果蔬農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)的應(yīng)用研究

馮蕙 宋有星 孫巖 王玉濤

當(dāng)前，農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)主要包括生化檢測法、光譜檢測法、質(zhì)譜檢測法等。其中，以熱解吸-電噴霧原位質(zhì)譜儀為代表的敞開式大氣壓質(zhì)譜技術(shù)成為相關(guān)人員關(guān)注及研究的焦點(diǎn)。

食品安全關(guān)系到民生與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是評價(jià)人們生活幸福度的重要指標(biāo)，而保障食品安全的首要前提就是行之有效的食品檢驗(yàn)。作為食品檢測的重要部分，農(nóng)藥殘留引起了人們的普遍關(guān)注?，F(xiàn)如今，農(nóng)殘檢測技術(shù)主要包括實(shí)驗(yàn)室儀器檢測方法，如光譜法、色譜法、酶抑制法等，且常用的檢測流程多為提取-凈化-儀器檢測，但由于實(shí)驗(yàn)室檢測的前處理方法時間較長，幾乎花費(fèi)整個分析過程的60%，且技術(shù)要求高——需要專業(yè)檢測人員操作，因此難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場、大量樣品的檢測。

2019年，國家提高了對農(nóng)藥殘留的檢測要求，加大了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全執(zhí)法力度和監(jiān)督抽查力度。隨著檢測要求的增多，越來越多的檢測需求向傳統(tǒng)的檢測模式提出了巨大挑戰(zhàn)，即農(nóng)藥殘留檢測行業(yè)需要投入更多的專業(yè)檢測人員及儀器實(shí)驗(yàn)設(shè)備。面對如此嚴(yán)峻的形勢沖擊，快速篩查結(jié)合傳統(tǒng)分析流程的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1 農(nóng)殘快速檢測技術(shù)分類

快速篩查結(jié)合傳統(tǒng)分析流程將檢測分為兩個階段：第一階段為快速篩查陽性樣品，即利用某些快篩技術(shù)實(shí)現(xiàn)對果蔬農(nóng)殘的快速初篩或定性，該方法檢測速度快，可快速檢測大量樣品;第二階段為確認(rèn)分析——將篩查出的陽性樣品利用傳統(tǒng)方法（如液相色譜法、氣相色譜法、液相-質(zhì)譜聯(lián)用法、氣相-質(zhì)譜聯(lián)用法等）進(jìn)行精準(zhǔn)定性、定量。

目前，國內(nèi)的農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)種類繁多，究其原理，主要分為3類：生化測定法、光譜法、質(zhì)譜法。

1.1 生化測定法

生化測定法包含酶抑制率法、酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA）、化學(xué)速測法等。這些方法具有快速、靈敏、操作簡便、成本低廉、對檢測人員技術(shù)水平要求低等特點(diǎn)，而基于此方法發(fā)布的GB/T 5009.199-2003和NY/T 448-2001國家推薦標(biāo)準(zhǔn)方法也促使該法成為對果蔬中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留進(jìn)行現(xiàn)場快速定性初篩檢測的主流技術(shù)之一。因此，生化測定法得到了廣泛應(yīng)用?；诖嗽黹_發(fā)的產(chǎn)品有農(nóng)殘快速檢測儀與快速檢測卡，但是，這種檢測技術(shù)的檢出限較高、假陽性率高、無法定量，而且檢測種類有限。

1.2 光譜法

光譜法在農(nóng)藥殘留快速檢測上的應(yīng)用主要有拉曼光譜法和近紅外光譜法，這兩種方法都具有無需樣品制備、易于在線分析等優(yōu)點(diǎn)。但是，拉曼光譜法在靈敏度、干擾因素、拉曼成像方式、數(shù)據(jù)庫等方面的技術(shù)缺陷限制了其發(fā)展進(jìn)程;近紅外光譜法則存在靈敏度低、數(shù)據(jù)模型擬合困難、儀器自身穩(wěn)定性差等缺陷，這也是未來研究中需攻克的難關(guān)。

1.3 質(zhì)譜法

液相色譜、氣相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)因其高選擇性、高分辨率和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)今農(nóng)殘檢測標(biāo)準(zhǔn)中的常用技術(shù)。馬智玲等利用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS/MS）搭配QuEChERS方法建立了蔬菜水果中129種農(nóng)藥的快速檢測方法，結(jié)果表明，129種藥物在一定的含量范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r2均大于0.98;不同基質(zhì)在10μg/kg添加水平下大部分農(nóng)藥的平均回收率為66.2%～124.7%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為0.9%～24.4%;方法的定量限LOQ為0.03～16.7μg/kg。

常規(guī)檢測方法的優(yōu)點(diǎn)在于其具有極佳的靈敏度、精確性及可定量檢測，但仍舊存在很多問題，如樣品需要前處理、實(shí)時性差、對不同極性的目標(biāo)化合物存在色譜柱選擇性及基質(zhì)效應(yīng)、檢測成本高等。此外，目前的前處理方法普遍存在有機(jī)溶劑消耗量大、操作時間長、過程繁瑣、凈化效果不理想等問題。基于常規(guī)檢測的優(yōu)化研究大部分集中在前處理方面，多家儀器公司一直致力于農(nóng)殘快速篩查工作，但是其只是在優(yōu)化GC-MS或者LC-MS方法，無法擺脫前處理操作復(fù)雜的問題。

隨著質(zhì)譜儀研究的發(fā)展，敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)（ambient mass spectrometry，AMS）的出現(xiàn)擺脫了上述問題存在的限制。該技術(shù)是一種能在大氣壓環(huán)境下對樣品進(jìn)行解吸并離子化，從而獲得樣品表面信息的新型質(zhì)譜技術(shù)。這種質(zhì)譜技術(shù)既保留了質(zhì)譜方法檢測速度快、靈敏度高、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，又可實(shí)現(xiàn)無需前處理、無需色譜分離便可直接進(jìn)入質(zhì)譜儀，從而進(jìn)行快速且靈敏的分析檢測。

2 敞開式離子化質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

2.1 敞開式離子源的發(fā)展

敞開式離子化質(zhì)譜離子源方面，2004年Cooks課題組在電噴霧電離基礎(chǔ)上首次提出解吸電噴霧電離（DESI）技術(shù)。該技術(shù)為實(shí)現(xiàn)無需樣品預(yù)處理的現(xiàn)代質(zhì)譜分析方法開辟了新的可能。2005年Cody等在大氣壓化學(xué)電離基礎(chǔ)上研制出實(shí)時直接檢測技術(shù)——DART，其可對多類化合物包括化學(xué)試劑、藥物、生物分子、有機(jī)化合物以及金屬有機(jī)化合物等進(jìn)行分析。

2005年謝建臺等研制出類似的電噴霧輔助激光解吸電離質(zhì)譜技術(shù)，通過電噴霧將激光解析與電離相結(jié)合用于固體待測樣品的快速分析，這種分離技術(shù)可以檢測的分子量范圍較廣并且可以檢測多種化合物。

2006年Chen H等首次提出電噴霧萃取離子化（EESI）技術(shù)，該技術(shù)主要用于液態(tài)和氣態(tài)樣品的分析。介質(zhì)阻擋放電離子化（DBDI）技術(shù)由張新榮等于2007年首次提出，如今，DBDI已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品安全、公共安全、藥物檢測、環(huán)境監(jiān)測、化學(xué)反應(yīng)實(shí)時監(jiān)測及質(zhì)譜成像等研究領(lǐng)域。

基于對以上敞開式離子源的研究，山東國投鴻基檢測技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“山東國投鴻基”）在2018年推出一種熱解吸-電噴霧離子源——通過刮取或粘附的方式進(jìn)行取樣，然后加熱使待測化合物解吸氣化，經(jīng)過電噴霧區(qū)域離子化后進(jìn)行質(zhì)譜分析。經(jīng)過特殊改裝的進(jìn)樣方式可以對固體表面或液體樣品進(jìn)行取樣，不受樣品形狀、尺寸以及大小的限制，且標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)可嚴(yán)格控制樣品進(jìn)樣量。該離子源的端口設(shè)計(jì)具有多樣性，可搭配國內(nèi)外主流質(zhì)譜儀，例如Bruker離子阱、Thermo Fisher離子阱、Agilent單四級桿及三重四極桿、AB Sciex三重四極桿等進(jìn)行安裝使用，其目前已在食品安全、藥物檢測等領(lǐng)域取得突破性成果。