植物源酯酶農藥殘留快速檢測試紙的研制與應用進展5400字

1、植物源酯酶農藥殘留快速檢測試紙的研制與應用進展5400字 隨著社會的發(fā)展，溫飽問題逐漸被食品安全和綠色食品所取代，然而，生產者為了提高產量和減少病蟲害危害，化學防治仍然是當前最主要的防治方法，近30a大多數國家農藥施用量增加了35%40%1。過度使用農藥會導致農藥殘留，通過生物鏈最終被人體吸收，這對人體的內分泌和生殖發(fā)育照成慢性毒性2。特別是有機氯農藥，如艾氏劑、雙對氯苯基三氯乙烷（DDT）和六氯環(huán)己烷（HCH），具有較強的持久性、蓄積性、毒性和環(huán)境遷移能力，從而導致了更大的危險系數3。因此，如何快速檢測農藥殘留成為當前重要命題。目前，農藥殘留分析方法主要有：薄層色譜法（TLC）、氣相色譜法（

2、GC）、氣相色譜-質譜法（GC-MS）、液相色譜法（HPLC）、液相色譜-質譜法（LC-MS）、超臨界流體色譜（SFC）、 毛細管電泳（CE）、免疫分析（IA）。但是，上述方法需要實驗專員操作，且費時費力，一般應用于實驗室進行定量分析4；為了滿足現場檢測的需求，農藥殘留快速檢測試紙的研制與開發(fā)得到重視，基于植物酯酶比動物酯酶更便宜和易保存等特點，因此開發(fā)出反應靈敏的植物源酯酶是當前研究熱點。本文綜述植物酯酶酶抑制發(fā)檢測農藥殘留的工作原理、酶源、檢測方法、主要應用領域等，以期進一步認識植物酯酶在農藥快速檢測中的研究現狀。1 植物酯酶檢測農藥殘留的原理植物酯酶抑制法，通過樣品中含有的農藥與酯酶反應

3、后，顯色劑同底物反應的比色原理測定農產品當中的農藥殘留量。具有短測量時間、高靈敏度、結果可靠和檢測體系容易實現等特點?；谄浔壬?，目前的測定方法有靛酚乙酯法和固藍 B鹽法等。1.1 固藍B鹽法檢測植物酯酶的原理當植物酯酶遇到有機磷農藥時，農藥能抑制植物酯酶活性，而活性能用比色來測定，即如果樣品中農藥殘留量很低，植物酯酶活性沒有受到抑制，則反應得到的紫紅色偶氮化合物的則多，顯色明顯；反之，如果農藥殘留量很高，植物酯酶的活性受到抑制，反應得到的紫紅色偶氮化合物的較少，則不能顯色或很少。其中顯色反應方程式如下5：乙酸-α-萘酯+水 萘酚+乙酸固藍B鹽+萘酚 紫紅色偶氮化合物+氯化鋅+

4、鹽酸1.2 2，6-二氯靛酚法檢測植物酯酶的原理當樣品中含有機磷類農藥時，會抑制植物酯酶的活性，底物分解過程變慢或者不分解，溶液不變色或為淺藍色，吸光值則較高；反之，如果農藥殘留量很低，植物酯酶的活性不受其影響，底物分解很快，最終顏色很藍，吸光值則較低。因此吸光與農藥殘留量呈正相關。其中顯色反應方程式如下6：碘化硫代膽堿 硫代膽堿硫代膽堿 +2，6-二氯靛酚 藍色褪卻2 植物源酯酶的篩選目前，植物源酯酶研究發(fā)展迅速，國內外陸續(xù)在不同作物不同部位中提取酯酶，大部分已經進行農藥殘留分析試驗（表1）。以往研究數據表明不同作物的植物酯酶活性和靈敏度不同，且同一種作物但不同部位活性和靈敏度也不相同。且來

5、源不同的植物酯酶對其活性的影響較明顯，如植物酶源的品種、批次都會直接對檢測結果的重現性產生一定影響7。但目前對植物酯酶的特征上和產生這種現象的機制尚不完全清楚8，導致植物酯酶在農藥殘留檢測應用中受到阻礙。因此，研究植物酯酶的特性以及篩選植物源酯酶顯得尤為重要。3 應用條件試紙法（速測卡法）是根據酶抑制法的原理檢測農藥殘留，將浸漬了膽堿酯酶或其它敏感酶類的濾紙片作為檢測酶片，根據試紙的顏色變化來反映酶活性受到農藥抑制的程度。該方法可用肉眼直觀的辨認來判定農藥殘留是否超標。該法操作簡單、使用方便，但靈敏度較低，一般在初步篩查鑒定使用，且由試紙法檢測結果的符合率超過80%17。在使用過程中需要注意幾

6、個問題：速測卡需保存于干燥的地方，冷藏保存1a，開封后7d內使用最佳；速測試紙可以檢測有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留，但是對其它類型的農藥無法檢出；隨機抽取34個樣品，且每個樣品葉片、果實、葉柄和莖也需檢測；制樣時注意更換或洗凈制樣工具，如剪刀、燒杯等，防止樣品間交叉污染；浸樣時間不宜過長或過短，一般510 min，避免假陽性的發(fā)生?？傊?，在檢測過程中需要細致的把握每一個環(huán)節(jié)。4 應用前景植物酯酶的提取工藝是保障酯酶活性和檢測靈敏度的關鍵；同時，純化酯酶可以提高酶的活性；酶的固定化工藝使酶固化，有利于儲存和使用，適合快速分析篩查?，F在，已經有很多研究對植物酯酶的提取條件進行優(yōu)化，劉文君等6通過比

7、較底物優(yōu)越性研究，結果表明2，6-二氯靛酚乙酸酯與植物酯酶反應效果更好。陳士恩等18通過真空冷凍濃縮，羧甲基纖維素層析，及真空冷凍干燥，提取小麥酯酶量達2.3%；吳定等19用70%飽和硫酸銨對小麥酯酶進行純化，酶催化反應溫度在 45、pH4.55.5時酶活性最大。張寧20和黃志勇21通過正交設計優(yōu)化酶抑制法的測定條件，獲得的植物酯酶在pH6.0時最優(yōu)，與動物酯酶測量精確度沒有顯著差異，符合農藥殘留分析要求。侯明迪22使用小麥酯酶測定有機磷農藥DDVP和甲基對硫磷的條件、方法，通過加入活化劑使甲基對硫磷對酶活性的抑制提高了50100倍，建立了甲基對硫磷和DDVP的酯酶抑制方程，方法的最小檢出濃度

8、分別是0.01x10-6mg“kg-1、0.166x10-6 mg“kg-1。由此可見，實際應用中植物酯酶的活性受到許多因素的影響。充分地開展不同因素對酯酶活性的影響對植物酯酶抑制法的實際應用具有很大的指導意義。但是到目前為止真正能投入工業(yè)生產的植物酯酶很少，故還需進一步的研究和發(fā)展。5 問題與展望傳統(tǒng)的農藥殘留檢測方法通常是復雜的，耗時的，破壞性的。快速、無損、實時在線是農殘檢測的發(fā)展方向。且試紙成本需1.01.5元/個樣品23。目前，酶抑制法檢測的農藥種類只有有機磷和氨基甲酸酯類2種，方法精度較低，且檢測限大多高于國際、國內規(guī)定的農藥殘留限量標準。陽性檢測結果還需進一步利用儀器進行定性、定

9、量，因此不能作為法律仲裁依據24。目前，各速測產品生產企業(yè)或通過自主分離、提取和純化，或通過市場直接購買，或直接委托其他企業(yè)或單位幫助生產酶試劑，這些酶因為不同的來源、類別、生產工藝等原因，在活性和穩(wěn)定性等質量上都有較大的差別25，26。綜上所述，農藥殘留快速檢測在得到了快速發(fā)展和應用的同時，還存在著許多未解決的問題。因此，需要建立一套有效的農藥殘留速測產品的認定管理辦法，加強對速測產品的監(jiān)督管理，進而對速測產品的生產和銷售市場進行規(guī)范，從而推進速測方法、產品在農產品生產環(huán)節(jié)中的廣泛使用27；應加大對農殘速測技術的研究，加強科研立項和經費投入，組織研發(fā)、生產、管理、使用等農產品相關機構之間的合

10、力攻關，從而快速解決目前農藥殘留速測方法中存在的農藥檢測范圍小、靈敏度低、準確性差等關鍵技術瓶頸問題，以提升我國農藥殘留的速測技術水平28。參考文獻1 Liu YB， Pan XB， Li JS. A 1961–2010 record of fertilizer use， pesticide application and cereal yields： a review J. Agronomy for Sustainable Development， 2015， 35（1）： 83-93.2 Sugeng AJ， Beamer PI， Lutz EA， et al. Hazard-

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