簡述我國蔬菜農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

楊 娜 （上海市崇明區(qū)食用農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測中心 202150）

簡述我國蔬菜農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

楊 娜 （上海市崇明區(qū)食用農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測中心 202150）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活水平日益提高，對蔬菜的需求量也不斷增加。由于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和栽培方式的變革，造成蔬菜中多種農(nóng)藥殘留超標(biāo)，并有逐年加劇的趨勢。現(xiàn)對我國蔬菜農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了闡述，以期為今后蔬菜農(nóng)藥檢測技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐。

蔬菜；農(nóng)藥殘留；檢測技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

我國是世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國和消費(fèi)國，也是最早使用農(nóng)藥防治農(nóng)作物病蟲害的國家之一。據(jù)2002年統(tǒng)計，全國蔬菜播種面積1 586萬hm2，總產(chǎn)量超過4億t，人均占有量超過300 kg，比世界蔬菜人均占有量102 kg 高出近2倍[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活水平日益提高，對蔬菜的需求量也不斷增加。由于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和栽培方式的變革，以往的露地栽培改為保護(hù)地栽培，使蔬菜生長期變得越來越短，化肥、激素用量不斷加大，導(dǎo)致環(huán)境污染加劇，蔬菜病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，從而導(dǎo)致病蟲害抗藥性也不斷增強(qiáng)，大部分蔬菜需連續(xù)多次使用農(nóng)藥后才能上市，多種農(nóng)藥殘留超標(biāo)現(xiàn)象時有發(fā)生。同時，在蔬菜種植過程中，生產(chǎn)者各不同的生產(chǎn)模式，參差不齊的生產(chǎn)技能和勞動者素質(zhì)等，使濫用高毒、高殘留農(nóng)藥現(xiàn)象屢禁不止，且農(nóng)藥殘留量超標(biāo)現(xiàn)象有逐年加劇的趨勢。2004年國家質(zhì)檢總局在23個大中城市檢測了181種蔬菜樣品，其中86種蔬菜的農(nóng)藥殘留超過國家標(biāo)準(zhǔn)限量值，超標(biāo)率達(dá)47.15%，其中國家明令禁止使用的多種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢出率也較高[2]。因此，大力發(fā)展蔬菜農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)蔬菜的質(zhì)量安全控制已迫在眉睫。

我國有關(guān)蔬菜農(nóng)藥殘留試驗和檢測方法的研究起步相對較晚，20世紀(jì)60年代初主要采用容量和比色分析，20世紀(jì)70年代采用薄層分析，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及儀器設(shè)備的改進(jìn)，20世紀(jì)80年代普遍采用氣相色譜、高效液相色譜、氣-質(zhì)聯(lián)用色譜等先進(jìn)儀器分析[3]。目前，國內(nèi)外蔬菜農(nóng)藥殘留檢測方法主要有兩種，一種是利用酶抑制法的快速定性檢測，另一種是利用色譜法的實驗室定量檢測。

1 蔬菜農(nóng)藥殘留的快速定性檢測

目前，在我國蔬菜農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)中，研究與應(yīng)用最多、技術(shù)也相對成熟的檢測方法是酶抑制法，尤其是以酶抑制法為基礎(chǔ)開發(fā)出的各種速測工具，其現(xiàn)場檢測成效顯著，逐步成為儀器分析法的有效補(bǔ)充。

酶抑制法是利用有機(jī)磷及氨基甲酸酯類農(nóng)藥的特異性，抑制昆蟲中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)中乙酰膽堿酯酶(AChE)的活性，造成乙酰膽堿的積累，從而影響神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)的正常傳導(dǎo)使昆蟲中毒致死這一毒理學(xué)原理，將AChE與樣品發(fā)生反應(yīng)，如果樣品中沒有相應(yīng)的農(nóng)藥殘留或殘留量極少，AChE的活性就不會被抑制；反之，如果農(nóng)藥殘留量較高，AChE的活性就會被農(nóng)藥所抑制。在酶反應(yīng)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(yīng)的物理、化學(xué)信號的變化，即可判斷是否存在有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留。目前，依據(jù)酶抑制法原理設(shè)計的農(nóng)藥殘留檢測方法（產(chǎn)品）主要有速測卡法（紙片法）、比色法（分光光度法）和膽堿酯酶生物傳感器。

1.1 速測卡法（紙片法）

速測卡法(紙片法)檢測農(nóng)藥殘檢測原理是膽堿醋酶可催化靛酚乙酸醋(紅色)水解為乙酸與靛酚(藍(lán)色)，有機(jī)磷或氨基甲酸醋類農(nóng)藥對膽堿醋酶有抑制作用，使催化、水解、變色的過程發(fā)生改變，由此可判斷樣品中是否含有高劑量的有機(jī)磷或氨基甲酸醋類農(nóng)藥。樣品中只要含有微量有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥，就能強(qiáng)烈地抑制藍(lán)色靛酚的生成，靠目測就可判斷農(nóng)藥殘留情況：藍(lán)色（即空白對照卡顏色）或天藍(lán)色（陰性），淺藍(lán)色或白色（陽性）。衛(wèi)生部食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗所等7家單位的實驗與驗證數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果表明，速測卡法（紙片法）對常用農(nóng)藥的檢出限為0.3～3.5 mg/kg[4]，均高出國家標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)藥殘留限量。因此在使用速測卡檢驗蔬菜樣品為陽性時，即可視為有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥已超標(biāo)。該方法檢出時間為15～30 min，對超出我國國家標(biāo)準(zhǔn)允許殘留量或違禁使用的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的有效檢出率可達(dá)80%以上。該方法不需儀器，操作方便、快速，測試成本低，適用于現(xiàn)場檢測。國內(nèi)企業(yè)利用該法原理生產(chǎn)的商品化速測卡和速測儀，可適用于生產(chǎn)基地、農(nóng)貿(mào)市場和超市的一般性農(nóng)藥殘留現(xiàn)場檢測篩查[5]。

1.2 比色法（分光光度法）

比色法是酶抑制法農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)中最常用的一種方法，也是最簡單的一種測定技術(shù)。通過酶水解底物碘化硫代乙酞膽堿生成的碘化硫代膽堿，能與5,5-二硫代-2, 2-二硝基苯甲酸（DINB）作用，生成5-琉基-2-硝基苯甲酸（黃色）。在特征波長（420.0 nm）下進(jìn)行比色，測定吸光值，再根據(jù)吸光值在一定時間內(nèi)的改變程度，計算乙酸膽堿酶被抑制的程度，并通過與農(nóng)藥濃度進(jìn)行回歸分析，建立回歸方程，從而通過測定未知樣品對酶活性的抑制率求出樣品中農(nóng)藥殘留量。

比色法(分光光度法)檢出限為0.05～5.00 mg/kg，檢出時間為30 min，對超出國家標(biāo)準(zhǔn)允許殘留量或違禁使用的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的有效檢出率可達(dá)80%以上。利用該方法對蔬菜、果品及農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留量進(jìn)行測定，靈敏度高、操作簡便、檢測速度快，可檢測多種農(nóng)藥的綜合殘留量，是目前各省（市）及區(qū)（縣）質(zhì)檢監(jiān)督部門日常檢測的主要速測方法。

2 蔬菜農(nóng)藥殘留的實驗室定量檢測

近年來，我國對于蔬菜安全生產(chǎn)的重視程度越來越高，各種各樣的高新技術(shù)逐漸被引用到這一項工作中來。目前，我國大多采用雙檢測器氣相色譜檢測、高效液相色譜檢測和質(zhì)譜檢測等方法對蔬菜的農(nóng)藥殘留量進(jìn)行檢測。隨著我國使用農(nóng)藥品種的不斷增多，經(jīng)常出現(xiàn)多種農(nóng)藥混合使用的情況，因此對多種農(nóng)藥的綜合殘留量進(jìn)行檢測已成為我國農(nóng)藥殘留檢測工作的發(fā)展方向，而氣質(zhì)聯(lián)用和液質(zhì)聯(lián)用等檢測方法也被廣泛運(yùn)用于蔬菜農(nóng)藥殘留的檢測工作中。

2.1 雙檢測器氣相色譜檢測技術(shù)

氣相色譜技術(shù)是利用試樣中各組分在氣相和固定相間的分配系數(shù)不同，當(dāng)氣化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運(yùn)行時，組分就在其中的兩相間進(jìn)行反復(fù)多次分配，經(jīng)過一定的柱長后便彼此分離。按順序離開色譜柱進(jìn)入檢測器，產(chǎn)生的離子流信號經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組分的色譜峰。使用氣相色譜法檢測多種農(nóng)藥時可一次性進(jìn)樣，得到完全分離的定性和定量檢測結(jié)果，再配置高性能的檢測器，使分析速度更快、結(jié)果更可靠。

2.2 高效液相色譜檢測技術(shù)

高效液相色譜法是另一種傳統(tǒng)的實驗室檢測方法，適用于沸點高不易揮發(fā)的、受熱不穩(wěn)定易分解的、分子量大的、不同極性的有機(jī)化合物，生物活性物質(zhì)和多種天然產(chǎn)物，合成的、天然的高分子化合物等，具有檢測范圍較廣的優(yōu)點，但依然有其局限性，如檢測成本高、容易引起環(huán)境污染、缺少通用型檢測器等[6]。近年來，采用高效色譜柱、高壓泵和高靈敏度的檢測器，柱前或柱后衍生化技術(shù)以及計算機(jī)聯(lián)用等，大大提高了高效液相色譜的檢測效率、靈敏度、速度和操作自動化程度，該技術(shù)現(xiàn)已成為農(nóng)藥殘留檢測中不可缺少的重要方法。

2.3 氣質(zhì)聯(lián)用檢測技術(shù)

氣質(zhì)聯(lián)用儀是分析儀器中較早實現(xiàn)聯(lián)用技術(shù)的儀器，自1957年J.C.Holmes和F.A.Morrell首次實現(xiàn)氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用以后，該技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在所有聯(lián)用技術(shù)中，氣質(zhì)聯(lián)用（即GC-MS）發(fā)展最完善、應(yīng)用最廣泛。GC-MS聯(lián)用分析的靈敏度高，適合于低分子化合物（分子量＜1 000）分析，尤其適合于揮發(fā)性物質(zhì)的分析。在藥物的生產(chǎn)、質(zhì)量控制和研究中有廣泛的應(yīng)用，特別在食品和農(nóng)藥殘留量的檢測以及環(huán)境監(jiān)測等方面，GC-MS是必不可少的工具。

3 農(nóng)藥殘留檢測新技術(shù)的發(fā)展

隨著儀器功能和精密度的提升，農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)日新月異，在一些發(fā)達(dá)國家甚至開始嘗試使用實驗室機(jī)器人進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測，但我國在該方面的研究由于起步較晚，操作程序和測試方法尚未研發(fā)成功。研制靈活、方便、操作簡便的實驗室機(jī)器人，制定標(biāo)準(zhǔn)化的實驗方法，將成為未來農(nóng)藥殘留檢測的最終發(fā)展方向。目前，我國蔬菜農(nóng)藥殘留檢測的新方法主要有以下幾種。

3.1 雙檢測器氣相色譜檢測技術(shù)

具有雙檢測器的氣相色譜儀有著可靠的實用性，適合多種農(nóng)藥殘留的檢測。在氣相色譜儀上配備2個相同的檢測器，2個極性不同的毛細(xì)管柱以及1個雙胎進(jìn)樣器，再在2個進(jìn)樣器中同時注入樣品溶液，這時極性不同的2根柱子將分離樣品的組分，而2個檢測器再對組分進(jìn)行定量檢測[7]。此外，若將2個檢測器進(jìn)行串聯(lián)，便可實現(xiàn)多種農(nóng)藥的同時檢測。

3.2 超臨界流體色譜法

超臨界流體色譜技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種嶄新的色譜技術(shù)，由于其具有氣相和液相色譜所沒有的優(yōu)點，并能分離和分析氣相和液相色譜不能解決的一些對象，因此該技術(shù)應(yīng)用廣泛，且發(fā)展十分迅速。超臨界流體具有對分離極其有利的物理性質(zhì)，它們的這些性質(zhì)恰好介于氣體和液體之間。超臨界流體的擴(kuò)散系數(shù)和粘度接近氣相色譜，因此溶質(zhì)的傳質(zhì)阻力小，可獲得快速高效分離。同時，其密度與液相色譜類似，這就便于在較低溫度下分離和分析具有熱不穩(wěn)定性、相對分子質(zhì)量大的物質(zhì)。另外，超臨界流體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，如擴(kuò)散、粘度和溶劑力等，都是密度的函數(shù)。因此，只要改變流體的密度，就可改變流體的性質(zhì)，從類似氣體到類似液體，無需通過氣液平衡曲線。近年來，毛細(xì)管臨界流體色譜的研究，促進(jìn)了該技術(shù)的進(jìn)步。在CO2中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的甲醇作為改性劑，可使極性農(nóng)藥得到很好的分離，色譜峰的拖尾得到消除。但該技術(shù)主要用于非極性或弱極性物質(zhì)的檢測，如何分析極性物質(zhì)將是今后主要的研究方向[1]。

3.3 酶聯(lián)免疫法

酶聯(lián)免疫法是以抗原與抗體的特異性、可逆性結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的農(nóng)藥殘留檢測方法，主要檢測方式是采用試劑盒。酶聯(lián)免疫法具有專一性強(qiáng)、靈敏度高、快速、操作簡單等優(yōu)點。由于受農(nóng)藥種類繁多、抗體制備難度大（大約50種）、在不能肯定樣本中存在的農(nóng)藥殘留種類時檢測有一定的盲目性、抗體依賴國外進(jìn)口等的影響，酶聯(lián)免疫法的應(yīng)用范圍受到較大的限制。目前，我國市場上酶聯(lián)免疫法成品試劑盒依賴從國外進(jìn)口，主要進(jìn)口的農(nóng)藥品種有殺蟲劑15種、除草劑16種和殺菌劑4種。

3.4 其他方法

目前，我國有很多專家學(xué)者都致力于研究農(nóng)藥殘留免疫分析技術(shù)研究工作，不僅設(shè)計合成了農(nóng)藥多簇人工抗原，獲得了能同時識別三唑磷、克百威、毒死蜱和甲基對硫磷4種農(nóng)藥的寬譜多克隆抗體；還采用四體雜交瘤融合技術(shù)，制備了抗三唑磷-克百威雙特異性單克隆抗體。通過對硫磷半抗原分子設(shè)計的系統(tǒng)研究，采用多種抗原-抗體組合的異源競爭ELISA法，篩選獲得了能識別多種有機(jī)磷農(nóng)藥的類選擇性單克隆抗體，并利用計算機(jī)模擬分子對接技術(shù)，明確了抗體與農(nóng)藥分子互作的關(guān)鍵氨基酸作用位點;采用基因工程重組抗體技術(shù)，開展研制了抗三唑磷、對硫磷、毒死蜱、甲氰菊酯的雙聯(lián)和多聯(lián)融合單鏈抗體。同時，采用高特異性的各農(nóng)藥單克隆抗體組合、固相微陣列芯片、熒光微球標(biāo)記的液相懸浮芯片進(jìn)行了農(nóng)藥多殘留快速檢測。

4 結(jié) 語

蔬菜農(nóng)藥殘留檢測是我國食品安全檢測工作的重要組成部分，關(guān)系著人民群眾的飲食安全和身體健康。而在農(nóng)藥殘留分析技術(shù)研究中，農(nóng)藥速測技術(shù)是一個重要分支，由于其更能適應(yīng)現(xiàn)代高效、快速、靈敏的節(jié)奏，更能滿足社會對于蔬菜農(nóng)藥殘留檢測的要求，發(fā)展前景非常廣闊。因此，要求檢測人員繼續(xù)加強(qiáng)研發(fā)和創(chuàng)新相關(guān)檢測技術(shù)，不斷提升檢測能力，從而為我國食品安全提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

[1] 楊慧,王富華.我國蔬菜農(nóng)藥殘留速測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].食品安全,2008,25(5).67-72.

[2] 汪世新,陸自強(qiáng),陳麗芳.蔬菜農(nóng)藥殘留速測方法中若干問題的探討[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報,2002，19(2):43-44.

[3] 王富華,楊素心.速測技術(shù)在蔬菜農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用[J].湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報,2003,23(2):81-83.

[4] 王林,王晶,張瑩,楊大進(jìn),等.蔬菜上有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的快速檢測方法研究[J].中國食品衛(wèi)生雜志,2003,15 (1):39-41.

[5] 朱赫,紀(jì)明山.農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)的最新進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2014,30(4):242-250.

[6] 徐偉杰.我國蔬菜水果農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)發(fā)展動向[J].農(nóng)技服務(wù),2014,31(11):100.

[7] 范雅麗.我國蔬菜水果農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的發(fā)展與質(zhì)量安全控制探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2015(16):275-276.

2017-03-21