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

簡(jiǎn)述我國(guó)蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)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(cè)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(duì)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(shì)?，F(xiàn)對(duì)我國(guó)蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)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(cè)技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐。

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

我國(guó)是世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，也是最早使用農(nóng)藥防治農(nóng)作物病蟲(chóng)害的國(guó)家之一。據(jù)2002年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)蔬菜播種面積1 586萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量超過(guò)4億t，人均占有量超過(guò)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(duì)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(zhǎng)期變得越來(lái)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(chóng)害發(fā)生嚴(yán)重，從而導(dǎo)致病蟲(chóng)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(shí)有發(fā)生。同時(shí)，在蔬菜種植過(guò)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(dòng)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(shì)。2004年國(guó)家質(zhì)檢總局在23個(gè)大中城市檢測(cè)了181種蔬菜樣品，其中86種蔬菜的農(nóng)藥殘留超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限量值，超標(biāo)率達(dá)47.15%，其中國(guó)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(cè)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(guó)有關(guān)蔬菜農(nóng)藥殘留試驗(yàn)和檢測(cè)方法的研究起步相對(duì)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(guó)內(nèi)外蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法主要有兩種，一種是利用酶抑制法的快速定性檢測(cè)，另一種是利用色譜法的實(shí)驗(yàn)室定量檢測(cè)。

1 蔬菜農(nóng)藥殘留的快速定性檢測(cè)

目前，在我國(guó)蔬菜農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)中，研究與應(yīng)用最多、技術(shù)也相對(duì)成熟的檢測(cè)方法是酶抑制法，尤其是以酶抑制法為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出的各種速測(cè)工具，其現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(lèi)農(nóng)藥的特異性，抑制昆蟲(chóng)中樞和周?chē)窠?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(chóng)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(méi)有相應(yīng)的農(nóng)藥殘留或殘留量極少，AChE的活性就不會(huì)被抑制；反之，如果農(nóng)藥殘留量較高，AChE的活性就會(huì)被農(nóng)藥所抑制。在酶反應(yīng)試驗(yàn)中加入底物和顯色劑觀察顏色的變化或測(cè)定某種特定化合物反應(yīng)的物理、化學(xué)信號(hào)的變化，即可判斷是否存在有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留。目前，依據(jù)酶抑制法原理設(shè)計(jì)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法（產(chǎn)品）主要有速測(cè)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(cè)卡法（紙片法）

速測(cè)卡法(紙片法)檢測(cè)農(nóng)藥殘檢測(cè)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(lèi)農(nóng)藥對(duì)膽堿醋酶有抑制作用，使催化、水解、變色的過(guò)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(lèi)農(nóng)藥。樣品中只要含有微量有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥，就能強(qiáng)烈地抑制藍(lán)色靛酚的生成，靠目測(cè)就可判斷農(nóng)藥殘留情況：藍(lán)色（即空白對(duì)照卡顏色）或天藍(lán)色（陰性），淺藍(lán)色或白色（陽(yáng)性）。衛(wèi)生部食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗(yàn)所等7家單位的實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，速測(cè)卡法（紙片法）對(duì)常用農(nóng)藥的檢出限為0.3～3.5 mg/kg[4]，均高出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)藥殘留限量。因此在使用速測(cè)卡檢驗(yàn)蔬菜樣品為陽(yáng)性時(shí)，即可視為有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥已超標(biāo)。該方法檢出時(shí)間為15～30 min，對(duì)超出我國(guó)國(guó)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(lèi)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(cè)試成本低，適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。國(guó)內(nèi)企業(yè)利用該法原理生產(chǎn)的商品化速測(cè)卡和速測(cè)儀，可適用于生產(chǎn)基地、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和超市的一般性農(nóng)藥殘留現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(cè)技術(shù)中最常用的一種方法，也是最簡(jiǎn)單的一種測(cè)定技術(shù)。通過(guò)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(zhǎng)（420.0 nm）下進(jìn)行比色，測(cè)定吸光值，再根據(jù)吸光值在一定時(shí)間內(nèi)的改變程度，計(jì)算乙酸膽堿酶被抑制的程度，并通過(guò)與農(nóng)藥濃度進(jìn)行回歸分析，建立回歸方程，從而通過(guò)測(cè)定未知樣品對(duì)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(shí)間為30 min，對(duì)超出國(guó)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(lèi)農(nóng)藥的有效檢出率可達(dá)80%以上。利用該方法對(duì)蔬菜、果品及農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留量進(jìn)行測(cè)定，靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)速度快，可檢測(cè)多種農(nóng)藥的綜合殘留量，是目前各?。ㄊ校┘皡^(qū)（縣）質(zhì)檢監(jiān)督部門(mén)日常檢測(cè)的主要速測(cè)方法。

2 蔬菜農(nóng)藥殘留的實(shí)驗(yàn)室定量檢測(cè)

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)于蔬菜安全生產(chǎn)的重視程度越來(lái)越高，各種各樣的高新技術(shù)逐漸被引用到這一項(xiàng)工作中來(lái)。目前，我國(guó)大多采用雙檢測(cè)器氣相色譜檢測(cè)、高效液相色譜檢測(cè)和質(zhì)譜檢測(cè)等方法對(duì)蔬菜的農(nóng)藥殘留量進(jìn)行檢測(cè)。隨著我國(guó)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(duì)多種農(nóng)藥的綜合殘留量進(jìn)行檢測(cè)已成為我國(guó)農(nóng)藥殘留檢測(cè)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(cè)方法也被廣泛運(yùn)用于蔬菜農(nóng)藥殘留的檢測(cè)工作中。

2.1 雙檢測(cè)器氣相色譜檢測(cè)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(shí)，組分就在其中的兩相間進(jìn)行反復(fù)多次分配，經(jīng)過(guò)一定的柱長(zhǎng)后便彼此分離。按順序離開(kāi)色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器，產(chǎn)生的離子流信號(hào)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(cè)多種農(nóng)藥時(shí)可一次性進(jìn)樣，得到完全分離的定性和定量檢測(cè)結(jié)果，再配置高性能的檢測(cè)器，使分析速度更快、結(jié)果更可靠。

2.2 高效液相色譜檢測(cè)技術(shù)

高效液相色譜法是另一種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法，適用于沸點(diǎn)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(cè)范圍較廣的優(yōu)點(diǎn)，但依然有其局限性，如檢測(cè)成本高、容易引起環(huán)境污染、缺少通用型檢測(cè)器等[6]。近年來(lái)，采用高效色譜柱、高壓泵和高靈敏度的檢測(cè)器，柱前或柱后衍生化技術(shù)以及計(jì)算機(jī)聯(lián)用等，大大提高了高效液相色譜的檢測(cè)效率、靈敏度、速度和操作自動(dòng)化程度，該技術(shù)現(xiàn)已成為農(nóng)藥殘留檢測(cè)中不可缺少的重要方法。

2.3 氣質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)技術(shù)

氣質(zhì)聯(lián)用儀是分析儀器中較早實(shí)現(xiàn)聯(lián)用技術(shù)的儀器，自1957年J.C.Holmes和F.A.Morrell首次實(shí)現(xiàn)氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用以后，該技術(shù)得到了長(zhǎng)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(cè)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面，GC-MS是必不可少的工具。

3 農(nóng)藥殘留檢測(cè)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(cè)技術(shù)日新月異，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家甚至開(kāi)始嘗試使用實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測(cè)，但我國(guó)在該方面的研究由于起步較晚，操作程序和測(cè)試方法尚未研發(fā)成功。研制靈活、方便、操作簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人，制定標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)方法，將成為未來(lái)農(nóng)藥殘留檢測(cè)的最終發(fā)展方向。目前，我國(guó)蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)的新方法主要有以下幾種。

3.1 雙檢測(cè)器氣相色譜檢測(cè)技術(shù)

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

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(lái)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(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，并能分離和分析氣相和液相色譜不能解決的一些對(duì)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(duì)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(shí)，其密度與液相色譜類(lèi)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(duì)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(lèi)似氣體到類(lèi)似液體，無(wú)需通過(guò)氣液平衡曲線。近年來(lái)，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(cè)，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(cè)方法，主要檢測(cè)方式是采用試劑盒。酶聯(lián)免疫法具有專(zhuān)一性強(qiáng)、靈敏度高、快速、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。由于受農(nóng)藥種類(lèi)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(lèi)時(shí)檢測(cè)有一定的盲目性、抗體依賴(lài)國(guó)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(guó)市場(chǎng)上酶聯(lián)免疫法成品試劑盒依賴(lài)從國(guó)外進(jìn)口，主要進(jìn)口的農(nóng)藥品種有殺蟲(chóng)劑15種、除草劑16種和殺菌劑4種。

3.4 其他方法

目前，我國(guó)有很多專(zhuān)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(jì)合成了農(nóng)藥多簇人工抗原，獲得了能同時(shí)識(shí)別三唑磷、克百威、毒死蜱和甲基對(duì)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(guò)對(duì)硫磷半抗原分子設(shè)計(jì)的系統(tǒng)研究，采用多種抗原-抗體組合的異源競(jìng)爭(zhēng)ELISA法，篩選獲得了能識(shí)別多種有機(jī)磷農(nóng)藥的類(lèi)選擇性單克隆抗體，并利用計(jì)算機(jī)模擬分子對(duì)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(diǎn);采用基因工程重組抗體技術(shù)，開(kāi)展研制了抗三唑磷、對(duì)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(shí)，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(cè)。

4 結(jié) 語(yǔ)

蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)是我國(guó)食品安全檢測(cè)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(cè)技術(shù)是一個(gè)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(huì)對(duì)于蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)的要求，發(fā)展前景非常廣闊。因此，要求檢測(cè)人員繼續(xù)加強(qiáng)研發(fā)和創(chuàng)新相關(guān)檢測(cè)技術(shù)，不斷提升檢測(cè)能力，從而為我國(guó)食品安全提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

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2017-03-21