蔬菜中農藥殘留的檢測方法概述

作者簡介：朱玲玲（1990—），女，山東濟寧人，碩士，助理工程師。研究方向：檢驗檢測。

摘 要：保障蔬菜食品安全和保護消費者健康是當務之急。本文全面總結了農藥殘留對人體健康的潛在危害，并重點討論了多種農藥殘留檢測技術，包括氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質譜聯用技術、酶抑制率法、免疫分析法和基于生物傳感器的方法。通過介紹每種技術的特點、優點、缺點和應用范圍，旨在為選擇合適的農藥殘留檢測方法提供有價值的指導。

關鍵詞：農藥殘留；蔬菜；檢測方法

Overview of Methods for the Detection of Pesticide Residues

in Vegetables

ZHU Lingling， GAO Heng

（Jiaxiang County Inspection and Testing Center， Jiaxiang 272400， China）

Abstract： Ensuring the safety of vegetable foods and protecting consumer health is a priority. This article summarizes the health risks of pesticide residues and discusses several detection technologies， which include gas chromatography， high-performance liquid chromatography， gas chromatography-mass spectrometry， enzyme inhibition assay， immunoassay and biosensor-based methods. By introducing the features， pros， cons and uses of each technology， it aims to help choose the right pesticide residue detection method.

Keywords： pesticide residues; vegetable; test method

蔬菜作為人們日常飲食中不可或缺的食材之一，其農藥殘留問題更是備受關注。農藥殘留不僅影響蔬菜的品質，更對消費者的身體健康構成潛在威脅[1]。因此，準確高效地檢測蔬菜中的農藥殘留量具有十分重要的現實意義。

1 農藥殘留的種類及危害

農藥殘留是指農藥在農產品及其副產品中殘存的微量農藥及其有毒代謝產物。農藥按照化學結構可分為有機氯、有機磷、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類、氨基磺酰脲類等多個類別，其中常見的農藥殘留種類包括滴滴涕、六六六等有機氯農藥，對硫磷、甲胺磷等有機磷農藥，西維因、抗蚜威等氨基甲酸酯類農藥[2]。這些農藥殘留通過食物鏈在生物體內富集，對非目標生物產生毒害作用，危及生態環境和人體健康。例如，有機氯農藥由于其難以分解、高毒性和持久殘留的特性，能通過生物積累作用在人體脂肪組織中積聚，可能導致神經系統損傷和內分泌系統的混亂，引發慢性中毒癥狀。相比之下，有機磷農藥具有較高的毒性，通過抑制膽堿酯酶活性，可導致急性中毒，癥狀包括頭暈、惡心和呼吸困難。而氨基甲酸酯類農藥雖然對哺乳動物的毒性相對較低，但長期攝入可能傷害肝臟和生殖系統。農藥殘留通過干擾生物體內的酶系統、信號轉導通路、基因表達等生理生化過程，產生細胞毒性、生殖毒性、致畸性、致癌性等多方面的危害。

2 農藥殘留在蔬菜中的檢測方法研究

2.1 色譜分析法

2.1.1 氣相色譜法

氣相色譜法是一種基于待測物在固定相和流動相之間分配系數差異而實現分離的分析技術。在農藥殘留檢測中，待測蔬菜樣品經過前處理步驟，如均質、提取、凈化等，獲得含有目標分析物的提取液。提取液經過濃縮、定容后，以微量進樣的方式注入氣相色譜儀的進樣口。在載氣（通常為高純氮氣或氦氣）的攜帶下，樣品被氣化并進入色譜柱。色譜柱內填充了高分子惰性材料作為固定相，不同農藥成分在固定相上的吸附作用力存在差異。隨著載氣流動，各組分逐步從固定相上解吸脫附，按照其在固定相上的保留時間先后到達檢測器。常用的檢測器包括火焰離子化檢測器、電子捕獲檢測器、氮磷檢測器等[3]。檢測器將色譜分離后的組分信號轉化為電信號，再經過放大、記錄和數據處理，即可得到相應的色譜圖。通過與標準品色譜圖的保留時間比對，可實現對農藥殘留成分的定性分析；根據峰面積或峰高與標準工作曲線比較，可進一步實現對農藥殘留量的定量分析。為提高氣相色譜法的分離效率和靈敏度，可采用毛細管色譜柱、優化載氣流速、改進進樣技術等措施。

2.1.2 高效液相色譜法

高效液相色譜法是一種利用液態流動相和固定相之間多次分配平衡實現混合物分離的色譜分析技術。在蔬菜農藥殘留檢測中，經過適當的樣品前處理過程獲得的提取液，在高壓泵的作用下以一定流速通過色譜系統。提取液中的待測組分被壓入裝有固定相的色譜柱，在流動相的淋洗下，不同組分與固定相相互作用力的差異導致其在色譜柱中的遷移速率不同，從而實現色譜分離。分離后的目標農藥成分進入檢測器，根據檢測原理的不同，可選擇紫外-可見光檢測器、熒光檢測器、蒸發光散射檢測器等[4]。檢測器將目標分析物的信號轉化為電信號，再傳輸至數據處理系統，經過放大、記錄、積分等處理后，即可獲得相應的色譜圖。色譜圖中的峰保留時間對應特征農藥成分，與標準物質比對可實現定性分析；峰面積或峰高與標準曲線比較可用于定量分析。選擇合適的色譜柱固定相（如C18柱、氨基柱等）和流動相（如甲醇-水、乙腈-水等）可有效改善物質的分離效果。梯度洗脫技術通過在分離過程中改變流動相的組成，可顯著提高極性差異大的農藥組分的分離效率。

2.1.3 氣相色譜-質譜聯用技術

氣相色譜-質譜聯用技術是一種將氣相色譜與質譜聯用的分析方法，集成了兩種技術的優勢，在農藥殘留檢測領域得到廣泛應用。蔬菜樣品經過合適的前處理步驟后，提取液被注入氣相色譜儀的進樣口。在高溫條件下，樣品迅速氣化并被載氣帶入色譜柱。農藥成分在色譜柱內的固定相上發生不同程度的吸附作用，導致它們的流出時間不同，從而實現色譜分離。氣相色譜儀的柱后連接質譜檢測器，分離后的目標物質進入質譜離子源，經電子轟擊電離生成特征碎片離子。這些帶電離子在電場和磁場的作用下按照質荷比的不同而被分離，最終到達檢測器產生相應的質譜信號[5]。數據處理系統根據色譜保留時間和質譜碎片離子的豐度比對，利用總離子流圖和提取離子流圖，實現對農藥殘留的定性定量分析。選擇合適的電離模式（如電子轟擊電離、化學電離等）和質量分析器（如四級桿、離子阱、飛行時間等），可大幅提高分析的靈敏度和選擇性。多反應監測模式通過選擇特征母離子和子離子進行掃描，能夠在復雜基質中實現對目標物的精確定量。

2.2 快速檢測法

2.2.1 酶抑制率法

酶抑制率法是一種基于特定酶活性受農藥殘留抑制這一原理而建立的快速檢測技術，該方法通過測定農藥殘留對酶活性的抑制程度，來判斷農藥殘留的含量。在實際操作中，需要提取蔬菜樣品中的農藥殘留，制備成一定濃度的提取液。將提取液與特定底物和指示酶混合，在適宜的溫度和pH條件下進行酶促反應。農藥殘留會通過與酶的活性中心結合，競爭性地抑制酶的催化功能，導致酶促反應速率下降。反應結束后，加入顯色劑，利用分光光度計測定反應體系的吸光度變化。吸光度的降低程度與農藥殘留量呈正相關，通過與標準曲線比對，即可測定出農藥殘留的含量。常用的指示酶包括乙酰膽堿酯酶、丁酰膽堿酯酶等，底物可選用硫代乙酰膽堿、α-萘酚等。為提高檢測的特異性，可采用特異性抗體包被的酶，使其專一性地與目標農藥殘留結合而被抑制。酶抑制率法操作簡單、速度快，能夠實現對有機磷、氨基甲酸酯類等抑制酯酶活性的農藥殘留的快速篩查，但存在假陽性率較高的問題。

2.2.2 免疫分析法

免疫分析法是一種通過抗原與抗體特異性結合反應來定性定量檢測農藥殘留的技術。該方法以農藥或其結構類似物作為抗原，通過動物免疫獲得特異性抗體，再利用抗原抗體結合反應檢測農藥殘留。酶聯免疫吸附測定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）是廣泛應用的免疫分析技術之一。在間接競爭ELISA中，將農藥-載體蛋白偶聯物包被于酶標板孔中，加入一定濃度的抗農藥抗體，再加入待測樣品提取液，農藥殘留與包被抗原競爭性結合抗體。經過溫育、洗滌、顯色等步驟，利用酶標儀測定各孔的吸光度。樣品中農藥殘留量越高，結合到包被抗原上的抗體就越少，顯色反應越弱，吸光度越低。以標準農藥溶液替代樣品建立標準曲線，即可實現對農藥殘留含量的定量分析。競爭ELISA靈敏度高，檢出水平可達到pg·mL-1。然而，抗體的制備耗時耗力，不同批次抗體的特異性和靈敏度差異較大。為克服這一缺陷，發展了多種改進技術，如將分子印跡聚合物（Molecular Imprinted Polymer，MIP）作為抗體替代物，利用其與農藥分子的空間互補性實現特異識別；采用量子點等新型標記物，顯著提高檢測靈敏度；將納米材料與免疫分析相結合，通過靜電作用富集農藥分子，簡化樣品前處理步驟。免疫分析法操作簡便、特異性強，可實現對農藥殘留的快速篩查，但存在交叉反應、基質干擾等問題，也需要聯用其他方法進行驗證。

2.2.3 生物傳感器法

生物傳感器法是一種將生物分子識別元件與物理化學信號轉導器相結合，用于農藥殘留檢測的新興技術。生物傳感器通過特異性識別元件與農藥分子間的相互作用，將生物學信號轉化為可測量的電信號、光信號等，實現對農藥殘留的快速、靈敏檢測。常用的生物識別元件包括酶、抗體、核酸適配體、細胞等。以酶傳感器為例，將特定酶固定于電極表面，農藥分子與酶結合后引起酶活性的改變，導致電極表面電子轉移能力發生變化，進而引起電信號的改變。將酶電極浸入待測樣品溶液中，農藥在電極表面富集并與酶結合，通過電流、電位等電化學信號的變化，建立農藥濃度與信號強度間的定量關系，即可實現對農藥殘留的定量分析。

電化學生物傳感器具有靈敏度高、選擇性好、檢測速度快等優點。為進一步提高傳感器性能，可采用納米材料修飾電極，利用納米材料獨特的物理化學性質，如大比表面積、優良的導電性等，顯著提高檢測靈敏度。此外，可將核酸適配體與電化學、熒光、表面等離子體共振等信號轉導方式相結合，發展出多種核酸適配體傳感器。核酸適配體是一類可以特異性識別和結合靶標分子的單鏈寡核苷酸，通過指數富集的配基系統進化技術篩選獲得。將這些適配體固定在信號轉導器的表面，當農藥分子與適配體結合時，構象會發生變化，進而引起可測信號的改變，從而實現對農藥殘留的定量分析。

3 方法選擇要點及注意事項

在選擇農藥殘留檢測方法時，需要綜合考慮待測農藥的理化性質、基質特點、儀器設備條件、實驗室技術力量等因素。①對于熱穩定性好、極性較小的有機氯、擬除蟲菊酯類農藥，優先選用氣相色譜法或氣相色譜-質譜聯用技術；對于極性較大、熱穩定性差的有機磷農藥，宜采用高效液相色譜法。②進樣方式的選擇也十分關鍵，如果農藥殘留量較低，可采用大體積進樣、固相微萃取等技術，提高進樣量，降低檢出限。③在提取凈化過程中，選擇合適的提取溶劑和凈化填料至關重要。乙酸乙酯是一種常用的提取溶劑，能夠有效提取多種極性農藥；石墨化炭黑填料可有效去除蔬菜中的色素、蠟質等干擾物質。采用QuEChERS法處理蔬菜樣品，結合分散固相萃取凈化，可顯著提高樣品前處理的通量和效率。但是，QuEChERS法處理洋蔥、大蒜等硫化物含量高的蔬菜時，易產生基質效應，影響檢測結果的準確性。④酶抑制率法、免疫分析法等快速檢測技術可用于農藥殘留的初篩，如果懷疑樣品中農藥殘留量超標，需進一步采用色譜等精密儀器確證。生物傳感器雖然靈敏度高，但選擇性和重現性仍需提高，適合在現場進行快速半定量分析。

總的來講，農藥殘留檢測方法的選擇需要兼顧準確性、靈敏度、特異性、重現性等指標，還要考慮分析速度、經濟性等實際需求。建議優先采用標準方法，如GB 23200系列標準、歐盟快速極性殺蟲劑法等，必要時再對方法進行優化和改進，以期獲得可靠的檢測結果。

4 結語

農藥殘留檢測是保障蔬菜質量安全、維護消費者健康的重要手段。多種檢測技術快速發展，為農藥殘留提供了更加精準、高效的檢測手段。然而，面對種類繁多的農藥殘留以及復雜的樣品基質，仍需進一步提升檢測技術的通量、靈敏度和選擇性，并完善農藥殘留的檢測標準體系，這樣才能更好地應對食品安全挑戰。

參考文獻

[1]王冠杰.基于適配體傳感器蔬菜中有機磷農藥殘留檢測方法的研究與應用[D].淄博：山東理工大學，2023.

[2]周琦.蔬菜中有機磷農藥殘留量檢測方法和技術[J].食品界，2021（9）：121.

[3]趙媛，田夏.蔬菜中多菌靈等7種農藥殘留的液相色譜檢測方法研究與應用[J].農家參謀，2021（5）：75-76.

[4]許俊麗.基于戊唑醇單克隆抗體的免疫檢測技術研究及其在蔬菜中的應用[D].南京：南京農業大學，2019.

[5]岳忠巖，佟曉林.蔬菜中農藥殘留快速檢測方法的研究[J].現代食品，2019（3）：33-34.