食品中農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

摘 要：本研究系統(tǒng)分析了食品中農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵要素及其應(yīng)用。結(jié)果表明，樣品前處理技術(shù)、檢測(cè)靈敏度與特異性設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制是影響檢測(cè)結(jié)果的關(guān)鍵要素。免疫學(xué)方法、色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、光譜分析方法以及生物傳感器技術(shù)等快速檢測(cè)技術(shù)在靈敏度、特異性及適用場(chǎng)景等方面各具優(yōu)勢(shì)。盡管快速檢測(cè)技術(shù)為食品安全監(jiān)測(cè)提供了有效手段，但在多殘留同步檢測(cè)、復(fù)雜基質(zhì)干擾消除、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)等方面仍需進(jìn)一步優(yōu)化，以提高方法的適用性和可靠性。

關(guān)鍵詞：食品安全；農(nóng)獸藥殘留；快速檢測(cè)技術(shù)

Abstract： This study systematically analyzed the key elements and applications of rapid detection technology for agricultural and veterinary drug residues in food. The results indicate that sample pretreatment techniques， design of detection sensitivity and specificity， data processing， and quality control are key factors affecting the detection results. Immunological methods， chromatographic and mass spectrometry techniques， spectroscopic analysis methods， and biosensor technologies have their own advantages in sensitivity， specificity， and applicable scenarios for rapid detection. Although rapid detection technology provides effective means for food safety monitoring， further optimization is still needed in areas such as synchronous detection of multiple residues， elimination of complex matrix interference， and real-time on-site detection to improve the applicability and reliability of the methods.

隨著全球食品安全問(wèn)題日益突出，農(nóng)獸藥殘留已成為威脅公眾健康的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。傳統(tǒng)檢測(cè)方法耗時(shí)長(zhǎng)、成本高、操作復(fù)雜，難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的檢測(cè)需求。相比之下，快速檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)時(shí)間短、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在食品安全監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要作用。然而，目前快速檢測(cè)技術(shù)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如樣品前處理效率低、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性有待提高等，因此系統(tǒng)研究農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

1 食品中農(nóng)獸藥殘留的危害分析

1.1 健康風(fēng)險(xiǎn)危害

農(nóng)獸藥殘留對(duì)人體健康造成多重危害，長(zhǎng)期食用含有農(nóng)獸藥殘留的食品可能導(dǎo)致慢性中毒，引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)紊亂?？股貧埩魟t可能引起人體菌群失調(diào)，導(dǎo)致耐藥性增加，特別是對(duì)兒童、孕婦和老年人等易感人群，即使是微量的農(nóng)獸藥殘留也可能產(chǎn)生顯著的健康影響。研究表明，某些農(nóng)藥具有致癌、致畸和致突變性，可能誘發(fā)多種疾病。此外，一些農(nóng)獸藥殘留具有生物累積性，在人體內(nèi)長(zhǎng)期蓄積可能引發(fā)慢性中毒癥狀，如肝功能損害、神經(jīng)系統(tǒng)障礙等。

1.2 生態(tài)環(huán)境影響

農(nóng)獸藥殘留對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害主要體現(xiàn)在其對(duì)土壤、水體和生物多樣性的影響上。農(nóng)藥通過(guò)土壤滲透和地表徑流進(jìn)入水體，造成水質(zhì)污染并破壞水生生態(tài)系統(tǒng)平衡。此外，農(nóng)藥殘留會(huì)在土壤中積累，影響土壤微生物活性和土壤肥力?？股貧埩魟t會(huì)導(dǎo)致環(huán)境中耐藥菌株增加，進(jìn)而破壞自然生態(tài)系統(tǒng)中的微生物群落結(jié)構(gòu)，這些殘留物質(zhì)通過(guò)食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞和富集，最終可能導(dǎo)致某些物種數(shù)量減少，影響生物多樣性[1]。

2 食品中農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)分析

2.1 農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵要素

2.1.1 樣品前處理技術(shù)

樣品前處理是檢測(cè)過(guò)程中最耗時(shí)且最容易引入誤差的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為提高檢測(cè)效率，研究人員開(kāi)發(fā)了QuEChERS技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)乙腈提取、無(wú)水硫酸鎂/氯化鈉鹽析和分散固相凈化等步驟，將前處理時(shí)間縮短到30 min內(nèi)，并使回收率穩(wěn)定在85%～110%。新型納米材料的引入進(jìn)一步提升了前處理效率。例如，磁性石墨烯具有高達(dá)1 200 m2·g-1的比表面積，其吸附容量是傳統(tǒng)C18材料的3～5倍。

2.1.2 靈敏度與特異性設(shè)計(jì)

農(nóng)獸藥殘留檢測(cè)的關(guān)鍵在于靈敏度和特異性的精準(zhǔn)控制。納米材料的引入為免疫分析方法帶來(lái)了突破，通過(guò)酶促循環(huán)放大機(jī)制，檢測(cè)靈敏度可提升100～1 000倍。其中，量子點(diǎn)標(biāo)記技術(shù)憑借其卓越的光學(xué)性能（量子產(chǎn)率＞80%）和穩(wěn)定性（光漂白時(shí)間＞4 h），在免疫熒光檢測(cè)中表現(xiàn)出色。此外，上轉(zhuǎn)換納米顆粒的近紅外激發(fā)技術(shù)有效避免了背景熒光干擾，檢出限甚至可達(dá)pg·mL-1級(jí)別[2]。

2.1.3 數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量控制是檢測(cè)結(jié)果可靠性的重要保障?；瘜W(xué)計(jì)量學(xué)模型，如偏最小二乘判別分析在光譜數(shù)據(jù)處理中的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率在95%以上?；诰矸e神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)模型可自動(dòng)識(shí)別特征峰，將人為判斷誤差率降低到1%以下。在質(zhì)量控制方面，同位素稀釋內(nèi)標(biāo)法可將基質(zhì)效應(yīng)的影響控制在±10%。

方法學(xué)驗(yàn)證包括線(xiàn)性范圍（通常跨越3～4個(gè)數(shù)量級(jí)）、精密度（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差＜10%）、準(zhǔn)確度（回收率85%～120%）等性能指標(biāo)評(píng)估。在實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)中，要求Z值在±2的合格率在90%以上。智能化檢測(cè)平臺(tái)的建立，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化操作流程和自動(dòng)化數(shù)據(jù)管理，使檢測(cè)結(jié)果的批間差異控制在5%以?xún)?nèi)，為檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和溯源性提供了有力保障。

2.2 農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1 免疫學(xué)方法

免疫學(xué)方法是基于抗原與抗體特異性識(shí)別原理的快速檢測(cè)技術(shù)，主要包括酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）、免疫熒光法和免疫磁性粒子法。

ELISA技術(shù)利用酶標(biāo)記的抗體或抗原與待測(cè)物發(fā)生特異性結(jié)合，通過(guò)酶促反應(yīng)產(chǎn)生的顯色變化來(lái)定性或定量檢測(cè)目標(biāo)物質(zhì)。該方法具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，已成為農(nóng)獸藥殘留檢測(cè)的重要手段之一。免疫熒光法則是利用熒光標(biāo)記的抗體與樣品中的抗原結(jié)合，通過(guò)檢測(cè)熒光信號(hào)來(lái)確定目標(biāo)物含量，具有檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。例如，在某大型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)，為了確保出欄畜禽產(chǎn)品的安全性，引入了基于ELISA的快速檢測(cè)試劑盒，用于檢測(cè)畜禽肉樣中的抗生素和激素殘留。在檢測(cè)過(guò)程中，技術(shù)人員按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作，對(duì)肉樣進(jìn)行前處理后，加入檢測(cè)試劑進(jìn)行反應(yīng)。通過(guò)比色法觀(guān)察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)一批次豬肉樣品中某種抗生素殘留超標(biāo)。隨即，養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)該批次豬肉進(jìn)行了隔離，并追溯了養(yǎng)殖過(guò)程中的用藥記錄，確認(rèn)是由于飼養(yǎng)員誤用了過(guò)期且劑量不準(zhǔn)確的抗生素所致。此案例證明了快速檢測(cè)技術(shù)在畜禽產(chǎn)品農(nóng)獸藥殘留檢測(cè)中的有效性，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，為養(yǎng)殖場(chǎng)提供了有力的質(zhì)量控制手段，保障了消費(fèi)者的食品安全。免疫磁性粒子法將抗體固定在磁性納米顆粒表面，利用磁場(chǎng)可以快速分離和富集目標(biāo)物質(zhì)，顯著提高了檢測(cè)效率和靈敏度。該方法還可以有效去除基質(zhì)干擾，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，免疫學(xué)方法具有顯著優(yōu)勢(shì)，包括檢測(cè)時(shí)間短，從樣品預(yù)處理到結(jié)果獲得通常只需1～2 h；檢測(cè)成本低，不需要昂貴的儀器設(shè)備；操作簡(jiǎn)單，技術(shù)人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可掌握。

2.2.2 色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

色譜與質(zhì)譜技術(shù)的結(jié)合形成了一種高效的農(nóng)獸藥殘留檢測(cè)手段，在此聯(lián)用技術(shù)中，色譜負(fù)責(zé)分離復(fù)雜樣品中的目標(biāo)化合物，質(zhì)譜則精準(zhǔn)鑒定這些化合物的分子結(jié)構(gòu)。目前應(yīng)用最廣泛的是液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）技術(shù)。這兩種技術(shù)能同時(shí)檢測(cè)數(shù)10種甚至上百種農(nóng)獸藥殘留物。色譜分離過(guò)程充分發(fā)揮了不同化合物在流動(dòng)相和固定相之間分配系數(shù)的差異，而質(zhì)譜分析則利用化合物特征碎片離子的質(zhì)荷比進(jìn)行定性和定量分析。近年來(lái)，突破性的技術(shù)進(jìn)展了提升了該領(lǐng)域的檢測(cè)能力，主要體現(xiàn)在超高效液相色譜的應(yīng)用使分離效率提高了數(shù)倍；串聯(lián)質(zhì)譜的引入將檢測(cè)靈敏度提升至ppb甚至ppt級(jí)別；高分辨質(zhì)譜的發(fā)展使得分子結(jié)構(gòu)解析更加準(zhǔn)確可靠；新型離子源的開(kāi)發(fā)，如電噴霧離子源和大氣壓化學(xué)電離源，極大地?cái)U(kuò)展了可檢測(cè)化合物的范圍。值得一提的是，多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式的應(yīng)用，使得在復(fù)雜基質(zhì)中實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的超痕量檢測(cè)成為可能[3]。

2.2.3 光譜分析方法

在農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)領(lǐng)域，光譜分析技術(shù)憑借其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)表征能力展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，其主要包括近紅外光譜、拉曼光譜和熒光光譜技術(shù)。這些技術(shù)基于電磁輻射與物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換和光學(xué)響應(yīng)，通過(guò)分析特征光譜信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的快速檢測(cè)。

近紅外光譜技術(shù)利用波長(zhǎng)在780～2 500 nm的電磁輻射，主要檢測(cè)分子中C-H、N-H、O-H等基團(tuán)的倍頻和合頻振動(dòng)。該技術(shù)最顯著的特點(diǎn)是樣品預(yù)處理簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)。通過(guò)建立化學(xué)計(jì)量學(xué)模型，結(jié)合偏最小二乘法、主成分分析等多變量數(shù)據(jù)分析方法，可以同時(shí)獲得多種農(nóng)獸藥殘留的定性和定量信息。目前，便攜式近紅外光譜儀的開(kāi)發(fā)使現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)成為可能。拉曼光譜技術(shù)基于分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)變化引起的散射光譜，具有“分子指紋”特征。表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)的引入顯著提高了檢測(cè)靈敏度，檢出限可達(dá)10-9級(jí)，特別是納米材料（如金納米粒子、銀納米線(xiàn)）的應(yīng)用進(jìn)一步增強(qiáng)了拉曼信號(hào)，擴(kuò)展了檢測(cè)范圍。該技術(shù)對(duì)水分子干擾不敏感，適用于水溶液體系的檢測(cè)。熒光光譜分析利用分子的熒光發(fā)射特性進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)設(shè)計(jì)特異性熒光探針或標(biāo)記物，可實(shí)現(xiàn)高靈敏度檢測(cè)。量子點(diǎn)、上轉(zhuǎn)換納米材料等新型熒光材料的應(yīng)用，極大地提高了檢測(cè)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理開(kāi)發(fā)的檢測(cè)方法，可有效降低基質(zhì)干擾，提高檢測(cè)特異性。

2.2.4 生物傳感器技術(shù)

生物傳感器技術(shù)是一種將生物識(shí)別元件與物理化學(xué)傳感器相結(jié)合的新型檢測(cè)技術(shù)，在農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)中發(fā)揮著重要作用。其核心組成包括生物敏感元件、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)處理系統(tǒng)3個(gè)部分。生物敏感元件可以是酶、抗體、核酸適配體或細(xì)胞等，它們通過(guò)特異性識(shí)別靶標(biāo)分子，將生物信息轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的物理或化學(xué)信號(hào)。從信號(hào)轉(zhuǎn)換原理來(lái)看，生物傳感器主要分為電化學(xué)型、光學(xué)型和壓電型。

電化學(xué)生物傳感器基于電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流、電位或電導(dǎo)變化進(jìn)行檢測(cè)，具有靈敏度高、響應(yīng)迅速的特點(diǎn)。修飾電極技術(shù)的發(fā)展，如納米材料修飾、分子印跡聚合物修飾等，顯著提升了電極的電子傳遞效率和選擇性。例如，基于石墨烯修飾電極的電化學(xué)傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)磺胺類(lèi)抗生素的超靈敏檢測(cè)，檢出限可達(dá)10-12 mol·L-1。光學(xué)生物傳感器利用生物分子識(shí)別過(guò)程中產(chǎn)生的光學(xué)信號(hào)變化進(jìn)行檢測(cè)，包括表面等離子體共振、光纖傳感和生物發(fā)光等技術(shù)。表面等離子體共振技術(shù)可實(shí)現(xiàn)標(biāo)記游離檢測(cè)，在農(nóng)藥殘留實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中表現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?；诠饫w的生物傳感器則通過(guò)包覆生物敏感材料，利用光波導(dǎo)原理實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測(cè)，特別適合于現(xiàn)場(chǎng)快速篩查。壓電生物傳感器通過(guò)測(cè)量生物分子結(jié)合引起的質(zhì)量變化來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，其中石英晶體微天平和表面聲波傳感器應(yīng)用最為廣泛。這類(lèi)傳感器不僅具有靈敏度高、響應(yīng)快速的特點(diǎn)，還能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)[4-5]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)為保障食品安全提供了有力支撐。未來(lái)應(yīng)著重提高檢測(cè)的靈敏度和特異性，開(kāi)發(fā)多殘留同時(shí)檢測(cè)方法，優(yōu)化樣品前處理技術(shù)，并加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制。同時(shí)，應(yīng)推進(jìn)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，促進(jìn)新技術(shù)在實(shí)際檢測(cè)中的應(yīng)用，為食品安全監(jiān)管提供更加可靠的技術(shù)保障。

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作者簡(jiǎn)介：劉俐（1989—），女，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，碩士，工程師。研究方向：食品檢測(cè)。