[科普中国]-[原创]农产品农药残留检测技术

随着生物科技的发展，关于农产品农药残留的检测技术已逐步进化升级，种类繁多，其中主要以色谱快速检测法、生化检测法为代表。1　色谱快速检测法色谱快速检测法是通过尽可能的简化样品净化步骤，直接提取，进样分析蔬菜和水果中的有机磷类农药残留。1.1　气相色谱法Gas Chromatography,GC气相色谱（GC）是一种分离技术，利用试样中各组分在气相和固定液—液相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复多次分配，经过一定的柱长后, 便彼此分离，按顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰。此种检测的关键是如何选择检测器，理想的检测仪器应具备灵敏度高、稳定性和重复性好、线性范围宽、响应速度快以及结构简单、造价低、操作安全、应用范围广等特点。常见的检测仪器有4种：一是电子捕获检测器（ECD），具有高选择性和高灵敏度的离子化检测器；其选择性只对具有电负性的物质有响应，如：含卤素、硝基、氧原子等，常用于有机氯、百菌清、氰戊菊酯等农药的检测，二是火焰光度检测器（FPD），利用火焰中化学发光作用发展起来的一种高灵敏度、高选择性检测器，但是只对含硫、磷的化合物有讯号；三是双火焰光度检测器（DFPD，广泛应用于农残检测，具有体积小、响应快、操作稳定、抗干扰性强等优点；四是氮磷检测器（NPG），即碱火焰离子化检测器（AFID），用于有机氮和有机磷类农药残留检测。缺点是检测成本高，仪器操作须专业人员，前处理要求较高，时间长。1.2　气相色谱—质谱联用法GC-MS气相色谱—质谱联用法即将气相色谱仪和质谱仪串联起来，成为一个整机使用的检测技术。既具有气相色谱分离性能，又具有质谱准确鉴定化合物结构的特点，可达到同时定性、定量的检测目的。用于农药代谢物、降解物的检测和多残留检测，具有突出的优点，缺点是一般不适用现场检测，沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难以应用气相色谱法进行分析。1.3　高效液相色谱法HPLC适于极性强，分子量大的离子型农药，尤其适于不易气化或受热容易分解的农药，如对氨基甲酸酯类、取代脲类、苯氧乙酸类，常用的检测仪器：一是紫外吸收检测器（UV），灵敏度高、流量和温度的变化影响小，是梯度淋洗的一种比较理想的检测器，只能检测对紫外光有吸收性能的农药。二是荧光检测器（FD），灵敏度高、选择性强，比UV灵敏度高1~2个数量级，但是由于大多数农药本身不发射荧光，经衍生化反应又较麻烦，因此，限制了FD的应用。1.4　液相色谱—质谱联用法LC-MS液相色谱—质谱联用法是利用一种内喷射式和粒子流式接口技术，将液相色谱与质谱联接起来的方法，检测灵敏度高、选择性好、可定性定量同时进行、结果可靠。研究开发毛细管液相色谱与离子捕获检测器的配合会大大拓宽液相色谱用于高灵敏度分析的范围。此法用于分析对热不稳定、分子量较大、难以用气相色谱分析的化合物，对简单样品可进行分析前净化并具备多残留分析的能力，用于对初级监测呈阳性反应的样品，进行在线确证，优势明显。1.5　超临界流体色谱法SFC超临界流体色谱法是以超临界流体为色谱流动相的色谱分离检测技术，可以使用各种类型的较长的色谱柱，可以在较低的温度下分析分子量较大、对热不稳定的化合物和极性较强的化合物。可与各种气相、高效液相色谱检测器匹配，可与红外、质谱联用，可用毛细管SFC-MC测定有机氯及氨基甲酸酯类农药的残留。超临界流体色谱法的特点是：可以通过调节压力、温度、流动相等组成多重梯度，选择最佳色谱条件，综合利用了气相色谱和高效液相色谱的优点，克服各自的缺点；可被用来从高脂肪样品中对脂肪进行完全分离，用此法可以把氨基甲酸酯类农药与脂类物质分离。2　生化检测法生化检测法是利用生物体内提取出的某种生化物质进行的生化反应来判断农药残留是否存在以及农药污染情况，在测定时样本无需经过净化，或净化比较简单，检测速度快。生化检测法中又以酶抑制法和酶联免疫法应用最为广泛。2.1　酶抑制法酶抑制检测法原理是将乙酰胆碱酯酶与蔬菜、水果或农产品提取液混合，以碘化乙酰硫代胆碱（ATCHI）为底物，二硫双硝基苯甲酸（DTNB）为显色剂，经过一定时间的反应后比色。如果提取液中不含农药或残留量极低，酶的活性就不被抑制，基质就会被水解，水解产物与加入的显色剂产生颜色反应。反之，加入的显色剂就不显颜色或颜色变化很小。应用于检测蔬菜、水果或农产品中的有机磷类和氨基甲酸酯类农药残留。2.2　免疫分析法免疫分析法是基于抗原抗体特异性识别和结合反应为基础的分析方法，检测器：根据标记物的不同，可分为放射免疫法、荧光免疫法、酶免疫法，特点：特异性强、灵敏度高、方便快捷、分析容量大、分析成本低、安全可靠，特异性强，灵敏度高，快速简便，可准确定性，定量，适用于现场检测，缺点是抗体制备比较困难，不能肯定试样中的农药品种时，有一定的盲目性，易出现假阴，假阳性现象。2.3　酶联免疫检测法（ELISA）原理：利用有机磷和氨基甲酸酯两类农药具有抑制乙酰胆碱酶（Ache）的生化反应作用，分析此类农药在食品中的综合残留量。该分析方法既可检出单一农药残留量，又可以检出多种农药的综合残留量，特点是快速、灵敏、费用低、特异性强和适用于现场大批量样品筛选。2.4　生物传感器利用生物活性物质，如酶、抗原、抗体、细胞、组织等作为传感器的识别元件，与样品中的待测物质发生特异性反应，通过适当的换能器将这些反应（形成复合物、发色、发光等）转换成可以输出检测的信号（电压、频率等），通过分析信号对待测物进行定性定量检测，特点：与其他方法相比，分析器件具有体积小、成本低、选择性及抗干扰能力强、响应快等优点；可同时检测多个样品，灵敏度高，因而在快速检测中得到更广泛的研究和应用。2.5　活体生物检测利用活体生物对农残的敏感反应，例如：给家蝇喂食样品，观察死亡率来判定农残量，该法操作简单，但定性粗糙、准确度低，对农药的适用范围窄。 编辑：郝丽霞审稿专家：山西省农机化技术推广总站高级工程师 张玉峰