W3301 擬除蟲菊酯類農(nóng)藥檢測的特點(diǎn)-4-微教材

1、農(nóng)產(chǎn)品/食品質(zhì)量安全檢測技術(shù)課程-微教材微課編號W3301微課名稱擬除蟲菊酯類農(nóng)藥檢測的特點(diǎn)所屬模塊（章節(jié)）農(nóng)藥殘留檢測子模塊擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留的檢測關(guān)鍵詞擬除蟲菊酯，農(nóng)藥殘留，檢測，特點(diǎn)是否通用通用 農(nóng)產(chǎn)品 食品是否重點(diǎn)建設(shè)是 否微課類型講授型微課形式PPT動畫式教學(xué)設(shè)計(jì)模式講授法任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)目標(biāo)了解擬除蟲菊酯農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)、特性等特點(diǎn)，了解擬除蟲菊酯農(nóng)藥目前的主要檢測技術(shù)，根據(jù)資料，制定蔬菜中擬除蟲菊酯農(nóng)藥殘留的檢測方案。教學(xué)內(nèi)容知識點(diǎn)技能點(diǎn)1、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的特點(diǎn)2、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的的檢測技術(shù)1、制定蔬菜中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留的檢測方案知識講解一、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的特點(diǎn)（一）擬除蟲菊

2、酯類農(nóng)藥簡介擬除蟲菊酯殺蟲劑，就是人類利用化學(xué)手段模擬天然除蟲菊素（最初發(fā)現(xiàn)可以防治蚊蟲）的化學(xué)結(jié)構(gòu)而仿生合成的一類化合物，是20 世紀(jì)70年代研發(fā)成功的一種具有殺蟲譜廣、藥效高、低殘留的殺蟲劑，目前與有機(jī)磷、氨基甲酸酯類農(nóng)藥并稱為使用最廣的3 大農(nóng)藥。隨著甲胺磷等5 種高毒農(nóng)藥在2007 年1 月1 日全面退市，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥以其藥效高、低殘留的特點(diǎn)被更廣泛地應(yīng)用。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局2007 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，每年有近3 000 t 擬除蟲菊酯申請。擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在國際上也被廣泛應(yīng)用。在波蘭每年使用擬除蟲菊酯超過80 t，美國加利福尼亞州每年使用擬除蟲菊酯325 t。其主要特點(diǎn)是：對害蟲有快速擊倒的

3、功能；對哺乳動物低毒；在自然環(huán)境中容易分解；對有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥產(chǎn)生抗性的害蟲有效。（二）擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的一般結(jié)構(gòu)如圖1 所示，通常根據(jù)分子結(jié)構(gòu)分為2 類。I 型是不含有氰基取代基，如氯菊酯（圖2） 、胺菊酯； II 型是含有-氰基，如溴氰菊酯、氯氰菊酯（圖3）、氰戊菊酯、甲氰菊酯。擬除蟲菊酯類農(nóng)藥分子中通常含有2 3 個不對稱碳原子（手性中心），因此會有2 4 個非對映異構(gòu)體。I型擬除蟲菊酯類不包含氰基，只有其環(huán)丙基環(huán)上有2個手性中心，所以I 型擬除蟲菊酯類通常只有2 個非對映異構(gòu)體；II 型擬除蟲菊酯類除了環(huán)丙基環(huán)上的2個手性中心外，還有連接氰基的-碳原子，因

4、此有4個非對映異構(gòu)體。但是高氰戊菊酯不具備環(huán)丙基環(huán)，只有2 個非對映異構(gòu)體。這2 種類型擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在光照或加熱的情況下都會引起順式-反式異構(gòu)化，而II 型擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在極性溶劑中因 -質(zhì)子易發(fā)生交換導(dǎo)致異構(gòu)化，如溴氰菊酯在乙腈溶液中有30%轉(zhuǎn)化成它的異構(gòu)體，但是在酸性溶液中是穩(wěn)定的。（三）擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的理化特性菊酯農(nóng)藥除少數(shù)是粘稠液體外，大部分原藥（有很多是低熔點(diǎn)的）是固體；而且它們在水中溶解度極低，幾乎都不溶于水?？墒?，在芳香族溶劑中卻有較大的溶解度，因此它們更適合加工成乳油。菊酯農(nóng)藥首先加工的是乳油，當(dāng)然在其他適合的條件下，還可以加工成可濕粉劑、水乳劑、微乳劑、懸浮劑、顆粒劑

5、和微膠囊劑等劑型。（四）擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的毒性從菊酯農(nóng)藥的LD50數(shù)據(jù)可知其毒性屬于低毒或中毒，但其殺蟲效率卻很高。由于菊酯農(nóng)藥對水生動物有較高毒性，因而一直無法在水田中使用。對同一個菊酯農(nóng)藥加工成不同劑型產(chǎn)品，其表現(xiàn)出的毒性和刺激性也是有差別的，有的還很大。例如對溴氰菊酯加工成不同的劑型產(chǎn)品的毒性和刺激性測定，乳油比濕粉劑和微乳劑有更高的毒性和刺激性，這種差別可能主要來源于有機(jī)溶劑作用或有機(jī)溶劑與溴氰菊酯的協(xié)同作用。研究表明擬除蟲菊酯經(jīng)食物鏈的富集進(jìn)入人體內(nèi)可引起頭痛、頭暈、惡心和皮膚的有刺激性不良反應(yīng)。同時，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對機(jī)體的免疫力和心血管有明顯的毒害作用。近年來，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在

6、農(nóng)產(chǎn)品中的殘留問題也逐漸引起人們的重視，因此研究擬除蟲菊酯農(nóng)藥殘留技術(shù)具有重要意義。（五）擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的限量標(biāo)準(zhǔn)為保護(hù)消費(fèi)者的健康安全以及進(jìn)出口貿(mào)易的發(fā)展，一些組織制定了有關(guān)擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留在各食品中的最大殘留限量( MRLs ) 標(biāo)準(zhǔn)。如食品法典委員會和歐洲聯(lián)盟 ( 歐盟農(nóng)藥最大殘留限量法規(guī)( EC) 第839 /2008 ) 規(guī)定甲氰菊酯在蘋果、葡萄、獼猴桃、百香果、石榴、番石榴中殘留限量不得超過0. 01mg /kg。西班牙農(nóng)業(yè)部建立了擬除蟲菊酯農(nóng)藥的最大殘留限量規(guī)定，如番茄中氯氟氰菊酯和氯菊酯的最大殘留限量為0. 5mg /kg、聯(lián)苯菊酯0. 2 mg /kg。我國的食品安全國

7、家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量（GB 27632014） 對擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的最大殘留限量做出新的規(guī)定，如氯氟氰菊酯在番茄、茄子及辣椒中的最大殘留限量為0. 2 mg /kg。隨著人們對健康和食品安全的重視，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在食品中最大殘留限量越來越低，這給擬除蟲菊酯類農(nóng)藥檢測技術(shù)提出更高的要求。二、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的檢測技術(shù)（一）氣相色譜法GC 是一種經(jīng)典的農(nóng)藥殘留分析方法，具有操作簡單、分析速度快、靈敏度高、可進(jìn)行多殘留組分分析等優(yōu)點(diǎn)。凡是沸點(diǎn)大約在500 ，分子質(zhì)量在400 以下的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，原則上都可以用GC 法。但是由于GC 分析對象是氣體，所以對于沸點(diǎn)高、揮發(fā)性差、穩(wěn)定性差的農(nóng)

8、藥，需要將農(nóng)藥進(jìn)行衍生處理后，再用GC 法進(jìn)行分離檢測。這就增加了樣品前處理的難度，從而限制了GC 的使用范圍。用于檢測擬除蟲菊酯的氣相色譜法一般采用電子捕獲器( ECD) 、氮磷檢測器( NPD) 、火焰離子檢測器( FID) 。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是檢測靈敏度高，但由于有些檢測器為選擇性檢測器，如ECD，只對電負(fù)性的物質(zhì)有響應(yīng)，因此對被測樣品的凈化要求較嚴(yán)格，樣品前處理較為復(fù)雜，而且對儀器設(shè)備和操作人員的要求都較高，不適用于現(xiàn)場的快速檢測。（二）高效液相色譜法HPLC 要求樣品必須制成溶液，無需氣化，故不受試樣揮發(fā)性的限制，彌補(bǔ)了GC 的不足。由于流動相可選擇的范圍寬，固定相種類多，因此高效液

9、相色譜方法適合對沸點(diǎn)高、分子質(zhì)量大和熱穩(wěn)定性差的化合物進(jìn)行分析檢測。在擬除蟲菊酯類農(nóng)藥分析過程中，HPLC 解決了那些熱穩(wěn)定性差，難于氣化，極性強(qiáng)的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留分析問題。但是食品農(nóng)藥殘留量一般在10 -6 10 -9甚至更低水平，所以單單使用HPLC 來進(jìn)行檢測有時是無法滿足檢測要求的，還需與其他技術(shù)聯(lián)用達(dá)到期望的結(jié)果。同時，HPLC 也存在有機(jī)溶劑消耗量大( 與GC 相比) ，設(shè)備昂貴，檢測器種類少，特別是缺少通用性檢測器等缺點(diǎn)，這也是今后關(guān)于HPLC 研究方向之一。（三）色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)多種分析技術(shù)聯(lián)用是現(xiàn)代農(nóng)藥殘留分析的發(fā)展方向。聯(lián)用技術(shù)可揚(yáng)長避短，一般兼分離、定量和定性于一體，

10、特別適用于確證性分析。常用聯(lián)用技術(shù)有氣/ 質(zhì)聯(lián)用分析法（GC-MS）、液/ 質(zhì)聯(lián)用分析法（LC-MS）等，其中又以GC-MS 較為成熟，應(yīng)用相對較多。Rosa 等建立了一種可同時測定了葉類蔬菜中氟丙菊酯、聯(lián)苯菊酯、氯氰菊酯等12 種農(nóng)藥殘留的GC-MS 法，該法的檢出限比歐洲規(guī)定的最大允許殘留量還低1020 倍。GC-MS 和LC-MS 除具有GC 和HPLC 的特性外，還能進(jìn)行未知物檢測，特別適宜對農(nóng)藥代謝物、降解物和盲樣中農(nóng)藥殘留檢測。隨著檢測技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)而出現(xiàn)了氣相色譜- 質(zhì)譜- 選擇離子檢測法（GC-MS-SIM）、氣相色譜- 串聯(lián)質(zhì)譜法( GC-MS-MS )等。GC-MS-SIM

11、法既能準(zhǔn)確定量，又能通過保留時間和特征離子碎片及其豐度比采可靠定性。與GC-MS 聯(lián)用技術(shù)相比，LC-MS 聯(lián)用技術(shù)經(jīng)歷了更長的研究過程，直到20 世紀(jì)90 年代才被廣泛應(yīng)用。LC-MS 聯(lián)用為農(nóng)藥殘留檢測提供了強(qiáng)有力的分析手段，可以對極性農(nóng)藥進(jìn)行有效分離、定性和定量分析，無需衍生化，因此是農(nóng)藥分析中非常有吸引力的分析手段。近年來隨著HPLC-MS /MS 的逐漸盛行，LC-MS 由于其檢測靈敏度的限制已逐漸被HPLC-MS /MS 代替。色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)雖然具有效率高、準(zhǔn)確性強(qiáng)，但聯(lián)用儀器價格昂貴，遠(yuǎn)不如GC、HPLC 那樣普及。此缺點(diǎn)也加速了人們對其他殘留分析方法的研究與開發(fā)。（四）分光

12、光度法分光光度法的主要優(yōu)點(diǎn)是簡便快捷，成本低廉，不需要高端設(shè)備，一次可以做幾個平行，從而實(shí)現(xiàn)基層實(shí)驗(yàn)室和產(chǎn)地現(xiàn)場快速篩查。但是分光光度法干擾多，靈敏度和精確度都較低，一次只能測定單一成分的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留，難以滿足當(dāng)前多種痕量的農(nóng)藥殘留檢測要求。若是將分光光度法與其他方法相結(jié)合會大大提高其靈敏度與準(zhǔn)確性，如酶抑制法結(jié)合分光光度法檢測有機(jī)磷、氨基甲酸酯類農(nóng)藥技術(shù)已趨成熟，但是酶法結(jié)合分光光度法擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的報(bào)道相對較少。很多學(xué)者利用擬除蟲菊酯類農(nóng)藥含有酯鍵的共同特征，采用酯酶水解擬除蟲菊酯類農(nóng)藥之后，檢測其水解產(chǎn)物。若將酶解法與分光光度法相結(jié)合應(yīng)用于擬除蟲菊酯類農(nóng)藥檢測，將是擬除蟲菊酯類

13、農(nóng)藥檢測技術(shù)的新突破。（五）生物傳感器技術(shù)生物傳感器是由一種生物敏感部件與轉(zhuǎn)換器結(jié)合，對特定種類化學(xué)物質(zhì)或生物活性物質(zhì)進(jìn)行選擇和可逆響應(yīng)的分析裝置。根據(jù)反應(yīng)原理的不同主要分為不同類型傳感器，如利用農(nóng)藥對靶酶的作用研制酶生物傳感器; 利用農(nóng)藥與特異性抗體結(jié)合研制免疫生物傳感器。生物傳感器作為新型的檢測分析裝置，以其自動化程度高、儀器設(shè)備操作簡單、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在農(nóng)藥殘留檢測中發(fā)揮著越來越重要的作用。Ferentinos等用細(xì)胞傳感器的方法檢測食品中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，其原理是把擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對神經(jīng)瘤細(xì)胞的作用轉(zhuǎn)化成電信號，通過測量電位確定農(nóng)藥的濃度。研究表明，此方法采用高通量篩選技術(shù)，易實(shí)現(xiàn)

14、自動化，能快速高效地完成擬除蟲菊酯類農(nóng)藥檢測。但是，由于此技術(shù)的穩(wěn)定性很大程度上取決于神經(jīng)瘤細(xì)胞，因此神經(jīng)瘤細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù)專業(yè)性要求很強(qiáng)，這將限制傳感器的推廣使用。生物傳感器技術(shù)在美國已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥殘留檢測方面，但是在我國由于生物傳感器起步較晚，現(xiàn)階段還存有效使用時間短、靈敏度不容易把握等問題。盡管國內(nèi)很多學(xué)者看到了農(nóng)藥殘留檢測中酶生物傳感器的應(yīng)用前景，目前還主要集中在對有機(jī)磷、氨基甲酸酯類生物傳感器的研究，對擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的檢測研究相對較少。可以預(yù)見，在不久的將來會有科學(xué)實(shí)用的生物傳感器應(yīng)用于擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留分析中。邊學(xué)邊練任務(wù)：制定蔬菜中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥檢測方案樣品：小青菜可用設(shè)

15、備：GC、HPLC等操作要點(diǎn)：一、查找標(biāo)準(zhǔn) 在食品伙伴網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)頁（圖1 標(biāo)準(zhǔn)搜索頁面二、選定標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)檢測任務(wù)，小青菜為蔬菜，因此選定DB22/T 2003-2014 水果、蔬菜和茶葉中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留量 快速檢測方法 薄層色譜法、NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定、GB/T 5009.146-2008 植物性食品中有機(jī)氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥多種殘留量的測定三個標(biāo)準(zhǔn)。并對這三個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行下載，注意，一定要下載現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)（圖2）。圖2 標(biāo)準(zhǔn)下載頁面DB22/T 2003-2014 水果、蔬菜和茶葉中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留量 快速檢測方法 薄層色譜法使用的是薄層層析法，是一種快速檢測方法，準(zhǔn)確度不夠高，不符合本任務(wù)精確定量的目的。而NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定、GB/T 5009.146-2008 植物性食品中有機(jī)氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥多種殘留量的測定是用GC作為檢測設(shè)備，7