[科普中国]-农药残留检测

农药残留危害

农药残留是指农药使用后残存于环境、生物体和食品中的农药母体、衍生物、代谢物、降解物和杂质的总称。造成蔬菜农药残留量超标的主要是一些国家禁止在蔬菜生产中使用的有机磷农药和氨基甲酸酯类农药，如甲胺磷、氧化乐果、甲拌磷、对硫磷、甲基对硫磷等。食用含有大量高毒、剧毒农药残留引起的食物会导致人、畜急性中毒事故。长期食用农药残留超标的农副产品，虽然不会导致急性中毒，但可能引起人和动物的慢性中毒，导致疾病的发生，诱发癌症，甚至影响到下一代。

主要成分有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯是目前市场上最主要的3 类杀虫剂, 特别是有机磷类杀虫剂仍在生产上起主导作用, 更是菜农首选使用的一类杀虫剂。针对有机磷和氨基甲酸酯类农药, 科学工作者在农药残留快速检测技术方面做了大量的研究,并取得了较大的进步。

农残检测必要性随着农业产业化的发展，农产品的生产越来越依赖于农药、抗生素和激素等外源物质。我国农药在粮食、蔬菜、水果、茶叶上的用量居高不下，而这些物质的不合理使用必将导致农产品中的农药残留超标，影响消费者食用安全，严重时会造成消费者致病、发育不正常，甚至直接导致中毒死亡。农药残留超标也会影响农产品的贸易。

检测前处理程序食品中的农药残留分析是在复杂的基质中对目标化合物进行鉴别和定量。农药残留的一般分析过程为提取- 净化- 检测1。经典的农药残留分析步骤通常是:水溶性溶剂提取- 非水溶性溶剂再分配- 固相吸附柱净化- 气相或液相色谱检测2 。其中提取和净化是前处理部分,样品前处理不仅要求尽可能完全提取其中的待测组分,还要尽可能除去与目标物同时存在的杂质,避免对色谱柱和检测器等的污染,减少对检测结果的干扰,提高检测的灵敏度和准确性。因此提取、净化是农药残留分析过程中一个十分重要的前处理步骤,其好坏直接影响到分析结果的正确性和可靠性。

经典的提取、净化方法主要有:振荡浸取、组织捣碎、超声波提取、索氏提取、液- 液分配、柱层析、共沸蒸馏等技术。随着科技的进步,样品前处理技术向着省时、省力、廉价、节省溶剂、减少对环境的污染、微型化和自动化方向发展。目前,已报道或已取得广泛应用的前处理新技术包括:固相萃取、膜辅助萃取、加速溶剂萃取、微波辅助萃取、固相微萃取、液相微萃取、凝胶渗透色谱、超临界流体萃取、基质固相分散萃取、分子印迹合成受体、超临界水萃取、吹扫蒸馏技术、分散固相萃取等。3

农药残留检测技术农药残留量检测是微量或痕量分析,必须采用高灵敏度的检测技术才能实现。自20世纪50年代,各国科学家就开始研究农药残留的检测方法。常规检测的分析方法有光谱法、酶抑制法和色谱法。3

光谱法光谱法是根据有机磷农药中的某些官能团或水解、还原产物与特殊的显色剂在特定的环境下发生氧化、磺酸化、络合等化学反应,产生特定波长的颜色反应来进行定性或定量测定。检出限在微克级。它可直接检测固体、液体及气体样品,对样品前处理要求低、环境污染小,分析速度快。但是,光谱法只能检测一种或具有相同基团的一类有机磷农药,灵敏度不高,一般只能作为定性方法。3

酶抑制法酶抑制法是根据有机磷和氨基甲酸酯类农药能抑制昆虫中枢和周围神经系统中乙酰胆碱的活性,造成神经传导介质乙酰胆碱的积累,影响正常神经传导,使昆虫中毒致死这一昆虫毒理学原理进行检测的。根据这一原理,通过将特异性抑制胆碱酯酶(ChE)与样品提取液反应,若ChE受到抑制,就表明样品提取液中含有有机磷或氨基甲酸酯农药。

色谱法色谱法是农药残留分析的常用方法之一,它根据分析物质在固定相和流动相之间的分配系数的不同达到分离目的,并将分析物质的浓度转换成易被测量的电信号(电压、电流等) ,然后送到记录仪记录下来的方法。主要有薄层色谱法、气相色谱法和高效液相色谱法。3

薄层色谱法

薄层色谱法( Thin Layer Chromatogra2phy, TLC)是一种较成熟的、应用也较广的微量快速检测方法, 20世纪60年代色谱技术的发展,使薄层色谱法在农药残留分析中得到广泛应用。薄层色谱法实质上是以固态吸附剂(如硅胶、氧化铝等)为担体,水为固定相溶剂,流动相一般为有机溶剂组合而成的分配型层析分离分析方法。

气相色谱法

气相色谱法(GC)是在柱层析基础上发展起来的一种新型仪器方法,是色谱发展中最为成熟的技术。它以惰性气体为流动相,利用经提取、纯化、浓缩后的有机磷农药(Ops)注入气相色谱柱,升温气化后,不同的Ops在固定相中分离,经不同的检测器检测扫描绘出气相色谱图,通过保留时间来定性,通过峰或峰面积与标准曲线对照来定量,具有即定性又定量、准确、灵敏度高,并且一次可以测定多种成分的柱色谱分离技术4 。

气相色谱- 质谱联用技术

气相色谱- 质谱联用(Gas chromatography2mass spectrum, GC2MS)技术是农药残留研究强有力的工具。气相色谱- 质谱联用是将气相色谱仪和质谱仪串联起来作为一个整体的检测技术。样本中的残留农药通过气相色谱分离后,对它们进行质谱的从低质量数到高质量数的全谱扫描。根据特征离子的质荷比和质量色谱图的保留时间进行定性分析,根据峰高或峰面积进行定量,不但可将目标化合物与干扰杂质分开,而且可区分色谱柱无法分离或无法完全分离的样品。

高效液相色谱法

高效液相色谱法(High2performance liquid chromatogra2phy, HPLC)是以液体为流动相,利用被分离组分在固定相和流动相之间分配系数的差异实现分离,是在液相色谱柱层析的基础上,引入气相色谱理论并加以改进而发展起来的色谱分析方法。3

液相色谱- 质谱联用

液相色谱- 质谱联用(LiquidChromatography2Mass Spectrum,LC2MS)是利用内喷射式和粒子流式接口技术将液相色谱和质谱联接起来的方法。LC在分离方面非常有效,而MS允许分析物在痕量水平上进行确认和确证。C2MS对简单样品具有几乎通用的多残留分析能力,检测灵敏度高,选择性好,定性定量可同时进行,结果可靠。主要用于分析热不稳定、分子量较大、难于用气相色谱分析的样品,是农药残留分析中很有力的一种方法。3

快速检测技术但是传统的GC/MS等农残分析技术检测成本高、时间长，这就给食品安全监管部门对农产品产前、产中、产后的监督工作带来了许多不便，因此也催生出大量的快速农药残留的检测技术，常见的有化学速测法、免疫分析法、酶抑制法和活体检测法等。

化学速测法，主要根据氧化还原反应，水解产物与检测液作用变色，用于有机磷农药的快速检测，但是灵敏度低，使用局限性，且易受还原性物质干扰。

免疫分析法，主要有放射免疫分析和酶免疫分析，最常用的是酶联免疫分析（ELISA），基于抗原和抗体的特异性识别和结合反应，对于小分子量农药需要制备人工抗原，才能进行免疫分析。

酶抑制法，是研究最成熟、应用最广泛的快速农残检测技术，主要根据有机磷和氨基甲酸酯类农药对乙酰胆碱酶的特异性抑制反应。

活体检测法，主要利用活体生物对农药残留的敏感反应，例如给家蝇喂食样品，观察死亡率来判定农残量。该方法操作简单，但定性粗糙、准确度低，对农药的适用范围窄。

农药残留速测仪概述农药残留快速检测仪是根据我国国情和市场需要而研制开的专用仪器。可以实现有机磷及氨基甲酸酯类农药残留量的现场快速检测。它可以广泛适用于各级食品安全监督部门、各级食品安全监测部门、蔬菜生产基地、蔬菜批发基地、农贸市场、食品超市、食品安全检测流动车、卫生防疫、环境保护等领域的蔬菜、水果中农药残留检测。

原理农药残留快速检测仪是根据国家标准（GB/T5009.199-2003）和农业标准方法（NY/T448-2001）中的酶抑制率法，结合快速检测方法研制的全新食品安全检测设备，能准确、快速检测出蔬菜、水果中有机磷类和氨基甲酸酯类农药残留量。

在一定条件下，有机磷和氨基甲酸类农药对胆碱酯酶正常功能有抑制作用，其抑制率与农药的浓度呈正相关。正常情况下，酶催化神经传导代谢产物（乙酰胆碱）水解，其水解产物与显色剂反应，产生黄色物质，用分光光度计测定412nm下吸光度随时间的变化值，计算出抑制率，通过抑制率可以判断出样品中是否含有有机磷或氨基甲酸酯类农药的残留。

结果判定以分光光度计测试（412nm波长）时，按下式计算抑制率：
抑制率(%)=[(ΔΑ0－ΔΑt )/ΔΑ0]×100
以农药残留快速测试仪检测时其抑制率一般可自动计算。若样品抑制率≥50%，表示样品农残超标，为阳性结果。阳性结果的样品需做2次以上重复检测，多次检测仍呈阳性需用气相色谱等仪器做进一步确认。

使用方法开机
插上电源，打开仪器背面绿色电源开关，仪器显示开机画面，按画面提示操作，按下回车键，仪器开始自检，时间约1min。自检完毕后，仪器进入待机检测状态。
试剂配制

缓冲液：取1包缓冲剂加入500mL蒸馏水或纯净水中，搅拌溶解制成磷酸缓冲液（pH7.6）, 常温保存。
显色剂：取1瓶显色剂加25mL缓冲液溶解，使用时取100μL，4℃冰箱保存。
底 物：取1瓶底物加12.5mL蒸馏水或纯净水溶解，使用时取100μL，4℃冰箱保存；或取1瓶底物加2.5mL蒸馏水或纯净水溶解 ，使用时取20μL，4℃冰箱保存。
胆碱酯酶：酶制剂无需配制，可直接取用，使用时取100μL，4℃冰箱保存。
样品提取
取2g果蔬样品（块茎类取4g)，叶菜剪成25px左右见方的碎片，块茎类取横截面样品或取其表皮，放入三角瓶中，加入10mL缓冲液，振荡1～2min ，倒出提取液，静置2min，待测。若提取液混浊或杂质太多可过滤后再测。

测试
对照测试：于反应瓶中加入2.5mL缓冲液，再分别加入100μL酶液和显色剂，混匀，静置反应10min后加入100μL（或20μL）底物，摇匀并立即倒入比色杯中，及时放入仪器的测量室第1通道，合上盖。按〈B〉键，显示屏下方延迟10s后，测量时间开始倒计时，计时完毕，显示屏显示吸光度增量(ΔΑ0)及抑制率。在进行对照测试时，2～8通道可同时进行样品测试。
样品测试：于反应瓶中加入2.5mL待测液，再分别加入100μL酶液和显色剂，混匀，静置反应10min后加入100μL（或20μL）底物，摇匀并立即倒入比色杯中，及时放入仪器的测量室通道，合上盖。按〈M〉键，显示屏下方延迟10s后，测量时间开始倒计时，计时完毕，显示屏显示吸光度增量（ΔΑt)及抑制率。数据自动保存，如有需要按〈P〉键打印。

仪器正常工作条件环境温度5℃～35℃。 室内相对湿度不大于85%。
仪器应放在平稳的工作台上，无阳光直射及强烈的电磁场干扰。
室内无腐蚀性气体。
工作电源: A、输入 100～230VAC 50Hz/60Hz，B、12V车载电源 (可选)。

仪器功能与特点1.符合国标：仪器与配套试剂严格按国家标准生产，采用连续检测法和酶抑制法。

2.技术创新：LS-SC-8采用国际最新高精度A/D转换技术并配备410nm独立冷光源，使采样速度、精度及光源稳定性均优于国内同类产品。可单机使用亦可联接电脑操作；检测时间短、速度快、操作简单；仪器体积小、重量轻、方便携带。

3.科学处理：具有图谱化与导数处理功能，不能人为更改检测数据与结果，保证检测过程及结果的准确与真实性；采用数据库管理模式可快速准确地检索检测结果，方便报表快捷地编辑和打印输出。

4.无盲检测：针对快速检测中易呈假阳性结果的问题，我所与权威机构合作研发的农药残留果蔬比对数据库能够有效去除蔬菜本身未知化合物对酶速测法测定的干扰，大大降低了假阳性现象，是唯一能解决该类假阳性问题的快速检测设备。

5.智能联网：支持网络数据传输，同步将检测结果上传至联网监测系统中，达到实时监控和安全预警目的，完善地区农产品质量安全监控体系建设。

附加说明1、 包装及保存：农残速测试剂包含缓冲剂10包，胆碱酯酶5瓶，显色剂5瓶，底物5瓶，可供500份样品测试；使用前整盒试剂应保存于4℃冰箱，保质期12个月；室温或常温保存时，保质期3～6个月。
2、试剂的使用：任何试剂使用时，用一瓶打开一瓶，用完后才使用新的，防止试剂变质。
3、试剂只出不入原则：测试时，从任何试剂瓶吸出的试剂，禁止再次注射回试剂瓶。
4、器具专用原则：任何用于移液的器具和容器都应各自贴上标签，单独使用，以免交叉污染。
5、检测操作使用移液器及放液过程中，需适当控制节奏，以免吸液或放液过快导致加试剂量不准，并且有利于保护移液器设备。
6、本仪器可通用于按国家标准GB/T5009.199及按行业标准NY/T448-2001配套试剂的检测。使用方法参照试剂配套说明书。
7、更详细的仪器操作方法请参阅产品配套的说明书。

农药残留速测卡农残速测卡是根据国家标准方法GB/T5009.199-2003研发的农药残留快速检测试纸。用对农药高度敏感的胆碱酯酶和显色剂做成的酶试纸，可以快速检测蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯这两大类用量较大、毒性较高的杀虫剂的残留情况，选用的酶对甲胺磷敏感，抗干扰性强，操作简便，不需要配制试剂，不需要专业的技术培训，可以不需要任何仪器设备单独使用，产品容易贮存，携带方便，是现场检测的最佳方法。

农残速测卡已经过多个技术权威部门的质量认定：香港卫生署、广东省出入境检验检疫局、广东省农药检定所、华南农业大学昆虫毒理研究室、卫生部食品卫生监督检验所、北京市产品质量监督检验所、香港政府化验所、深圳市卫生防疫站、广东省食品卫生监督检验所、深圳出入境检验检疫局和深圳农科中心等。并且荣获九四年广东省优秀新产品奖、九五年深圳市科技进步三等奖、 国家出入境检验检疫局科技兴检三等奖、2000年广东省出入境检验检疫局科技成果一等奖和广东省科技进步三等奖。

在广州、深圳、珠海、惠州、香港、重庆、厦门、青岛、南宁、西安、郑州、石家庄、合肥、宁波和柳州等城市都已把农药速测卡作为常规的检测方法。

一般农药残留检测首先使用农药残留速测卡对大量的样品进行初筛，然后才用农药残留快速检测仪对少量阳性样品进行定量分析，就可以大大的提高工作效率，节省大量人力物力。

农残速测卡对几种常用农药的最低检测限（单位 mg/kg）如下：

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以上是由卫生部食品卫生监督检验所和北京市产品质量监督检验所等七个单位用气相色谱法对比试验和验证数据的统计表。

使用方法表面测定法（粗筛法）

1.擦去蔬菜表面泥土，滴2-3滴洗脱液在蔬菜表面，用另一片蔬菜在滴液处轻轻摩擦。

2.取一片速测卡，将蔬菜上的液滴滴在白色药片上。

3.放置10min以上进行预反应，有条件时在37℃恒温装置中放置10min,预反应后的药片表面必须保持湿润。

4.将速测卡对折，用手捏3min或用恒温装置恒温3min，使红色药片与白色药片叠合发生反应。

5.每批测定应设一个洗脱液的空白对照卡。

整体测定法
1.选取有代表性的蔬菜样品，擦去表面泥土，剪成25px左右见方碎片，取5g放入带盖瓶中，加入10mL纯净水或缓冲溶液，震摇50次，静置2min以上。
2.取一片速测卡，用白色药片沾取提取液，放置10min以上进行预反应，有条件时在37℃恒温装置中放置10min。预反应后的药片表面必须保持湿润。
3.将速测卡对折，用手捏3min或用恒温装置恒温3min，使红色药片与白色药片叠合发生反应。

4.每批测定应设一个纯净水或缓冲液的空白对照卡。5

结果判定与空白对照卡比较，白色药片不变色或略有浅蓝色均为阳性结果，不变蓝为强阳性结果，说明农药残留量较高，显浅蓝色为弱阳性结果，说明农药残留量相对较低。白色药片变为天蓝色或与空白对照卡相同，为阴性结果。 对阳性结果的样品，可用其它分析方法进一步确定具体农药品种和含量。

保存条件阴凉、干燥、避光保存，有条件者放于4℃冰箱中最佳。农残速测卡开封后最好在三天内用完，如一次用不完可存放于干燥器中，一周内用完。产品保质期一年。