果蔬中氨基甲酸酯類農藥殘留檢測的研究進展

趙 鑫，付大友，李艷清

（四川理工學院 材料與化學工程學院， 四川 自貢 643000）

近年來，因果蔬中農藥的不合理使用和過度使用，蔬菜、水果等農產品中的農藥殘留問題已成為我國社會高度關注的熱點問題[1,2]。其中有機磷和氨基甲酸酯類農藥在我國應用最為廣泛，本文重點分析了目前應用于蔬菜水果中氨基甲酸酯類農藥的各種前處理技術及檢測技術的優缺點[3-6]，并對未來我國農藥殘留檢測技術的發展進行了展望。

1 樣品前處理技術

1.1 固相萃取技術(SPE)

固相萃取技術(SPE)[7-10]是一個包括液相和固相的物理萃取過程，利用吸附劑吸附液體樣品中的目標化合物，再經過洗脫，從而達到分離或富集目標化合物的目的。SPE具有操作快速簡便、環境污染小等優點，現已在農藥殘留檢測工作中廣泛應用。但需使用大量價格高并對身體有害的有機溶劑，操作繁瑣、費時，同時容易造成分析物流失,重現性較差。姜俊等[11]采用乙腈提取樣品，NH2-SPE固相萃取柱凈化，甲醇-二氯甲烷溶液(5∶95，V/V)洗脫，氮氣吹掃濃縮，丙酮定容，全二維氣相色譜-飛行時間質譜檢測，基質曲線外標法定量，測定蔬菜中64種農藥殘留量，其檢出限(S/N=3)和定量限(S/N=1 0)范圍分別為0.010~6.032 μg/kg和0.035~20.107 μg/kg，在一些蔬菜中的回收率范圍為68.3%~117.8%，相對標準偏差為0.6%~9.1%。

1.2 超臨界流體萃取技術(SFE)

超臨界流體萃取技術(SFE)[12]是利用超臨界流體對有效物質的溶解作用，從而利用壓力和溫度影響超臨界流體的溶解能力，按沸點高低和極性大小，選擇性地將各種組分依次提取分離。常用的超臨界流體萃取劑有二氧化碳(CO2)、乙烯、甲醇、乙烷、苯、丙烷等，其中CO2是使用最廣泛的萃取劑：無毒、惰性、不可燃、廉價、易獲得高純度，且表面張力低、黏度低、擴散性高。如今，在食品、醫藥、化工和材料等領域 SFE技術已經得到廣泛應用。

SFE萃取時間短、提取效率高、提取結果準確度高、有機溶劑殘留少對環境污染小，且萃取溫度低，大大提高了分析方法的可靠性。但是需用大量高純CO2，測定方法的重現性較差。

1.3 加速溶劑萃取技術（ASE）

加速溶劑萃取（ASE）[13]是采用常規溶劑，在較高的溫度（50~200 ℃）和壓力（10.3~20.6 MPa）下對固體或半固體樣品進行萃取的新穎的樣品前處理技術，具有操作簡便、省時省溶劑、減少有機溶劑對環境的污染、萃取操作自動化的特點。與索氏萃取和微波萃取相比，ASE萃取效率高，選擇性好。王昭妮等[14]使用ASE溶劑萃取儀，對小麥粉中農藥進行檢測。其樣品加標平均回收率為 74.3%~121.7%，相對標準偏差(RSD)為2.1%~6.6%，檢出限(LOD)為0.01~0.05 mg/kg。該法簡便、快速、靈敏，準確，適合農藥殘留的日常檢驗。

1.4 固相微萃取技術(SPME)

固相微萃取技術(SPME)[15,16]是在固相萃取的基礎上發展起來的一種新型萃取技術，利用固體吸附劑吸附液體樣品中的目標化合物，使之與基質和干擾化合物分離，再用洗脫液洗脫或加熱解吸附，達到分離、富集目標化合物的目的。該方法可重復多次使用，集提取、濃縮、進樣為一體，全過程不需溶劑。具有操作簡單、成本低、回收率高以及避免使用有機溶劑等優點。但由于商用探頭的種類有限,并且在不同程度上都存在熱穩定性差、抗溶劑沖洗能力弱和使用壽命短等缺陷，常與溶膠-凝膠技術結合使用。胡彥學等[17]采用固相微萃取-高效液相色譜法的分析方法檢測番茄中氨基甲酸酯類農藥殘留，檢出限為0.011~0.023 mg/kg。

1.5 濁點萃取技術(CPE)

濁點萃取法(CPE)[18]是基于表面活性劑溶液相分離現象的一種新興的液-液萃取技術，是利用表面活性劑富集相對樣品中的農藥進行提取與富集的方法。濁點萃取法具有安全低毒，萃取效率高，萃取速度快，萃取成本低等優點，與傳統的液液萃取相比，此方法簡便、靈敏度高、消耗溶劑很少，已經成功的與多種分析儀器聯用，用于農藥殘留樣品的前處理中。Apichai等[19]利用1.5% Triton X-114提取并用高效液液相色譜紫外檢測器在 270 nm下檢測了水果中的 6種農藥，方法的檢測限為 0.1~1.0 mg/kg，回收率為80.0%~107%。

2 檢測技術

2.1 色譜法

色譜法是根據待測物質在固定相和流動相之間分配系數不同，而達到將不同組分進行分離的目的，將待測物質的濃度轉換成電信號，并用計算機記錄。目前應用于果蔬中氨基甲酸酯類農藥檢測的色譜法主要有氣相色譜法(GC)、氣質聯用技術（GC/MS）、高效液相色譜法(HPLC)、液質聯用聯用技術（HPLC/MS）。

2.1.1 氣相色譜法（GC）

氣相色譜法(Gas chromatography)[20,21]是根據分析物質在固定相和流動相之間的分配系數不同而達到分離目的的一種分離分析方法。分離效能高、分析速度快、靈敏度高、選擇性高好，是國家測定農藥的標準方法，現已成為應用最廣的氨基甲酸酯類農藥定量分析的方法。常用的檢測器主要有氮磷檢測器(NPD)、火焰光度檢測器(FPD)、電子捕獲檢測器(ECD)等。雖然氣相色譜法具有以上種種優點，但因要使用大型儀器，故而要對樣品進行復雜的前處理，常與固相萃取、液液萃取相結合使用，檢測精度受樣品的前處理技術影響比較大。

李勁峰等[16]采用固相萃取法用乙腈作溶劑提取蔬菜中氨基甲酸酯類農藥。提取液經氨基柱凈化，洗脫液濃縮近干用丙酮定容，并用氮磷檢測器進行測定。農藥的檢出限(3S/N)在0.008~0.034 mg?L-1之間。

2.1.2 氣相色譜-質譜聯用技術（GC/MS）

氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）[22,23]既有氣相色譜的高分離性能，又可利用質譜準確鑒定化合物結構，當遇到組分不明的干擾物與被測物的峰相重疊或兩者的保留時間非常接近時，可同時定性、定量，比單獨使用氣相色譜檢測法更為有效。但分析對象多局限于分析氣體和沸點較低的化合物，對于占有機物種類80%以上的高沸點、不穩定的物質則難以應用。

王雯雯等[24]采用乙腈勻漿提取，氯化鈉鹽析離心，Carbon/NH2柱凈化，乙腈/甲苯(3∶1，V/V)洗脫，DB-1701氣相色譜柱分離，在三重串聯四極桿多反應監測模式下進行測定，40 min內即完成大蔥中170種農殘檢測，絕大多數農藥檢出限為0.01 mg?L-1，方法操作簡單、快速、靈敏度高，能夠準確定性、定量分析大蔥中痕量多組分農藥殘留。

2.1.3 高效液相色譜法(HPLC)

高效液相色譜法(High performance liquid chromatography)[25-26]是利用溶質在固定相和流動相中的分配系數不同，在高壓條件下將各組分進行分離的一種定量分析方法。對于大多數高沸點、熱穩定性差、摩爾質量大，用氣相色譜法難以檢測的有機物，主要采用高效液相色譜法進行分離和分析。常用的檢測器有紫外（UV）和紫外-可見分光光度檢測器(UV-Vis)、示差折光檢測器(RID)、熒光檢測器(FLD)和電化學檢測器(ECD)。采用高效液相色譜發進行樣品分析，分離效果好、靈敏度高、分析速度快，但同樣受樣品的前處理技術影響較大，若要改進高效液相色譜法方法，通過改善樣品的前處理技術是一大關鍵。

瞿德業等[26]采用固相微萃取制樣，熒光檢測器高效液相色譜法測定了蔬菜中氨基甲酸酯類農藥殘留，檢測出蔬菜中氨基甲酸酯類農藥的檢出限為0.4×10-9~40×10-9g/g。

2.1.4 高效液相色譜-質譜聯用技術（HPLC/MS）

單獨使用高效液相色譜無法檢測出未知物質，因此常用高效液相色譜-串聯質譜[27,28]的方法，對樣品一次性進行定性定量分析。姚家彪等[29]建立了用丙酮和乙腈提取，凝膠滲透色譜和固相萃取柱2種方法凈化，超高效液相色譜-串聯質譜(UPLC-MS/MS)同時檢測多種蔬菜中氨基甲酸酯類農藥，檢出限均為1×10-5g/kg，所用檢測方法實用、準確、靈敏度高。

2.2 快速檢測法

快速檢測法操作簡便快捷、靈敏度高、特異性強，相對于色譜分析法，在現場篩選和大量樣本的快速監測中具有獨特的優勢。

2.2.1 免疫分析技術

免疫分析[30]是利用抗原與抗體的特異性結合，來選擇識別和測定待測物。由于操作簡單、反應靈敏，近幾年得到了較快的發展，尤其在在農藥殘留等方面發揮著重要作用。在農殘檢測方面應用較多的是酶免疫技術(EIA)、金免疫技術(ICG)和放射免疫技術(RIA)。免疫分析與氣相色譜、液相色譜已被美國化學學會(AOAC)同列為農藥殘留的三大支柱技術。但由于基質干擾，免疫分析的靈敏度和可靠性大大降低。張奇等[31]建立了速滅威間接競爭酶聯免疫吸附分析(ELISA)測定法，檢測線性范圍為1~10 000 μg/L。

2.2.2 酶抑制法

果蔬中常用的農藥對膽堿酯酶催化水解的功能有抑制作用，其抑制率與農藥的濃度呈正相關。酶抑制法[32]正是利用這一原理來判斷是否有農藥殘留：在實驗中加入底物和顯色劑來觀察顏色變化或測定酶與某種特定化合物反應的物理化學信號。酶抑制法操作簡單，快速，因此在檢測蔬菜、水果中的農藥快速檢測方面備受重視。但是酶是一種生物催化劑，其反應速度受溫度、pH值、環境中離子、酶抑制劑等因素影響，對條件要求較高，靈敏度不高。胡小寧等[33]用丁酰膽堿酯酶對果蔬中農藥殘留進行檢測，酶最佳用量為0.05 mL，檢測靈敏、快捷。

2.2.3 生物傳感器

生物傳感器是一類特殊形式的傳感器，由生物分子識別元件與各類物理、化學換能器組成，用于各種生命物質和化學物質的分析和檢測。電化學生物傳感器[34,35]靈敏度高、特異性強、易于自動化，非常適合大批量農藥殘留的初步篩查，該技術更適用于快速檢測環境中的有害物質。但是穩定性、靈敏度和使用壽命仍需進一步提高，成本較高。趙鵬林等[36]以固定化丁酰膽堿酯酶為識別元件，以分光光度計為換能器，構建流動注射型酶生物傳感器，在西維因的質量濃度范圍為 0.2~50μg/mL范圍內具有良好線性關系。

3 展 望

近些年，隨著人民生活水平的不斷提高，人們越來越來關注果蔬的質量安全問題，尤其是農殘超標問題。隨著環保意識的加強，人們對農藥殘留檢測下限的要求會更低。所以未來幾年降低農藥殘留的研究重點在于加緊研制新型、低毒、高效的農藥，研究推廣快速農藥降解技術，并且開發出更加快速、靈敏、可靠的檢測技術。

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