農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)

農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)新技術(shù)的研究進(jìn)展摘要：農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)方法對(duì)食品安全、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。本文綜述了農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的各種檢測(cè)新技術(shù)，對(duì)近年來(lái)出現(xiàn)的一些新技術(shù)和新動(dòng)態(tài)作了簡(jiǎn)要介紹，總結(jié)了農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：農(nóng)藥殘留;檢測(cè)技術(shù);酶抑制;免疫分析;生物傳感器引言農(nóng)藥在提高農(nóng)作物產(chǎn)量和保證人類(lèi)食物供給方面貢獻(xiàn)巨大，但由于農(nóng)藥的過(guò)量使用和濫用，食品中的農(nóng)藥殘留對(duì)人類(lèi)健康造成的負(fù)面影響越來(lái)越明顯，人類(lèi)食入被農(nóng)藥污染的蔬菜食品后，殘留在其中的農(nóng)藥會(huì)在人體內(nèi)累積或富集，當(dāng)富集到一定濃度時(shí)，將造成人體急性或慢性中毒。因此，發(fā)展快速、可靠、靈敏的食品蔬菜農(nóng)藥殘留分析方法迫在眉睫。農(nóng)藥殘留分析是一項(xiàng)對(duì)復(fù)雜混合物中痕量組分的分析技術(shù)，它要求精細(xì)的微量操作手段，靈敏度高，特異性強(qiáng)。由于各類(lèi)蔬菜食品樣品組成成分復(fù)雜，而且不同農(nóng)藥品種的理化性質(zhì)存在較大差異，因而沒(méi)有一種多組分殘留分析方法能夠覆蓋所有的農(nóng)藥品種。而且農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法大多以?xún)x器分析為主，采用高效液相色譜法、氣相色譜法、薄層色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用、液質(zhì)聯(lián)用等。針對(duì)傳統(tǒng)樣品前處理存在的單個(gè)樣品提取、凈化時(shí)間較長(zhǎng)，有毒溶劑消耗量大等問(wèn)題，美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)中心于2002年首次公開(kāi)發(fā)表一種用于農(nóng)藥多殘留物檢測(cè)的快速(Quick)、簡(jiǎn)便(Easy)、廉價(jià)(Cheap)、高效(Effective)、耐用(Rugged)、安全(Safe)(QuEChERS)法[1]。隨后這種農(nóng)藥多殘留物快速檢測(cè)技術(shù)不斷得到發(fā)展和完善[2-3]，并在蔬菜、水果等食品中農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)得到廣泛應(yīng)用，所用檢測(cè)設(shè)備，除了GC-MS，還包括LC-MS、UPLC-MS/MS等。鑒于常規(guī)檢測(cè)所需儀器設(shè)備昂貴且龐大、笨重，需要熟練專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員操作，只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行抽樣檢測(cè)，難以滿足樣品現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的要求，各國(guó)科技工作者還應(yīng)用新原理、新技術(shù)試圖研究開(kāi)發(fā)出一系列特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、準(zhǔn)確安全、簡(jiǎn)單廉價(jià)的快速檢測(cè)新方法。由于農(nóng)藥品種多、化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)各異、待測(cè)組分復(fù)雜，高效、低毒、低殘留農(nóng)藥品種不斷涌現(xiàn)，在農(nóng)產(chǎn)品中殘留量很低，直接測(cè)定非常困難。為此需對(duì)樣品前處理技術(shù)、分析檢測(cè)技術(shù)、快速檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、開(kāi)發(fā)和研究。農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)近年來(lái)，一大批農(nóng)藥殘留快速分析方法涌現(xiàn)出來(lái)，如酶抑制法、免疫分析法、生物傳感器技術(shù)、生物活體測(cè)定技術(shù)、分子印跡技術(shù)等。2.1酶抑制法酶抑制法是利用有機(jī)磷及氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥可特異性地抑制昆蟲(chóng)中樞和周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)中乙酰膽堿酯酶(AChE)的活性，造成神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)乙酰膽堿的積累，影響正常傳導(dǎo)，使昆蟲(chóng)中毒致死這一毒理學(xué)原理，將AChE與樣品反應(yīng)，如果樣品中沒(méi)有農(nóng)藥殘留或者殘留量極少，AChE的活性就不被抑制，反之，如果農(nóng)藥殘留量比較高，AChE的活性就會(huì)被農(nóng)藥所抑制。在酶反應(yīng)試驗(yàn)中加入底物和顯色劑觀察顏色的變化或測(cè)定某種特定化合物反應(yīng)的物理化學(xué)信號(hào)的變化，可判斷是否存在有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留。目前，依據(jù)酶抑制法原理設(shè)計(jì)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法主要有速測(cè)卡法（紙片法）、比色法（分光光度法）和膽堿酯酶生物傳感器。經(jīng)過(guò)多年的酶抑制法研究開(kāi)發(fā)和實(shí)踐應(yīng)用，中國(guó)先后頒布了2個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和1個(gè)農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中《GB/T5009.199—2003蔬菜中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留量的快速檢測(cè)》[4]提供速測(cè)卡法（紙片法）和比色法（分光光度法）2種快速檢測(cè)方法，《GB/T18630—2002蔬菜中有機(jī)磷及氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留量的簡(jiǎn)易檢驗(yàn)方法--酶抑制法[5]和《NY/T448—2001蔬菜上有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留毒快速檢測(cè)方法》[6]均為比色法（分光光度法）。2.2免疫分析法免疫分析法是利用抗原與抗體特異性結(jié)合反應(yīng)檢測(cè)各種物質(zhì)（藥物、激素、蛋白質(zhì)、微生物等）的分析方法?？乖悄軌蛞鹈庖叻磻?yīng)的分子，它是形成特異性免疫反應(yīng)的必備條件。一個(gè)完整的抗原應(yīng)包括2個(gè)基本性質(zhì)：一是免疫原性；二是反應(yīng)原性（又稱(chēng)抗原性或免疫反應(yīng)性）。具備這2種性質(zhì)為完全抗原，僅具有反應(yīng)原性的物質(zhì)稱(chēng)為半抗原。農(nóng)藥是典型的半抗原，只有反應(yīng)原性而無(wú)免疫原性，不能誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生，只有將它們與大分子蛋白質(zhì)載體結(jié)合，才能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體?？乖涂贵w的制備是免疫分析的關(guān)鍵和基礎(chǔ)的步驟。制備抗原時(shí)，如果農(nóng)藥分子自身帶有供偶聯(lián)的活性官能團(tuán)（如氨基、羧基等），則可將農(nóng)藥分子直接與蛋白質(zhì)載體進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，否則就必須對(duì)農(nóng)藥分子進(jìn)行衍生化，接上供偶聯(lián)反應(yīng)的活性官能團(tuán)以合成人工抗原。有許多因素直接影響到能否制備出高質(zhì)量的人工抗原，如選擇合適的中間體、活性官能團(tuán)引入位點(diǎn)的選擇、半抗原產(chǎn)物的分離、間隔臂的長(zhǎng)短、半抗原與載體分子的偶聯(lián)比等[7]。抗體制備主要有3種途徑：動(dòng)物免疫（多克隆抗體）、雜交瘤（單克隆抗體）技術(shù)和重組抗體技術(shù)。根據(jù)標(biāo)記物的不同，目前用于農(nóng)藥殘留分析的傳統(tǒng)免疫分析法主要有4種：放射免疫分析(RIA)、酶免疫分析/酶聯(lián)免疫吸附分析(EIA/ELISA)、熒光免疫分析(FIA/PFIA)、化學(xué)發(fā)光免疫分析(CLIA)。其中，EIA/ELISA是最為常用的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法。3.展望農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)技術(shù)是防止有毒物質(zhì)污染食品和環(huán)境的重要手段，隨著公眾對(duì)食品安全、生態(tài)環(huán)境的重視，對(duì)農(nóng)藥殘留的檢測(cè)技術(shù)顯得越來(lái)越重要，發(fā)展各種快速、新型的快速檢測(cè)技術(shù)，將會(huì)成為農(nóng)殘檢測(cè)的研發(fā)熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。目前，農(nóng)藥殘留分析總的發(fā)展方向和趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面：(1)應(yīng)用簡(jiǎn)便、快捷的分析方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速初測(cè)，成本低，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，對(duì)呈陽(yáng)性反應(yīng)的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步確證。(2)隨著人類(lèi)對(duì)蔬菜食品質(zhì)量要求的提高，加上檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使農(nóng)藥殘留檢出的靈敏度大大提高。新的蔬菜食品殘留檢測(cè)下限必須低于最大允許殘留量，在定量方面，采用內(nèi)標(biāo)法代替過(guò)去的外標(biāo)法。(3)前處理工作正向著省時(shí)、省力、低廉、減少溶劑、減少對(duì)環(huán)境的污染、系統(tǒng)化、規(guī)范化、微型化和自動(dòng)化方向發(fā)展；各種在線聯(lián)用技術(shù)可避免樣品轉(zhuǎn)移的損失，減少各種人為的偶然誤差，將是農(nóng)藥殘留分析方法研究的重點(diǎn)。(4)生物技術(shù)與現(xiàn)代理化分析手段相結(jié)合不斷開(kāi)發(fā)出新的分析技術(shù)，對(duì)于極性強(qiáng)、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、易分解的農(nóng)藥殘留分析有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展迅速，前景誘人。(5)現(xiàn)在使用和生產(chǎn)的都是化學(xué)農(nóng)藥，其主要成份都是分子量較小的有機(jī)物，今后生物源農(nóng)藥將代替化學(xué)農(nóng)藥，分析重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向與生物組織成份很難區(qū)分的生物大分子農(nóng)藥，因此未來(lái)的分析工作者必須掌握細(xì)胞化學(xué)、發(fā)酵化學(xué)、免疫化學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。ADDINNE.Bib參考文獻(xiàn)[1]LehotaySJ.Quick,Easy,Cheap,Effective,RuggedandSafe(QuEChERS)approachforthedeterminationofpesticideresidues[M].EuropeanPesticideResiduesWorkshop,EPRW,Rome,BookofAbstracts,2002.[2]AnastassiadesM,TasdelenB,ScherbaumE.NewDevelopmentsinQuEChERSmethodology[M].EPRW2006.Korfu,BooksofAbstracts,2006.[3]AnastassiadesM,ScherbaumE,TasdelenB,etal.RecentDevelopmentsinQuEChERSMethodologyforPesticideMultiresidueAnalysisQuEChERSPesticideChemistry[M].CropProtection,PublicHealth,EnvironmentalSafety;editedbyHOhkawa,HMiyagawaandPWLee;WILEY-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA,Weinheim,2007.[4]GB/T5009.199—2003蔬菜中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留量的快速檢測(cè)[S].中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布,2003.[5]GB/T18630—2002蔬菜中有機(jī)磷及氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留量的簡(jiǎn)易檢驗(yàn)方法酶抑制法[S].中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布,2002.[6]NY/T448—2001蔬菜上有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留毒快速檢測(cè)方法[S].中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布,2001.[7]MacromP,GeeS,HammockBD.ImmunochemicaltechniquesforenvironmentalanalysisII.Antibodyproductionandimmunoassaydevelopment[J].TrendsinAnalyticalChemistry,1995,8(14):415-425.[8]徐德武，楊根海，秦鳳琴，等.用放射免疫測(cè)定法分析土壤中莠去津殘留量的研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào).1998(05):54-58.[9]胡秀卿，朱國(guó)念，徐步進(jìn).克百威殘留放射免疫分析方法研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào).2002(05):320-324.[10]HennionMC,BarceloD.Strengthsandlimitationsofimmunoassaysforeffectiveandefficientuseforpesticideanalysisinwatersamples:Areview[J].Anal.Chim.Acta,1998,362(1):3-34.[11]DankwardtA.Immunochemicalassaysinpesticideanalysis[M].In:EncyclopediaofAnalyticalChemistry,Meyers,R.A.(Ed.),1-26,Wiley:Chichester,UK,2001.[12]WatanabeE,BabaK,EunH,etal.Applicationofacommercialimmunoassaytothedirectdeterminationofinsecticideimidaclopridinfruitjuices[J].FoodChem.,2007,102(3):745-750.[13]CoonsAH,CreechHJ,JonesRN.Immunologicalpropertiesofanantibodycontainingafluorescentgroup[J].ProcSocexpBiolMed,1941,47:200-202.[14]RiggsJL,SeiwaldRJ,BurckhalterJH,etal.Isothiocyanatecompoundsasfluorescentlabelingagentsforimmuneserum[J].AmJPathol1958,34:1081-1097.[15]HalmannM,VelanB,SeryT.Rapididentificationandquantitationofsmallnumbersofmicroorganismsbyachemiluminescentimmunoreaction[J].ApplEnvironMicrobiol,1977,34(5):473-477.[16]劉鸝，瞿麗雅.生物電化學(xué)傳感器測(cè)定農(nóng)藥殘留的研究進(jìn)展[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào).2005(05):113-116.[17]趙靜，劉曉宇，江豐.電化學(xué)酶?jìng)鞲衅髟谟袡C(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊).2010(06):60-62.[18]孫霞，王相友，王小瑜.用于農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)的生物傳感器靈敏度篩選試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2009(03):295-297.[19]王春梅，程敬麗，劉毅華，等.擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥酶免疫分析方法研究進(jìn)展[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào).2008(01):15-22.[20]李文明，張微，張慧婷，等.分子印跡技術(shù)在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用[C].中國(guó)北京:2005.[21]許園園，吳雅欣，潘家榮.自組裝膜電化學(xué)免疫傳感器測(cè)定甲基對(duì)硫磷[J].核農(nóng)學(xué)報(bào).2009(03)