，在昆蟲酯酶存在時，熒光素底物水解產生熒光素，熒光素可進一步與ATP和熒光素酶反應發(fā)出熒光。當存在農藥殘留時，昆蟲酯酶的活性被抑制，熒光強度減弱，因此農藥殘留越多，熒光強度越弱。通過ATP生物熒光檢測儀檢測反應體系的熒光強度，可判斷樣品的陰/陽性。

3.2 Charm NovaLUM II X生物熒光系統(tǒng)的特點

①檢測范圍廣，可用于所有有機磷類和N-氨基甲酸酯類農藥及其代謝物類農藥的檢測;

②樣品制備簡單快速，水和牛奶樣品無需制備，谷物糧食只需簡單提取;

③靈敏度高，比傳統(tǒng)方法高100～1000倍;

④檢測范圍更寬，速度更快;

⑤實驗過程無需標準品，且對實驗人員的技術水平要求較低;

⑥適用于政府監(jiān)管實驗室、農產品流通環(huán)節(jié)、農貿市場現(xiàn)場等檢測;

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;

⑧準確性高，與LC/MS儀器方法的一致性較高。

3.3檢測限

目前，Charm NovaLUM II X生物熒光系統(tǒng)已經驗證過63種有機磷和氨基甲酸酯及其代謝物的檢測限，見表1。