農(nóng)產(chǎn)品中多殘留農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)的比較研究

農(nóng)產(chǎn)品中殘留農(nóng)藥的檢測(cè)是保障公眾健康和食品安全的重要環(huán)節(jié)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，多種技術(shù)被應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品中殘留農(nóng)藥的檢測(cè)，以滿足不同的檢測(cè)需求和監(jiān)管要求。基于此，開(kāi)展農(nóng)產(chǎn)品中殘留農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)的比較研究，對(duì)于確保殘留農(nóng)藥的有效檢測(cè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、殘留農(nóng)藥的概念和分類

殘留農(nóng)藥是指在農(nóng)作物種植或儲(chǔ)藏過(guò)程中使用的農(nóng)藥殘留在作物、土壤、水源和環(huán)境中，其可能來(lái)自農(nóng)藥的直接施用、作物吸收、環(huán)境介質(zhì)吸附等途徑，會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全構(gòu)成潛在威脅。

根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用方式的不同，殘留農(nóng)藥常被分為殺菌劑、殺蟲(chóng)劑、殺草劑等幾類。殺菌劑主要用于預(yù)防和治療作物病害，包括抗生素類和非抗生素類；殺蟲(chóng)劑用于防治作物害蟲(chóng)，按照作用方式可分為神經(jīng)性和非神經(jīng)性兩種；殺草劑則用于控制雜草生長(zhǎng)，根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同可分為草甘膦、苯醚、三嗪等類別。

二、殘留農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)

（一）氣相色譜（GC）

氣相色譜的基本原理是將樣品在高溫下氣化，通過(guò)載氣（通常是氦氣或氮?dú)猓肷V柱中進(jìn)行分離。色譜柱內(nèi)填充有固定相，根據(jù)樣品中化合物的沸點(diǎn)、分子大小和極性等性質(zhì)，在柱內(nèi)對(duì)其進(jìn)行分離。分離后的化合物依次進(jìn)入檢測(cè)器，常用的檢測(cè)器包括火焰離子化檢測(cè)器（FID）、電子捕獲檢測(cè)器（ECD）、質(zhì)譜檢測(cè)器（MS）、火焰光度檢測(cè)器（FPD）等。GC具有高效、高靈敏度和高分辨率的特點(diǎn)，能夠精確識(shí)別并定量分析復(fù)雜樣品中的多種農(nóng)藥殘留，特別適用于揮發(fā)性和半揮發(fā)性化合物的檢測(cè)，具有較高的選擇性和重復(fù)性。不過(guò)，GC設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作和維護(hù)，且檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)、成本較高。

（二）高效液相色譜（HPLC）

高效液相色譜是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)的技術(shù)，其原理是基于溶液在高壓下通過(guò)填充了吸附劑的柱子時(shí)會(huì)發(fā)生色譜分離。在HPLC分析中，樣品處理至關(guān)重要，需要進(jìn)行提取和準(zhǔn)備，以確保樣品中的農(nóng)藥殘留物能夠被溶解并達(dá)到可檢測(cè)的濃度。提取方法的選擇通常依據(jù)待檢物質(zhì)的性質(zhì)和樣品的類型，如土壤、水體或食品等。提取后的樣品通過(guò)進(jìn)樣系統(tǒng)被注入到高效液相色譜柱中，色譜柱是HPLC系統(tǒng)的核心組成部分，其中填充了一種吸附劑，如正相或反相材料。樣品中的化合物將根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)和與吸附劑的相互作用發(fā)生分離，這種分離是通過(guò)溶液在高壓下通過(guò)柱子時(shí)與吸附劑的不同親和性實(shí)現(xiàn)的。按照化合物與吸附劑相互作用程度的不同，在柱子中發(fā)生逐漸分離的過(guò)程，形成多個(gè)峰。分離后，化合物進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)和鑒定，常用的檢測(cè)器包括紫外-可見(jiàn)（UV-Vis）檢測(cè)器、熒光檢測(cè)器和質(zhì)譜檢測(cè)器。運(yùn)用檢測(cè)器能夠?qū)衔镞M(jìn)行定量檢測(cè)，并根據(jù)其峰高或峰面積進(jìn)行定量分析。

（三）氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)結(jié)合了氣相色譜（GC）和質(zhì)譜（MS）兩種分析方法的優(yōu)勢(shì)，具有高靈敏度、高分辨率和高特異性的特點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)出樣品中的各種農(nóng)藥殘留物。在GC-MS分析中，樣品的提取和濃縮是至關(guān)重要的步驟。通過(guò)適當(dāng)?shù)奶崛》椒?，農(nóng)藥殘留物能夠被有效提取并濃縮，從而達(dá)到可檢測(cè)的濃度，提取后的樣品通過(guò)氣相色譜系統(tǒng)進(jìn)行分離。氣相色譜柱的選擇取決于待測(cè)農(nóng)藥殘留物的性質(zhì)和樣品基質(zhì)，以確保良好的分離效果。在氣相色譜柱的作用下，樣品中的化合物根據(jù)極性、分子大小和親和性等特性被分離出來(lái)。分離后的化合物進(jìn)入質(zhì)譜系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和鑒定，在質(zhì)譜中，化合物被分解成離子，并根據(jù)其質(zhì)荷比（m/z）比值進(jìn)行檢測(cè)和分析。通過(guò)測(cè)量化合物的質(zhì)量和電荷比，可以確定其分子式和結(jié)構(gòu)；再通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的質(zhì)譜圖譜進(jìn)行比對(duì)，可以準(zhǔn)確確定樣品中殘留農(nóng)藥的成分和含量。

（四）液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用結(jié)合了53d99b696666c86d6adf98cd15a2347e液相色譜（LC）和質(zhì)譜（MS）兩種分析方法的優(yōu)點(diǎn)，兼具高靈敏度、高選擇性和高分辨率的特點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)出樣品中的各種農(nóng)藥殘留物。在LC-MS分析中，樣品提取和預(yù)處理是至關(guān)重要的步驟。通過(guò)適當(dāng)?shù)奶崛》椒?，農(nóng)藥殘留物被有效萃取出來(lái)，達(dá)到可檢測(cè)的濃度，提取后的樣品通過(guò)液相色譜系統(tǒng)進(jìn)行分離。液相色譜柱的選擇根據(jù)待測(cè)農(nóng)藥殘留物的性質(zhì)和樣品基質(zhì)的不同而有所差異，以確保良好的分離效果。在液相色譜柱的作用下，樣品中的化合物根據(jù)極性、分子大小和親和性等特性被分離出來(lái)，這種分離是基于化合物在柱子中與移動(dòng)相和固定相之間的相互作用差異實(shí)現(xiàn)的。分離后的化合物進(jìn)入質(zhì)譜系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和鑒定，質(zhì)譜系統(tǒng)將分離的化合物轉(zhuǎn)化為離子，并根據(jù)其質(zhì)荷比（m/z）比值進(jìn)行檢測(cè)和分析。通過(guò)測(cè)量化合物的質(zhì)量和電荷比，可以確定其分子式和結(jié)構(gòu)；再通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的質(zhì)譜圖譜進(jìn)行比對(duì)，可以準(zhǔn)確確定樣品中殘留農(nóng)藥的成分和含量。

三、不同技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較

（一）靈敏度和準(zhǔn)確性

GC本身具有高靈敏度和高分辨率，能夠有效分離和檢測(cè)揮發(fā)性和半揮發(fā)性農(nóng)藥化合物，其識(shí)別化合物的能力依賴所使用的檢測(cè)器類型。由于GC的分離優(yōu)勢(shì)，GC-MS能夠有效分離多種殘留農(nóng)藥，并通過(guò)質(zhì)譜鑒定技術(shù)準(zhǔn)確識(shí)別化合物，在檢測(cè)中具有較高的準(zhǔn)確性。LC-MS在分析極性化合物時(shí)具有很高的靈敏度和準(zhǔn)確性，在檢測(cè)多殘留農(nóng)藥中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。另外，雖然HPLC能提供較高的靈敏度和準(zhǔn)確性，但對(duì)于非極性化合物的分析能力相對(duì)較弱，且可能出現(xiàn)某些化合物的共聚現(xiàn)象，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。綜合來(lái)看，GC、GC-MS和LC-MS在多殘留農(nóng)藥檢測(cè)中具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性，能夠滿足對(duì)低含量殘留農(nóng)藥的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)需求；HPLC在部分特定情況下能發(fā)揮重要作用，但在靈敏度和準(zhǔn)確性方面略顯不足。

（二）檢測(cè)范圍和適用性

GC能夠有效分離和檢測(cè)揮發(fā)性和半揮發(fā)性化合物，尤其適用于分析非極性和半極性農(nóng)藥；GC在應(yīng)用中具有較高的選擇性，但其識(shí)別能力依賴所使用的檢測(cè)器類型。GC-MS技術(shù)能夠被廣泛應(yīng)用于不同類型的農(nóng)產(chǎn)品樣品檢測(cè)，包括大部分有機(jī)農(nóng)藥和一些無(wú)機(jī)農(nóng)藥。由于GC的優(yōu)勢(shì)，GC-MS在非極性和半極性化合物分析中表現(xiàn)出色，尤其是對(duì)揮發(fā)性化合物的檢測(cè)效果更佳。LC-MS技術(shù)在多殘留農(nóng)藥檢測(cè)中同樣具有廣泛的適用性，對(duì)于極性和水溶性化合物的檢測(cè)效果更佳，例如，對(duì)于一些極性的有機(jī)磷和有機(jī)氮類農(nóng)藥的分析，LC-MS技術(shù)通常表現(xiàn)出較高的靈敏度和準(zhǔn)確性。由于技術(shù)限制，HPLC的檢測(cè)范圍和適用性略顯不足，分析非極性化合物和高沸點(diǎn)化合物的效果可能不如GC、GC-MS和LC-MS。同時(shí)，HPLC可能會(huì)受到樣品基質(zhì)的影響，使某些化合物的分離和檢測(cè)受到限制。

（三）檢測(cè)時(shí)間和成本

GC技術(shù)通常需要較長(zhǎng)的分析時(shí)間，樣品需要進(jìn)行提取、預(yù)處理和色譜分離，并且GC設(shè)備的維護(hù)和運(yùn)行成本也相對(duì)較高，需要專業(yè)的操作技能和設(shè)備維護(hù)，檢測(cè)成本較高。GC-MS的分析時(shí)間通常也較長(zhǎng)，因?yàn)闃悠沸枰M(jìn)行提取、預(yù)處理和色譜分離等步驟，并且GC-MS設(shè)備的維護(hù)和運(yùn)行成本也相對(duì)較高，需要專業(yè)的操作技能和設(shè)備維護(hù)，檢測(cè)成本較高。相比之下，LC-MS技術(shù)在檢測(cè)時(shí)間和成本方面的優(yōu)勢(shì)較明顯。液相色譜的分離速度較快，LC-MS的分析時(shí)間通常較短，能夠?qū)崿F(xiàn)高通量的樣品分析；LC-MS設(shè)備的運(yùn)行成本相對(duì)較低，因?yàn)橐合嗌V柱的耗材成本相對(duì)較低，并且不需要大量的氣體和溶劑消耗。HPLC技術(shù)雖然具有較短的分析時(shí)間和較低的運(yùn)行成本，但需要耗費(fèi)一定時(shí)間進(jìn)行樣品的前處理和柱子的平衡，柱子的維護(hù)和更換也會(huì)增加成本。

（四）操作復(fù)雜度和設(shè)備需求

GC的操作復(fù)雜度不高、設(shè)備需求較為簡(jiǎn)單，通常需要多個(gè)步驟進(jìn)行樣品分離和檢測(cè)，操作人員只要掌握樣品提取和預(yù)處理、色譜柱選擇和條件優(yōu)化、質(zhì)譜參數(shù)設(shè)置等操作技巧和豐富的經(jīng)驗(yàn)即可。HPLC技術(shù)的操作復(fù)雜度和設(shè)備需求也較為簡(jiǎn)單，但仍需要進(jìn)行柱子的平衡和條件優(yōu)化等步驟，這就需要操作人員具備一定的專業(yè)水平。同時(shí)，HPLC設(shè)備需要一定的實(shí)驗(yàn)室空間和基礎(chǔ)設(shè)施支持，如溶劑供應(yīng)、檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。GC-MS的操作復(fù)雜度相對(duì)較高，需要多個(gè)步驟進(jìn)行樣品分離和檢測(cè)，如樣品提取和預(yù)處理、色譜柱選擇和條件優(yōu)化、質(zhì)譜參數(shù)設(shè)置等，都需要操作人員具備熟練的操作技巧和豐富的經(jīng)驗(yàn)。相比之下，LC-MS的操作復(fù)雜度和設(shè)備需求相對(duì)較低。液相色譜分離過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的色譜條件和氣體供應(yīng)，操作人員可以通過(guò)簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)快速分析；LC-MS設(shè)備相對(duì)小巧，可靈活布置在實(shí)驗(yàn)室中，不需要大量的輔助設(shè)備支持，因此設(shè)備需求相對(duì)簡(jiǎn)單。

（五）樣品前處理步驟

GC的前處理步驟較為復(fù)雜，涉及提取、濃縮和凈化，通常使用有機(jī)溶劑和固相萃取等方法，操作繁瑣且耗時(shí)較長(zhǎng)。GC-MS技術(shù)通常需要復(fù)雜的樣品前處理步驟，這是因?yàn)镚C-MS對(duì)樣品的特殊性和復(fù)雜性要求較高，需要對(duì)樣品進(jìn)行提取、濃縮和洗脫等前處理，這些步驟可能涉及有機(jī)溶劑、固相萃取柱和固相微萃取等的使用，操作繁瑣且耗時(shí)較長(zhǎng)。相比之下，LC-MS技術(shù)的樣品前處理相對(duì)簡(jiǎn)單。液相色譜通常使用溶劑進(jìn)行樣品提取和凈化，不需要復(fù)雜的洗脫步驟，可以快速、準(zhǔn)確地提取目標(biāo)物質(zhì)。此外，LC-MS還可以通過(guò)自動(dòng)進(jìn)樣器實(shí)現(xiàn)高通量的樣品處理，提高了檢測(cè)效率。HPLC技術(shù)在樣品前處理方面的需求介于GC-MS和LC-MS之間，通常只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的樣品提取和凈化，但在某些情況下仍可能需要進(jìn)行復(fù)雜的樣品預(yù)處理，如樣品的稀釋、過(guò)濾和蛋白質(zhì)沉淀等。

綜上所述，不同的農(nóng)產(chǎn)品中多殘留農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要在靈敏度、適用范圍、操作便捷性、分析速度和成本等方面進(jìn)行綜合考慮，以提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全。未來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，農(nóng)產(chǎn)品中多殘留農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)將進(jìn)一步完善和優(yōu)化，為保障食品安全和公眾健康提供更加可靠、高效的技術(shù)支持。

作者簡(jiǎn)介：馬鳳珍（1981-），女，漢族，山東龍口人，中級(jí)工程師，大學(xué)本科，研究方向?yàn)檗r(nóng)殘檢測(cè)。