常見農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的應(yīng)用分析

馬韻婕

摘 要：食品中的農(nóng)藥殘留會(huì)損害人體健康，危害人們的生命安全。因此，做好食品中的農(nóng)藥殘留檢測工作非常重要。本文基于文獻(xiàn)法、調(diào)查法闡述了酶抑制法、生物傳感器法和氣相色譜分析法等常見的農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)，分析了農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)存在的問題，提出了農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的應(yīng)用策略與發(fā)展建議，為農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)藥殘留檢測;酶抑制法;生物傳感器;氣相色譜分析

Application Analysis of Common Pesticide Residue Detection Technology

MA Yunjie

（Hubei Akred Inspection and Testing Co.， Ltd.， Wuhan 430000， China）

Abstract： Pesticide residues in food will damage human health and endanger people's life safety. Therefore， it is very important to do a good job in the detection of pesticide residues in food. Based on the literature method and investigation method， this paper expounds the common pesticide residue detection technologies such as enzyme inhibition method， biosensor method and gas chromatography， analyzes the existing problems of pesticide residue detection technology， and puts forward the application strategy and development suggestions of pesticide residue detection technology， so as to provide reference for the further development of pesticide residue detection technology.

Keywords： pesticide residue detection; enzyme inhibition method; biosensor; gas chromatography analysis

隨著社會(huì)的發(fā)展，給農(nóng)作物施加農(nóng)藥已成為一種常見現(xiàn)象。對(duì)農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥雖能得到防治病蟲害的效果，但農(nóng)藥會(huì)對(duì)自然環(huán)境與人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響。向農(nóng)作物表面噴灑的農(nóng)藥可能會(huì)滲透到蔬菜的組織中，殘留在蔬菜中，人們食用后進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成威脅。因此，必須使用農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)對(duì)食品進(jìn)行檢測，從而保證食品安全與人體健康。

1 農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)

1.1 酶抑制法

20世紀(jì)60年代，酶抑制法已出現(xiàn)。20世紀(jì)80年代，酶抑制法進(jìn)入快速發(fā)展階段。目前，酶抑制法已較為成熟，并在農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。酶抑制法檢測農(nóng)藥殘留的原理是氨基甲酸酯、有機(jī)磷類農(nóng)藥可特異性影響昆蟲，通過觀察昆蟲反應(yīng)判斷樣品中是否含有農(nóng)藥殘留。昆蟲在接觸檢測樣品后出現(xiàn)中毒死亡現(xiàn)象，表明樣品中有毒藥物殘留過多。食品檢測時(shí)，使檢測樣品與乙酰膽堿酯酶反應(yīng)，根據(jù)乙酰膽堿酯酶的活性是否受到抑制判斷樣品中藥物殘留含量是否超標(biāo)。若樣品中農(nóng)藥殘留極少或沒有，乙酰膽堿酯酶的活性不會(huì)發(fā)生變化[1]。目前，以酶抑制法為基礎(chǔ)，分光光度檢測法與速測卡檢測法在我國得到廣泛應(yīng)用。

1.1.1 分光光度法

分光光度法檢測農(nóng)藥殘留的原理為乙酰膽堿酯酶的活性會(huì)受到氨基甲酸酯類農(nóng)藥與有機(jī)磷類農(nóng)藥的抑制，乙酰硫代膽堿在乙酰膽堿酯酶的作用下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，分解為硫代膽堿與乙酸，反應(yīng)物中的硫代膽堿與二硫雙對(duì)硝基苯甲酸發(fā)生顯色反應(yīng)，反應(yīng)液顏色變?yōu)辄S色。因此，可使用分光光度法檢測農(nóng)藥殘留種類[2]。

1.1.2 速測卡法

速測卡的檢測原理為膽堿酯酶能對(duì)靛粉乙酸酯（紅色）產(chǎn)生催化作用，使其水解為乙酸與藍(lán)色靛酚，氨基甲酸酯類農(nóng)藥與有機(jī)磷類農(nóng)藥會(huì)抑制膽堿酯酶，使該反應(yīng)過程受到影響（催化、水解、變色等多種反應(yīng)都會(huì)受到影響）。因此，使用速測卡對(duì)樣品進(jìn)行檢測，通過觀察速測卡的顏色可判斷樣品中農(nóng)藥殘留的種類。以提取鯽魚體內(nèi)的乙酰膽堿酯酶作為檢測用酶，檢測多種蔬菜中的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留。結(jié)果表明，當(dāng)乙酰膽堿酯酶的抑制率大于35%時(shí)，可判斷檢測樣品中的氨基甲酸酯類農(nóng)藥與有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留超標(biāo)。其他相關(guān)研究表明，檢測樣品中農(nóng)藥的濃度與乙酰膽堿酯酶的抑制率呈正相關(guān)關(guān)系，農(nóng)藥濃度越高，乙酰膽堿酯酶的抑制率就越高[3]。

1.2 生物傳感器法

生物傳感器檢測技術(shù)是在傳感技術(shù)與農(nóng)藥免疫技術(shù)的基礎(chǔ)上建立的一種農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)。生物傳感器是一種由轉(zhuǎn)換器與生物敏感部件配合而成的分析裝置，裝置中的生物敏感部件對(duì)特定的化學(xué)物質(zhì)或生物活性物質(zhì)有高度的選擇性與可逆響應(yīng)。使用生物傳感器法檢測農(nóng)藥殘留主要是通過測定電導(dǎo)、pH值等物理化學(xué)信號(hào)的變化得到農(nóng)藥濃度。生物傳感器在農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域有反應(yīng)速度快、檢測效率高、選擇性好、靈敏度高和適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)。2008年，干寧等[4]成功構(gòu)建了具備快速檢測功能的氨基甲酸酯類農(nóng)藥與有機(jī)磷類農(nóng)藥檢測裝置（雙酶型傳感器），該裝置在檢測克百威、敵敵畏等常用農(nóng)藥殘留量時(shí)能取得理想的效果。2015年，伍周玲等[5]成功研制了一款新型生物傳感器（新型固載酶電化學(xué)生物傳感器），該款生物傳感器的穩(wěn)定性與重現(xiàn)性更好，對(duì)有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留檢測的線性范圍與檢出限分別達(dá)到0.01～50.00 μg/mL、6.99 ng/mL。

1.3 酶聯(lián)免疫法

酶聯(lián)免疫法是一種先進(jìn)的檢測方法，該方法融合了免疫技術(shù)與現(xiàn)代檢測手段，具備超微量檢測能力。酶聯(lián)免疫法的應(yīng)用范圍較廣，目前約有60種農(nóng)藥可采用酶聯(lián)免疫法進(jìn)行檢測分析[6]。

1.4 活體生物測定法

活體生物測定法的科學(xué)性是測定農(nóng)藥殘留準(zhǔn)確性的關(guān)鍵性因素，在使用活體生物測定法檢測農(nóng)藥殘留時(shí)，有以下兩種方法。①借助發(fā)光細(xì)菌體內(nèi)的熒光素測定農(nóng)藥殘留濃度。氧氣條件充足時(shí)，熒光素與熒光酶的反應(yīng)較強(qiáng)烈，二者發(fā)生反應(yīng)后，會(huì)產(chǎn)生熒光。若有毒化合物存在時(shí)，熒光強(qiáng)度會(huì)減弱。熒光強(qiáng)度與有毒化合物的濃度呈線性關(guān)系。因此，可用該方法測定樣品中農(nóng)藥殘留的濃度。②利用對(duì)農(nóng)藥敏感的生物（由實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)）測定農(nóng)藥殘留。實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的昆蟲、病原菌等對(duì)樣品中的農(nóng)藥殘留較敏感。樣品中農(nóng)藥殘留濃度較大時(shí)，生物會(huì)發(fā)生中毒甚至死亡。因此，可根據(jù)敏感生物的反應(yīng)測定樣品中的農(nóng)藥殘留。

1.5 常規(guī)色譜檢測法

氣相色譜法是一種以氣體作為載體的檢測技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)具有高選擇、低難度、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值，但該方法也存在一些缺陷。例如，分析多農(nóng)藥殘留時(shí)，會(huì)出現(xiàn)檢測精度降低的情況。眾所周知，部分農(nóng)藥具有易裂解性及低揮發(fā)性，氣相色譜法面對(duì)這種類型的農(nóng)藥很難發(fā)揮出作用。所以在氣相色譜法之后，又發(fā)展出了液相色譜法，該檢測方法將液體作為流動(dòng)相，檢測過程中使用常規(guī)檢測器，因此檢測成本整體上較低，再加之該項(xiàng)技術(shù)有較好的重現(xiàn)性、操作性以及較強(qiáng)的通用性，而被廣泛應(yīng)用。但與常規(guī)氣相色譜法相同，常規(guī)液相色譜法也存在局限性。例如，當(dāng)樣品基質(zhì)中有多種藥物殘留時(shí)，常規(guī)液相色譜法難快速篩查與測定出各種農(nóng)藥的成分與濃度。

1.6 氣相-質(zhì)譜聯(lián)用檢測技術(shù)

目前，在食品安全領(lǐng)域，氣相-質(zhì)譜聯(lián)用檢測技術(shù)發(fā)揮著不可忽視的作用。隨著農(nóng)藥種類的不斷增加，農(nóng)藥用量的不斷加大，常規(guī)的色譜檢測技術(shù)難以滿足實(shí)際的檢測需求，質(zhì)譜檢測技術(shù)開始得到廣泛應(yīng)用。在90年代末，氣相色譜質(zhì)譜法在農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域占據(jù)著重要位置。氣相色譜質(zhì)譜法具有較強(qiáng)的檢測能力與分離能力，因而被廣泛應(yīng)用于有機(jī)氯類農(nóng)藥與除蟲菊酯類農(nóng)藥的檢測。當(dāng)前低分辨氣相色譜質(zhì)譜檢測農(nóng)藥殘留主要包括單四級(jí)桿的選擇離子檢測模式和三重四級(jí)桿的多反應(yīng)監(jiān)測模式。

在技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展后，液相色譜技術(shù)逐漸與低分辨質(zhì)譜檢測技術(shù)結(jié)合，發(fā)展出氣相-質(zhì)譜聯(lián)用檢測技術(shù)。該技術(shù)兼具了液相色譜技術(shù)、低分辨質(zhì)譜檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)長處，具有較高的靈敏度與較強(qiáng)的分離能力，同時(shí)還具有較強(qiáng)的定量能力與定性能力。在實(shí)際的檢測中，氣相-質(zhì)譜聯(lián)用檢測技術(shù)可對(duì)復(fù)雜基質(zhì)中的痕量目標(biāo)化合物進(jìn)行準(zhǔn)確的定量與定性分析。氣相-質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、質(zhì)譜單元、色譜單元及接口等4大部分，氣相色譜單元又包含了進(jìn)樣系統(tǒng)、載氣控制系統(tǒng)及控溫系統(tǒng)等3大功能系統(tǒng);質(zhì)譜單元包括了離子質(zhì)量分析器、離子源、離子檢測器、掃描部件與真空系統(tǒng)等內(nèi)容。采用氣相-質(zhì)譜聯(lián)用檢測技術(shù)檢測殘留農(nóng)藥主要是在選定的離子監(jiān)測模式下，利用目標(biāo)離子和標(biāo)準(zhǔn)離子測定特定離子，然后分析出農(nóng)藥種類與殘留量。

2 農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)存在的問題

我國農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)已得到很大的發(fā)展，但仍存在一些問題。①檢測標(biāo)準(zhǔn)不夠完善。我國現(xiàn)行有效的蔬菜農(nóng)藥殘留檢測標(biāo)準(zhǔn)只有2個(gè)，在一定程度上阻礙了農(nóng)藥殘留檢測工作的開展與農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的發(fā)展。②農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍較窄，如酶抑制法、氣相色譜分析法等方法僅能檢測部分氨基甲酸酯類農(nóng)藥與有機(jī)磷類農(nóng)藥，適用范圍有待進(jìn)一步拓寬。③檢測技術(shù)的靈敏度與精準(zhǔn)度不夠。番茄、韭菜及蔥等有刺激性物質(zhì)的蔬菜，在農(nóng)藥殘留檢測時(shí)易出現(xiàn)假陽性的情況。

酶抑制法檢測成本低、操作簡單，但檢測精準(zhǔn)度較低，運(yùn)用酶抑制法檢測農(nóng)藥殘留時(shí)無法獲得準(zhǔn)確可靠的檢測結(jié)果。生物傳感器技術(shù)與酶抑制法相比，有較高的檢測精準(zhǔn)度，但無法保證分析結(jié)果的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性，且生物傳感器的使用時(shí)間較短，檢測成本較高。酶聯(lián)免疫檢測技術(shù)有安全性好、資金投入少、靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)，但也有很多的局限性，如一種試劑盒只能檢測一種農(nóng)藥，無法做到同時(shí)分析多種農(nóng)藥成分，整體檢測效率較低?；铙w生物檢測技術(shù)具有安全環(huán)保、靈敏便捷、快速方便等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)檢測對(duì)象和檢測條件的要求較高。例如，使用活體生物檢測技術(shù)時(shí)，檢測現(xiàn)場要有絕對(duì)無農(nóng)藥殘留的陰性對(duì)照，要保證實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的生物有極高的敏感性。此外，該項(xiàng)檢測技術(shù)的局限性還體現(xiàn)在檢測過程中易受外部因素影響，僅能對(duì)食品中農(nóng)藥殘留的量進(jìn)行簡單估算，無法得到精確的數(shù)據(jù)。

3 農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的應(yīng)用策略與發(fā)展建議

3.1 研發(fā)推廣小型化、經(jīng)濟(jì)化檢測儀器

隨著社會(huì)的發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品與農(nóng)藥種類越來越豐富，農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)也應(yīng)向多元化、自動(dòng)化、精細(xì)化和先進(jìn)化方向發(fā)展。有關(guān)部門要加大對(duì)農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的投入，支持農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新工作，推進(jìn)農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)與檢測工作朝更好的方向發(fā)展。目前，部分地區(qū)推廣的農(nóng)藥殘留速測儀器價(jià)格相對(duì)較高，對(duì)普通種植者與農(nóng)貿(mào)市場、家庭農(nóng)場等而言是一筆較大的支出，且部分檢測卡、檢測試劑僅能使用1次，更加大了技術(shù)消費(fèi)人群的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，建議進(jìn)一步優(yōu)化農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)，同時(shí)不斷優(yōu)化檢測儀器，使檢測儀器向經(jīng)濟(jì)化、小型化方向發(fā)展。如研發(fā)推廣經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的便攜式分析儀，為農(nóng)藥殘留檢測提供更大的便利。要不斷加大技術(shù)創(chuàng)新力度，堅(jiān)持檢測儀器的推陳出新，為農(nóng)藥檢測工作提供保障。

3.2 實(shí)現(xiàn)檢測自動(dòng)化

農(nóng)藥殘留檢測自動(dòng)化是未來的發(fā)展方向。目前，部分農(nóng)藥殘留檢測方法對(duì)檢測人員的要求較高，檢測結(jié)果易受人為因素影響出現(xiàn)誤差。此外，部分檢測方法存在很多固定、重復(fù)的操作步驟，不夠先進(jìn)靈活，不利于提升檢測效率。因此，建議推進(jìn)農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)創(chuàng)新，根據(jù)需求研發(fā)自動(dòng)檢測儀器，由儀器代替檢測人員操作，以減少人員失誤，實(shí)現(xiàn)批量化、自動(dòng)化檢測。

3.3 加強(qiáng)檢測信息監(jiān)控

目前，我國部分地區(qū)農(nóng)藥殘留檢測信息管理系統(tǒng)不完善，無法及時(shí)有效地處理與利用檢測信息。因此，需立足實(shí)際盡快建立、推廣信息系統(tǒng)，將生產(chǎn)基地、農(nóng)貿(mào)市場、超市的檢測數(shù)據(jù)納入監(jiān)控信息系統(tǒng)，并引進(jìn)追溯二維碼技術(shù)，全面提升信息管理與應(yīng)用水平。

4 結(jié)語

農(nóng)藥殘留檢測與人們的健康息息相關(guān)，是一項(xiàng)重要的社會(huì)性工作。目前，我國已形成了較完善的農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)體系，酶抑制法、生物傳感器法、氣相色譜分析技術(shù)等常用的檢測技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測中發(fā)揮了重要作用。但我國農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)還存在很多不足，相關(guān)部門與人員應(yīng)加大農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的研究與創(chuàng)新力度，不斷提升農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)水平。

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