食品中快速檢測(cè)農(nóng)藥殘留技術(shù)探究

□ 劉 淵 朱 虎 高迎利 陜西省咸陽市乾縣靖莊路東側(cè)檢測(cè)中心

農(nóng)藥殘留是水果、蔬菜和農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)的重要指標(biāo)，農(nóng)藥殘留是否超標(biāo)直接關(guān)系著人們的身體健康和飲食生活，目前，有很多種檢測(cè)農(nóng)藥殘留的技術(shù)，各有優(yōu)劣，人們對(duì)農(nóng)藥產(chǎn)品的關(guān)注度越來越高，要求對(duì)不同檢測(cè)方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使檢測(cè)方法更有效的為人們服務(wù)。

1 食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法

1.1 分光光度法

分光光度法的原理是顯色反應(yīng)，利用顯色程度來判斷農(nóng)殘量。主要是利用農(nóng)藥有機(jī)磷、氨基甲酸酯類農(nóng)藥對(duì)特定的酶有抑制作用，反應(yīng)后根據(jù)底物顏色顯色程度來定量分析農(nóng)殘量。目前，此原理除了分光光度法，還開發(fā)了快速檢測(cè)的顯色紙片法。分光光度法的優(yōu)勢(shì)是操作簡單、對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求較低，主要用于農(nóng)殘的普查和急性中毒事件的檢查，但只能檢測(cè)有機(jī)磷還有氨基甲酸酯類農(nóng)藥，不能具體檢測(cè)農(nóng)藥種類和農(nóng)藥殘留量，此外，分光光度法對(duì)特異性要求比較高，需要控制的條件比較多，檢測(cè)結(jié)果容易出現(xiàn)一些假陽性或假陰性現(xiàn)象[1]。

1.2 免疫分析法

免疫分析法主要的幾種檢測(cè)方法是酶免疫分析或酶聯(lián)免疫吸附分析、化學(xué)發(fā)光免疫分析、熒光免疫分析和放射免疫分析。其中應(yīng)用比較普遍的是酶免疫分析或酶聯(lián)免疫吸附分析，目前已用于芬普尼、嘧霉胺、苯并咪唑和咪唑類化合物類農(nóng)藥的檢測(cè)。主要原理是抗原與抗體之間的免疫反應(yīng)，操作方式是刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體，利用小分子的農(nóng)藥與大分子的蛋白質(zhì)抗原結(jié)合制成抗原，標(biāo)記抗體，通過對(duì)標(biāo)記的抗體進(jìn)行檢測(cè)。酶免疫分析或酶聯(lián)免疫吸附分析有兩種檢測(cè)方法：①直接檢測(cè)；②間接檢測(cè)。直接檢測(cè)是將農(nóng)藥抗體固定，抗原抗體發(fā)生反應(yīng)后將沒有吸附的物質(zhì)洗脫，加入酶進(jìn)行反應(yīng)，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出農(nóng)藥殘留量。間接法是將農(nóng)藥—蛋白偶聯(lián)物（包被抗原）進(jìn)行處理后進(jìn)行顯色反應(yīng)，處理方式同直接檢測(cè)法相同，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算農(nóng)藥殘留量。目前，酶免疫分析或酶聯(lián)免疫吸附分析的應(yīng)用較多，但弊端是操作煩瑣、操作步驟較多、不適用現(xiàn)場檢測(cè)，還需要改進(jìn)?；瘜W(xué)發(fā)光免疫分析法是將抗體或抗原用化學(xué)發(fā)光物質(zhì)標(biāo)記的化學(xué)分析方法。目前，較常用的方法是膠體金熒光標(biāo)記法，其工作原理是基于膠體金標(biāo)記的抗體與人工抗原間進(jìn)行特異性結(jié)合反應(yīng)，在檢測(cè)帶形成聚集而顯色，或因先與被檢測(cè)樣品產(chǎn)生競爭性結(jié)合反應(yīng)而不能在檢測(cè)帶聚集顯色，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但樣品制備過程較復(fù)雜，而且不適合多種農(nóng)藥殘留的樣品檢測(cè)，試劑的研究過程周期長費(fèi)用高，不利于方法的推廣使用[2]。

1.3 生物傳感器法

生物傳感器是一個(gè)獨(dú)立的集成裝置，利用一種能與換能元件在空間上直接接觸的生物識(shí)別元件，提供特定的定量或半定量的分析信息。生物傳感器主要有免疫傳感器、酶傳感器和微生物傳感器。免疫傳感器類似免疫分析法，可滿足定量分析，其原理是將抗原與半抗體抗原固定，然后在固相支撐物表面進(jìn)行測(cè)定。酶傳感器有酶抑制和酶水解兩種類型，其原理是用酶來測(cè)定農(nóng)藥的濃度，酶抑制主要是利用農(nóng)藥對(duì)酶的抑制程度來檢測(cè)農(nóng)藥的濃度，農(nóng)藥的濃度對(duì)酶的抑制程度可用各種傳感器來測(cè)定。酶水解就是利用水解酶將農(nóng)藥分解，分解的產(chǎn)物將信號(hào)傳遞給傳感器，傳感器根據(jù)分解產(chǎn)物傳遞出的不同信號(hào)測(cè)定出農(nóng)藥的濃度[1]。

微生物傳感器主要是利用微生物將農(nóng)藥作為底物吸收利用或分解農(nóng)藥產(chǎn)生特定的物質(zhì)，并將信號(hào)傳送到傳感器，傳感器根據(jù)接收到的信號(hào)來定量檢測(cè)農(nóng)藥的濃度。此方法具有檢測(cè)成本低且檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用較廣泛。

1.4 光譜分析法

光譜分析法主要有可見—近紅外、紅外、拉曼光譜、激光誘導(dǎo)擊穿光譜等。光譜分析法操作簡單，沒有復(fù)雜的樣品前處理也沒有檢測(cè)試劑。原理是利用農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)的光譜特性，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法完成對(duì)農(nóng)藥殘留情況的鑒別。在水果蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留定性定量檢測(cè)中，應(yīng)用較多的是可見—近紅外，成本低、無污染、方便快捷。

1.5 納米生物技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，納米技術(shù)也被應(yīng)用到農(nóng)藥殘留的檢測(cè)中，現(xiàn)在較常見的納米技術(shù)有金納米粒子、量子點(diǎn)和多壁碳納米管等。納米技術(shù)的原理是利用納米材料的某些物理學(xué)、生物學(xué)特性進(jìn)行農(nóng)藥殘留的檢測(cè)。金納米技術(shù)的金納米粒子，其光學(xué)特性受粒子的形狀、大小、介質(zhì)折射率及聚集態(tài)和包覆劑的影響。沙蠶毒素類殺蟲劑就是利用金納米技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的，其原理是沙蠶毒素中的氨基帶正電，可在靜電的作用下吸附帶負(fù)電的金納米粒子，且沙蠶毒素中的硫基可代替金納米粒子表面的檸檬酸，在二者的共同作用下，金納米粒子發(fā)生反應(yīng)聚集，顏色發(fā)生變化，聚集的程度與沙蠶毒素的濃度有關(guān)，從而可檢測(cè)沙蠶毒素的殘留量。量子點(diǎn)是熒光標(biāo)記技術(shù)，是在3個(gè)空間方向上束縛半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)，即導(dǎo)帶電子、價(jià)帶空穴及激子。此外，MWCNTs多臂碳納米管多用于農(nóng)藥殘留的分散固相萃取，其檢測(cè)方法有著優(yōu)異的表面性能的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用廣泛。

1.6 分子印跡技術(shù)

分子印跡技術(shù)是一種單分子識(shí)別技術(shù)，原理是抗體的免疫分析。分子免疫技術(shù)中較關(guān)鍵的物質(zhì)是分子印跡聚合物，作用是特異性識(shí)別和選擇性吸附特定目標(biāo)分子。分子印跡技術(shù)在農(nóng)藥殘留中主要用來對(duì)單一農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)，或用來進(jìn)行前處理，此項(xiàng)技術(shù)在未來農(nóng)藥檢測(cè)中有很大的發(fā)展空間。

1.7 微流控技術(shù)

微流控是操作微管道處理或操縱微小流體的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，其操作簡單節(jié)省人力的優(yōu)點(diǎn)已被國外學(xué)者用來和酶抑制方法結(jié)合檢測(cè)農(nóng)藥克百威，大量減少了酶的消耗。目前，檢測(cè)農(nóng)藥殘留較熱點(diǎn)的研究是微流控芯片與生物傳感器相結(jié)合。

1.8 氣相色譜法

氣相色譜法是將樣品氣化隨惰性氣體流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱中進(jìn)行農(nóng)藥分離，根據(jù)保留時(shí)間不同，觀察相應(yīng)物質(zhì)的出峰時(shí)間，判斷殘留農(nóng)藥種類，根據(jù)峰值計(jì)算殘留量[3]。氣相色譜的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、樣品用量少、分離效率高和操作快捷簡單。但不能進(jìn)行現(xiàn)場操作檢測(cè)，對(duì)一些比較難分析的樣品，需純度較高的標(biāo)準(zhǔn)品，成本較高。

1.9 酶抑制法

酶抑制法主要利用抑制動(dòng)物神經(jīng)酶活性來檢測(cè)農(nóng)藥殘留的技術(shù)，主要為有機(jī)磷水解酶法、植物酯酶抑制法。目前，測(cè)定有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留應(yīng)用酶抑制方法中的膽堿酯酶抑制法[4]。原理是膽堿酯酶遇水分解，分解后的產(chǎn)物有顯色反應(yīng)，農(nóng)藥中的乙酰膽堿酯酶抑制物抑制動(dòng)物神經(jīng)膽堿酯酶活性導(dǎo)致昆蟲死亡。此方法的優(yōu)勢(shì)是快速，短時(shí)間內(nèi)就可檢測(cè)出有機(jī)磷類和氨基甲酸酯類農(nóng)藥在果蔬中的殘留量，成本低，易操作。目前，已開始推廣酶抑制劑法檢測(cè)農(nóng)藥殘留量。

1.10 化學(xué)發(fā)光法

化學(xué)發(fā)光法是用來檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的方法，主要用到的發(fā)光物質(zhì)是魯米諾、光澤精和洛酚堿。在反應(yīng)過程中，分子吸收釋放的能量，使分子從基態(tài)到激發(fā)態(tài)再到基態(tài)，能量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的變化，有機(jī)磷試劑的濃度與電信號(hào)的大小成正比關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留，此方法具有檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡單的優(yōu)勢(shì)。

2 結(jié)語

目前，檢測(cè)農(nóng)藥殘留的技術(shù)有很多，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥殘留的基礎(chǔ)檢測(cè)。但是，檢測(cè)方法還存在一定的弊端，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果科學(xué)性不高，影響產(chǎn)品的出口貿(mào)易。檢測(cè)耗時(shí)長，給產(chǎn)品的安全性帶來威脅。尋找探索快速、安全、有效的檢測(cè)方法還需要研究人員的努力。