食品农药残留快速检测技术研究进展

食品农药残留快速检测技术研究进展

作者：王敏超 马艳

来源：《城市建设理论研究》2013年第24期

摘要：人们生活水平的提高使得人们开始将视线转移到因农药残留引发的食品安全问题上来，这对农药残留的监测手段和检测水平提出了更高的要求，一方面促进了农药残留快速检测方法的研究，使农药残留检测技术朝着更加快速、方便的方向发展;另一方面推动仪器检测技术的发展，使检测结果更加准确、灵敏。农药残留快速检测和仪器检测技术都得到快速的发展。

关键词：食品农药、农药残留、快速检测 中图分类号：F767文献标识码： A 文章编号： 一、前言

食品农药残留问题是影响我国食品质量与安全的重点问题之一。近年来，随着农产品贸易的快速发展，国内外消费者对农残问题的日益关注，农产品质量安全问题更加突出，已成为农业发展新阶段急待解决的主要矛盾之一。因此，对食品农药残留快速检测技术的研究是非常必要的。

二、农药残留快速检测技术的研究概况

目前农药残留快速检测技术主要有酶抑制法、免疫分析法、生物传感器法、活体检测法等。

1、酶抑制法

主要用于测定有机磷与氨基甲酸酯农药残留，依据的原理主要是有机磷与氨基甲酸酯农药的杀虫机理，这两类农药均属乙酰胆碱脂酶抑制物，能够抑制动物神经系统胆碱酯酶活性，造成神经传导介质乙酰胆碱积累，影响神经正常传导造成昆虫死亡。利用碘化硫代乙酰胆碱在pH7～8的溶液中被胆碱酯酶水解，生成硫代胆碱，硫代胆碱使蓝色的2，6-二氯靛酚褪色，褪色的程度与胆碱酯酶的活性成正相关，可在600nm比色测定，酶活性越高，吸光值越低。当样品提取液中有一定量的有机磷类农药或氨基甲酸酯类农药存在时，酶活性受到抑制，吸光值较高，据此，可判断样品中有机磷类农药或氨基甲酸酯类农药的残留情况。近年来不少地方推出残留农药测定仪，应用分光光度计的基本原理，辨析酶反应过程中显色深浅转换成相应的抑制率，在仪器上以读数形式表达。该方法检测时，蔬菜中的水份、碳水化合物、蛋白质、脂等物质不会对农药残留物的检测造成干扰，不必进行分离去杂，节省了大量预处理时间，该方法对常见农药的检出限为0.3 mg/kg～3.5 mg/kg，大都高于相应农药的最大残留限量，因此只能作为定性的快速初筛检测法。

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2、免疫分析法

主要有放射性免疫分析、酶免疫分析、多组份分析物免疫分析、免疫传感器分析等。最为常用的是酶联免疫吸附分析法，酶联免疫吸附分析(Enzyme-linked Immunoadsor-bentAssay，简称ELISA)是应用免疫细胞化学中抗原与抗体之间高度特异性的配合反应，使不同的农产品有毒物质残留物及其代谢产物(抗原)与不同的添加酶(抗体)进行特异反应，而且反应的结果可以通过显色直接反映出来。由于每种添加酶抗体皆高度专一和敏感于特定的农产品有毒物质残留物，因此这种反应具有很高的特异性，敏感性与准确性。这种方法一般可检测ng/mL的浓度，样品准备量很少，检测时间也短，与常规气相/液相色谱法测定结果有着显著的相关性，而且大大缩短了检测时间，提高了检测结果的时效性，试剂盒可广泛用于现场样品和大量样品的快速检测，可准确定性、定量。但由于受到农药种类多，抗体制备难度大、在不能肯定样本中的农药残留种类时检测有一定的盲目性以及抗体依赖国外进口等影响，酶联免疫法的应用范围受到较大的限制。 3、生物传感器法

生物传感器法是目前农药残留速测技术中的研究热点，是由一种生物敏感部件与转换器紧密配合的分析装置，这种生物敏感部件对特定化学物质或生物活性物质具有选择性和可逆响应，通过测定pH、电导等物理化学信号的变化，即可测得农药残留量。利用农药对靶标酶(如乙酰胆碱酯酶)活性的抑制作用，利用复合纳米颗粒及纳米结构增强酶电极的性能并以生物活性单元(如:酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)作为敏感基元，对被分析物具有高度选择性的现代化分析仪器。纳米生物传感器技术是目前新兴的、在综合生物工程学、微电子学、材料科学、分析化学等多门学科地基础上发展起来的一项生物新技术，它把纳米材料和生物活性物质巧妙地与传感器技术、计算机技术结合，是传统的烦琐的化学分析方法的一场革命。纳米农药残留量传感器在农药残留的检测中，除了具有上述灵敏度高，可接近常规仪器检测标准的优点外，还具有结构紧凑、操作简便、检测迅速、选择性好等许多其它方法不可比拟的优势。目前国际上已有Ngeh Ngwainbi等研制成功了农药对硫磷的生物传感器。国内未见将纳米传感器技术与农药残留量检测相结合的农药传感器研制成功的报道。 4、活体检测法

活体检测法是使用活的生物直接测定。如农药与细菌作用后可影响细菌的发光程度，通过测定细菌发光情况，则可测出农药残留量。又如农药残留会导致家蝇中毒，使用敏感品系的家蝇为材料，用样本喂食敏感家蝇后，根据家蝇死亡率便可测出农药残留量，一般在4h～6 h内可测出蔬菜是否含超量农药。但该法只对少数药剂有反应，无法分辨残留农药的种类，准确性较低。使用家蝇检测蔬菜中的农药残留，过程简单、无须复杂仪器，农户便可自行检测，缺点是检测时间较长，仅适于田间未采收的蔬菜。 三、农药残留检测发展趋势和要求

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随着人们对食品中的农药残留问题越来越关注，近年来，农药残留检测有如下发展趋势： 1、一些先进的分析技术和前处理方法将得到广泛应用，农药残留分析是分析化学中最复杂的领域，需分离和测定的残留农药量往往是在ng(10-9g)、pg(10-12g)甚至在fg(10-15g)级，而且由于分析样品用药历史的未知和样品种类的多样性，使得农药残留检测的净化技术变的尤为重要，既要去除干扰物，又不得造成分析物的损失，近年来随着固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、超临界流体萃取(SFE)、凝胶色谱(GPC)、吸附柱色谱、在线HPLC萃取等样本预处理技术的应用，使得农药多残留检测技术得到快速的发展，现在研究较多的超临界流体色谱(SFC)、毛细管电泳(CE)、直接光谱分析技术等也将应用于农药残留检测中。

2、现在生产和使用的农药绝大多数为化学农药，其分子量一般在500以下，而未来的15～20年，有可能发生由化学品向生物工程生产出来的生物制品的转化，那时，分析对象的分子量将会大得多，要将分析对象与原动植物组织中的蛋白质、多肽、核酸、细菌或病毒等分离将会更加困难，新的分析技术将要求有细胞化学、发酵化学、免疫化学和多肽排列结构等多方面学科知识的支持，这将会是农药残留工作者面临的新课题。

（1）前处理工作正朝省时、省力、低成本、减少溶剂消耗、降低环境污染、系统化、规范化、微型化和自动化方向发展；各种在线联用技术可避免样品转移损失，减少各种人为偶然误差。

（2）生物技术与现代理化分析手段相结合，不断开发新分析技术，对于极性强、难挥发、热不稳定、易分解的农药残留分析发展迅速。 四、结语

综上所述，农药残留检测涉及到农产品种植、生产、加工、流通等各个环节，不同的用户都有进行农药残留检测的需求，因此进行农药残留检测方法的研究、检测设备的开发，难以同时满足所有用户的需求。可先采用快速方法和设备进行初筛，再采用经典方法进行确认。随着科学技术的不断进步以及各学科的融合，农药残留快速分析技术将更加成熟，成为色谱分析方法的重要补充。 参考文献：

[1] 杨慧 王富华：《我国蔬菜农药残留速测技术的应用与发展》，《农业环境与发展》，2008年05期

[2] 秦胜利 于建生：《农药残留检测技术研究进展》，《河南化工》，2011年02期 [3] 邱建伟 徐德昌：《农药残留检测技术的研究进展》，《中国甜菜糖业》，2007年03期

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[4] 褚洪蕊 唐景春：《农产品中农兽药残留检测技术与应用研究》，《农业环境科学学报》，2007年02期