食品檢驗(yàn)檢測(cè)中的殘留農(nóng)藥快速檢測(cè)方法研究

摘 要：食品安全問題一直是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，其中殘留農(nóng)藥的檢測(cè)尤為重要。傳統(tǒng)的殘留農(nóng)藥檢測(cè)方法存在耗時(shí)長(zhǎng)、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，難以滿足食品安全監(jiān)管的需求。本文綜述食品檢驗(yàn)檢測(cè)中殘留農(nóng)藥快速檢測(cè)方法的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹基于免疫分析技術(shù)、光學(xué)檢測(cè)技術(shù)和色譜-質(zhì)譜技術(shù)的快速檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：食品安全；殘留農(nóng)藥；快速檢測(cè)

Research on Rapid Detection Methods for Residual Pesticides in Food Inspection and Testing

XIA Xiaoli， YANG Xiaomin， KONG Li

（Rizhao Quality Inspection and Testing Research Institute， Rizhao 276800， China）

Abstract： Food safety issues have always been a focus of social concern， among which the detection of residual pesticides is particularly important. The traditional residual pesticide detection methods have drawbacks such as long time consumption and complex operation， which are difficult to meet the needs of food safety supervision. This article reviews the research progress of rapid detection methods for residual pesticides in food inspection and detection， with a focus on rapid detection methods based on immunoassay technology， optical detection technology， and chromatography-mass spectrometry technology.

Keywords： food safety; residual pesticides; rapid detection

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，農(nóng)藥在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用。為保障食品安全，有效監(jiān)控農(nóng)藥殘留水平，開展殘留農(nóng)藥檢測(cè)工作十分必要。近年來，快速檢測(cè)方法受到廣泛關(guān)注，其具有檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)便、儀器設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，為殘留農(nóng)藥檢測(cè)提供了新的思路和手段。本文對(duì)殘留農(nóng)藥快速檢測(cè)方法的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為相關(guān)工作者提供參考。

1 快速檢測(cè)方法概述

1.1 快速檢測(cè)的概念

快速檢測(cè)是相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)方法而言的，指通過簡(jiǎn)化樣品前處理、縮短檢測(cè)時(shí)間、降低檢測(cè)成本等措施，在保證檢測(cè)結(jié)果可靠的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的快速分析和測(cè)定。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，快速檢測(cè)方法具有檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)便、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)[1]。

1.2 與傳統(tǒng)檢測(cè)方法的區(qū)別

與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，快速檢測(cè)方法在樣品前處理、檢測(cè)原理、儀器設(shè)備等方面存在明顯差異。傳統(tǒng)方法通常需要復(fù)雜的樣品前處理過程，如提取、凈化、濃縮等，而快速檢測(cè)方法多采用簡(jiǎn)化的前處理方式，如稀釋、過濾等。傳統(tǒng)方法主要基于物質(zhì)的理化性質(zhì)進(jìn)行分離分析，而快速檢測(cè)方法則利用物質(zhì)的特異性識(shí)別、光學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)等原理實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。此外，快速檢測(cè)所需的儀器設(shè)備通常較為簡(jiǎn)單，便于操作和維護(hù)。

1.3 基于不同原理的快速檢測(cè)技術(shù)

根據(jù)檢測(cè)原理快速檢測(cè)技術(shù)可分為多種類型，包括免疫分析技術(shù)、光學(xué)檢測(cè)技術(shù)、色譜-質(zhì)譜技術(shù)等[2]。免疫分析技術(shù)利用抗原抗體的特異性結(jié)合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的快速檢測(cè)，代表性技術(shù)有酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法和免疫層析技術(shù)。光學(xué)檢測(cè)技術(shù)通過光學(xué)信號(hào)的變化反映目標(biāo)物是否存在及其含量，常見的有表面等離子體共振技術(shù)和光纖傳感技術(shù)。色譜-質(zhì)譜技術(shù)通過優(yōu)化色譜分離條件和質(zhì)譜檢測(cè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)殘留農(nóng)藥的快速分離和檢測(cè)，如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。

2 基于免疫分析技術(shù)的快速檢測(cè)方法

2.1 酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法

酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法是一種利用酶標(biāo)記抗體或抗原，通過抗原抗體的特異性結(jié)合反應(yīng)，并結(jié)合酶促反應(yīng)產(chǎn)生的可檢測(cè)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物定量分析的免疫分析技術(shù)。該方法具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)快速分析等優(yōu)點(diǎn)，已成為殘留農(nóng)藥檢測(cè)領(lǐng)域的重要工具。

酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法根據(jù)反應(yīng)原理和操作流程的不同，可分為直接競(jìng)爭(zhēng)法、間接競(jìng)爭(zhēng)法和雙抗體夾心法等不同類型[3]。直接競(jìng)爭(zhēng)法是將酶標(biāo)記的抗原與樣品中的目標(biāo)物同時(shí)加入包被抗體的微孔板中，二者競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合抗體，結(jié)合量越少，酶促反應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)越強(qiáng)，樣品中目標(biāo)物含量越高。間接競(jìng)爭(zhēng)法是將抗原包被在微孔板上，樣品中的目標(biāo)物與酶標(biāo)記的抗體進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合，結(jié)合量越多，酶促反應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)越弱，樣品中目標(biāo)物含量越高。雙抗體夾心法是將捕獲抗體包被在微孔板上，樣品中的目標(biāo)物與酶標(biāo)記的檢測(cè)抗體形成“抗體-抗原-酶標(biāo)記抗體”的夾心復(fù)合物，酶促反應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)與樣品中目標(biāo)物含量成正比。

2.2 免疫層析技術(shù)

免疫層析技術(shù)是通過抗原抗體在層析介質(zhì)上的特異性反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的定性或半定量分析。免疫層析技術(shù)的核心是將特異性抗體固定在層析介質(zhì)上，形成檢測(cè)線和對(duì)照線。當(dāng)樣品中含有目標(biāo)物時(shí)，目標(biāo)物會(huì)與標(biāo)記的信號(hào)報(bào)告分子的特異性抗體結(jié)合，形成免疫復(fù)合物。該復(fù)合物隨著樣品液的運(yùn)移，被檢測(cè)線上固定的抗體捕獲，形成可見的檢測(cè)線，表明樣品中存在目標(biāo)物；而未結(jié)合的標(biāo)記抗體會(huì)被對(duì)照線上的抗體捕獲，形成對(duì)照線，表明試紙條正常工作。通過觀察檢測(cè)線和對(duì)照線的顏色深淺，可以判斷樣品中是否含有目標(biāo)物及其含量的高低。免疫層析試紙條具有設(shè)計(jì)巧妙、制備簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速等特點(diǎn)，已成為殘留農(nóng)藥現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的重要工具。試紙條的關(guān)鍵在于選擇高親和力、高特異性的抗體，合理設(shè)計(jì)層析介質(zhì)和樣品墊，優(yōu)化包被條件和信號(hào)放大系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)高靈敏度、低檢出限的快速分析[4]。

3 基于光學(xué)檢測(cè)技術(shù)的快速檢測(cè)方法

3.1 表面等離子體共振技術(shù)

表面等離子體共振技術(shù)是一種基于金屬表面等離子體共振效應(yīng)的高靈敏、無標(biāo)記、實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)。表面等離子體共振技術(shù)利用金屬薄膜表面激發(fā)的表面等離子體波與入射光發(fā)生共振，形成表面等離子體共振信號(hào)。當(dāng)待測(cè)物與金屬表面固定的識(shí)別分子（如抗體、核酸適配體等）結(jié)合時(shí)，會(huì)引起表面折射率的變化，進(jìn)而導(dǎo)致表面等離子體共振信號(hào)發(fā)生變化。通過檢測(cè)表面等離子體共振信號(hào)的變化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的快速、靈敏檢測(cè)。表面等離子體共振技術(shù)具有靈敏度高、無須標(biāo)記、可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，在殘留農(nóng)藥檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。通過合理設(shè)計(jì)表面等離子體共振傳感器，優(yōu)化金屬薄膜的制備工藝，選擇高親和力、高特異性的識(shí)別分子，可建立高靈敏度、高選擇性的表面等離子體共振農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法。表面等離子體共振技術(shù)可實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥殘留的快速、在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，大幅縮短檢測(cè)時(shí)間，提高檢測(cè)效率。通過優(yōu)化金屬薄膜的材料選擇、厚度控制、表面修飾等，可提高傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性。選擇與目標(biāo)農(nóng)藥高親和力、高特異性的識(shí)別分子（如單克隆抗體、核酸適配體等），可顯著提高檢測(cè)的選擇性和特異性。

3.2 光纖傳感技術(shù)

光纖傳感技術(shù)是一種利用光纖傳導(dǎo)特性，將識(shí)別元件固定在光纖表面，通過檢測(cè)識(shí)別元件與目標(biāo)物結(jié)合引起的光信號(hào)變化，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物快速、在線檢測(cè)的新型傳感技術(shù)[5]。光纖傳感技術(shù)的核心是光纖傳感器的設(shè)計(jì)和制備。通過在光纖表面修飾敏感材料（如量子點(diǎn)、分子印跡聚合物和有機(jī)配體等），構(gòu)建特異性識(shí)別層，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)農(nóng)藥的選擇性識(shí)別和富集。當(dāng)農(nóng)藥分子與識(shí)別層結(jié)合時(shí)，會(huì)引起光纖傳導(dǎo)特性的改變，如折射率、吸收系數(shù)、熒光強(qiáng)度等發(fā)生變化，通過檢測(cè)這些光信號(hào)的變化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥殘留的快速、靈敏檢測(cè)。光纖傳感器的性能主要取決于敏感材料的選擇和制備工藝。量子點(diǎn)具有尺寸小、比表面積大、光學(xué)性質(zhì)優(yōu)異等特點(diǎn)，可用于構(gòu)建高靈敏度的光纖傳感器。通過表面修飾，引入特異性識(shí)別基團(tuán)，可顯著提高量子點(diǎn)光纖傳感器的選擇性。分子印跡聚合物具有預(yù)定義的識(shí)別位點(diǎn)，對(duì)目標(biāo)分子具有高親和力和特異性，可用于制備高選擇性的光纖傳感器。光纖傳感技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用不斷深入，各類農(nóng)藥如有機(jī)磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯等都有相應(yīng)的光纖傳感檢測(cè)方法。研究人員通過合理設(shè)計(jì)光纖傳感器，優(yōu)化敏感材料的制備工藝，建立了高靈敏度、高選擇性的光纖農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法。光纖傳感器體積小、便于集成，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥殘留的在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，大大提高了檢測(cè)效率。

4 基于色譜-質(zhì)譜技術(shù)的快速檢測(cè)方法

4.1 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的關(guān)鍵在于色譜柱的選擇和進(jìn)樣技術(shù)的改進(jìn)。采用短柱、小內(nèi)徑柱、高載氣流速等策略，可大幅縮短色譜分離時(shí)間，實(shí)現(xiàn)殘留農(nóng)藥的快速分離。同時(shí)，使用高速進(jìn)樣技術(shù)，如大體積進(jìn)樣、快速加熱進(jìn)樣等，可顯著提高進(jìn)樣量和進(jìn)樣速度，進(jìn)一步縮短分析時(shí)間。采用選擇離子檢測(cè)模式，可顯著提高檢測(cè)靈敏度和選擇性。通過優(yōu)化離子源溫度、電子能量、碰撞能量等參數(shù)，可最大限度地提高目標(biāo)分析物的離子化效率和碎片離子豐度，實(shí)現(xiàn)痕量農(nóng)藥殘留的靈敏檢測(cè)[6]。研究人員通過系統(tǒng)優(yōu)化氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)條件，建立了多種農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)方法。這些方法具有分析速度快、靈敏度高、重現(xiàn)性好等特點(diǎn)，可在數(shù)分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)十種至數(shù)百種農(nóng)藥殘留的同時(shí)檢測(cè)，大大提高了檢測(cè)效率。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的樣品前處理也在不斷改進(jìn)，采用QuEChERS、固相微萃取等快速前處理技術(shù)，可顯著縮短樣品制備時(shí)間，進(jìn)一步提高檢測(cè)速度。

4.2 超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是殘留農(nóng)藥檢測(cè)領(lǐng)域的另一項(xiàng)重要技術(shù)。與高效液相色譜相比，超高效液相色譜采用短柱、小粒徑填料（通常小于2 μm），可在更高的壓力下實(shí)現(xiàn)快速、高效的色譜分離。與串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用，超高效液相色譜-質(zhì)譜可實(shí)現(xiàn)殘留農(nóng)藥的高靈敏度、高選擇性檢測(cè)，是多殘留農(nóng)藥同時(shí)分析的理想技術(shù)。

超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的關(guān)鍵在于色譜分離和質(zhì)譜檢測(cè)條件的優(yōu)化。在色譜分離方面，采用短柱、小粒徑填料，可顯著縮短分析時(shí)間，提高色譜分離效率。優(yōu)化流動(dòng)相組成、梯度洗脫條件等，可實(shí)現(xiàn)多種農(nóng)藥殘留的快速分離。在質(zhì)譜檢測(cè)方面，采用電噴霧電離、大氣壓化學(xué)電離等軟電離技術(shù)，可獲得目標(biāo)分析物的準(zhǔn)分子離子峰，提高檢測(cè)的靈敏度和選擇性。優(yōu)化質(zhì)譜參數(shù)，如離子源溫度、碰撞能量、多反應(yīng)監(jiān)測(cè)條件等，可最大限度地提高檢測(cè)性能。

超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在殘留農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。與氣相色譜-質(zhì)譜相比，超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)適用于更多種類的農(nóng)藥的檢測(cè)，特別是極性較強(qiáng)、熱穩(wěn)定性差的農(nóng)藥。采用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可實(shí)現(xiàn)數(shù)百種農(nóng)藥殘留的同時(shí)分析，大大提高了檢測(cè)通量。優(yōu)化樣品前處理方法，如QuEChERS、固相萃取等，可進(jìn)一步縮短分析時(shí)間，提高檢測(cè)速度。超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的定量檢測(cè)通常采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線法，可有效減少基質(zhì)效應(yīng)的干擾，提高定量分析的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，殘留農(nóng)藥快速檢測(cè)方法不斷涌現(xiàn)，極大地提高了檢測(cè)效率，為食品安全監(jiān)管提供了有力保障。免疫分析技術(shù)、光學(xué)檢測(cè)技術(shù)、色譜-質(zhì)譜技術(shù)等為殘留農(nóng)藥快速檢測(cè)開辟了新的途徑，使得現(xiàn)場(chǎng)快速篩查、實(shí)驗(yàn)室精確檢測(cè)等成為可能。今后，相關(guān)人員要繼續(xù)加強(qiáng)殘留農(nóng)藥快速檢測(cè)方法的研究，不斷提高檢測(cè)的靈敏度、準(zhǔn)確性和適用性，為守護(hù)人們“舌尖上的安全”貢獻(xiàn)力量。

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