農藥殘留快速檢測技術

常規的農藥殘留分析方法為儀器分析法，即利用色譜、色譜－質譜聯用、超臨界流體等技術對農藥含量進行快速準確的分析，但這些方法均不能滿足樣品現場快速檢測的要求，這就迫使人們開發出一些操作方便快捷、結果準確的農藥殘留快速檢測技術，包括酶抑制法、免疫分析法、活體生物測定法和生物感測器法等。

基本介紹

• 中文名：農藥殘留快速檢測技術
• 外文名：Rapid detection of pesticide residues

概述

常規的農藥殘留分析方法為儀器分析法，即利用色譜、色譜－質譜聯用、超臨界流體等技術對農藥含量進行快速準確的分析，但這些方法均不能滿足樣品現場快速檢測的要求，這就迫使人們開發出一些操作方便快捷、結果準確的快速檢測新技術，目前，得到廣泛套用的有酶抑制法、免疫分析法、活體生物測定法和生物感測器法等。

許多國家規定了食物中各種農藥殘留的限定量(MRL)，農藥殘留分析已成為世界各國農藥管理中的必要環節。由於氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、氣相色譜-串聯質譜法(GC-MS)和液相色譜-串聯質譜法(LC-MS)具有適用範圍廣、分離效能高、靈敏度高、重複性好、選擇性強、可同時進行多殘留分析且定性定量準確等優點，已成為農藥殘留檢測不可或缺的常規手段。

目前，農藥殘留快速檢測技術已經在泰國、越南、韓國等國家廣泛使用。我國的一些地區，例如北京、上海、廈門、溫州等市的水果蔬菜批發市場先後建立快速檢測實驗室，定期對進入批發市場的蔬菜水果進行抽樣檢測。我國快速檢測技術起步時間相對滯後，國外於 20 世紀70 年代已建立酶免疫測定方法，而我國直到 20 世紀 90年代才開始進行相關的研究，技術相對落後，需要不斷的提高快速檢測技術。

檢測技術

酶抑制法

酶抑制法是利用有機磷及氨基甲酸酯類農藥可特異性地抑制昆蟲中樞和周圍神經系統中乙醯膽鹼酯酶(AChE)的活性，造成神經傳導介質乙醯膽鹼的積累，影響正常傳導，使昆蟲中毒致死這一毒理學原理，將AChE 與樣品反應，如果樣品中沒有農藥殘留或者殘留量極少，AChE的活性就不被抑制，反之，如果農藥殘留量比較高，AChE的活性就會被農藥所抑制。在酶反應試驗中加入底物和顯色劑觀察顏色的變化或測定某種特定化合物反應的物理化學信號的變化，可判斷是否存在有機磷或氨基甲酸酯類農藥殘留。目前，依據酶抑制法原理設計的農藥殘留檢測方法主要有速測卡法（紙片法）、比色法（分光光度法）和膽鹼酯酶生物感測器。

免疫分析法

免疫分析法是利用抗原與抗體特異性結合反應檢測各種物質（藥物、激素、蛋白質、微生物等）的分析方法。抗原是能夠引起免疫反應的分子，它是形成特異性免疫反應的必備條件。一個完整的抗原應包括2個基本性質：一是免疫原性；二是反應原性（又稱抗原性或免疫反應性）。具備這2種性質為完全抗原，僅具有反應原性的物質稱為半抗原。農藥是典型的半抗原，只有反應原性而無免疫原性，不能誘導抗體產生，只有將它們與大分子蛋白質載體結合，才能刺激機體免疫系統產生抗體。抗原和抗體的製備是免疫分析的關鍵和基礎的步驟。製備抗原時，如果農藥分子自身帶有供偶聯的活性官能團（如氨基、羧基等），則可將農藥分子直接與蛋白質載體進行偶聯反應，否則就必須對農藥分子進行衍生化，接上供偶聯反應的活性官能團以合成人工抗原。有許多因素直接影響到能否製備出高質量的人工抗原，如選擇合適的中間體、活性官能團引入位點的選擇、半抗原產物的分離、間隔臂的長短、半抗原與載體分子的偶聯比等。根據標記物的不同，目前用於農藥殘留分析的傳統免疫分析法主要有4種：放射免疫分析(RIA)、酶免疫分析/酶聯免疫吸附分析(EIA/ELISA)、螢光免疫分析(FIA/PFIA)、化學發光免疫分析(CLIA)。其中，EIA/ELISA 是最為常用的農藥殘留檢測方法。

生物感測器

生物感測器是將生物分子識別元件（敏感元件）和信號轉換元件（換能器）緊密結合，從而檢測目標化合物的分析裝置。其基本原理為：待測物質和分子識別元件特異性結合，發生生物化學反應，產生的生物學信息通過信號轉換器轉化為可以定量處理的電、光等信號，再經儀表放大和輸出，從而達到分析檢測的目的。酶、抗體（抗原）、全細胞（包括微生物、動植物組織）、基因等生物活性物質均可用於生物分子識別元件製作，生物活性材料的固定化技術是製作生物感測器的核心技術，主要方法有包埋法、吸附法、共價鍵合法、交聯法、親和法等。信號轉換元件則包括電化學電極和離子選擇性場效應管(ISFET)半導體、光學元件（如光纖、表面等離子共振）、熱學熱敏元件、聲學壓電晶體（如石英晶體微天平、表面聲波）、微機械懸臂樑等。從生物感測器中生物分子識別元件上的敏感材料角度，可將生物感測器分類為酶生物感測器、免疫生物感測器、全細胞（微生物/組織）生物感測器、基因生物感測器。其中，農藥殘留快速檢測用途的生物感測器研究和開發主要集中在酶生物感測器和免疫生物感測器上。

活體生物測定法

活體生物測定法是利用活體生物對待測樣品進行農藥殘留測定，如使用發光細菌或者昆蟲。

化學速測法

農藥殘留的化學速測法主要是根據有機磷農藥的氧化還原特性。有機磷農藥在金屬離子的催化作用下可水解為醇與磷酸，該水解產物與檢測液（含有顯色劑—紫紅色）反應後，使檢測液褪色變成無色。此方法的優點在於它是化學反應，相對生化反應方法較穩定，同時避免了使用酶的不穩定、不易保存。用化學方法進行檢測所需反應時間只需10 min（不含前處理時間）。但該方法有時顏色變化不明顯，不利於判斷，同時在使用過程中易受到植物組織和葉綠體的干擾，故只能檢測葉片和果品表面的農藥殘留。

套用前景

大量農藥的違規使用已經對環境造成了嚴重的污染，也正在危及人類的健康，開發農藥殘留快速檢測方法日益受到社會各界的重視。隨著人們對環境保護問題關注的不斷提高，對食品安全的關注也在逐步提高。新品種的農藥不斷湧入市場，要求對農藥的檢測低限越來越低，因此需要更為靈敏、準確、高效的檢測技術，來實現提高檢測靈敏度、多樣化檢測方法、縮短回響時間、提高儀器自動化程度、提高現場檢測能力。長遠看來，自動化液體工作站與農藥殘留快速檢測方法聯用，將會成為農藥殘留快速檢測分析的新方向。