摘要:蔬菜農藥快速檢測酶抑制技術在實際檢測過程中常出現(xiàn)空白值過低、樣品吸光值過高、抑制率值為負數(shù),以及假陰性、假陽性問題。作者通過半年來近300個不同種類蔬菜樣品的檢測和大量加標對比試驗,對以上問題給出了相應說明,提出了相應辦法。
關鍵詞:蔬菜;農藥殘毒快速檢測酶抑制技術;原理;試劑配制
食品安全越來越引起世界各國的重視,它與人民健康有著直接的聯(lián)系,因此,世界各國在嚴格控制農藥施用的同時加大對農產品中農藥殘留量監(jiān)測檢測的力度。在我國,“無公害蔬菜”“菜籃子”工程也已納入到各級政府的日常工作中。農藥殘毒快速檢測酶抑制技術以其操作簡便、檢測效率高、檢測成本低、對人員技術水平要求低、易于在基層(生產基地、批發(fā)市場)推廣使用等優(yōu)勢,是當前我國控制農產品中高毒農藥殘留的使用最廣泛的一種方法。但是在實際樣品檢測時,常出現(xiàn)空白值過低、樣品吸光值過高、抑制率值為負數(shù),以及假陰性、假陽性問題?!板e檢”“錯判”屢屢發(fā)生。這不僅使農業(yè)生產者遭受損失,消費者對農產品質量安全難以放心,同時也給農產品質量安全監(jiān)管帶來困擾。筆者通過半年來近300個不同種類蔬菜樣品的檢測和大量加標對比試驗,從檢測原理、藥品配制及樣品前處理、上機檢測、試驗結果說明、儀器選擇等五部分,對如何解釋、解決以上問題加以說明。
1 檢測原理
農藥殘毒快速檢測酶抑制技術是根據(jù)有機磷、氨基甲酸酯類農藥具有抑制動物神經(jīng)系統(tǒng)中乙酰膽堿酯酶活性,造成其神經(jīng)系統(tǒng)傳導介質乙酰膽堿的過渡積累,引發(fā)神經(jīng)傳導異常,導致動物中毒致死這一原理開發(fā)出來的。即如果農產品的提取液中不含有機磷、氨基甲酸酯類農藥或農藥殘留量很低,酶活性就不會被抑制,底物就會被全部或部分水解,其產物與顯色劑產生顏色;反之,則不顯色或顯色變化范圍較小,應用農藥殘毒快速檢測儀測定其吸光值隨時間變化,便可得出抑制率,據(jù)此判定農藥殘留情況。此項技術實質就是一個典型的酶促反應,因此,其受酶的質量和酶促反應條件影響巨大。對影響酶促反應的溫度、酸堿度、氧化還原電位等關鍵參數(shù)予以控制,嚴格把握酶的種類、純度、活性和酶濃度等關鍵核心要素是保證分析的靈敏度、準確度和重現(xiàn)性的必由之路。
2 試劑配制和樣品前處理
2.1 試劑配制
試劑配制包括提取劑、酶、底物及顯色劑。其中提取劑配制至關重要,要注意緩沖鹽的純度差別對緩沖液pH值的影響,必要時應對其pH加以校正至8.0。酶液、底物和顯色劑應注意保存和使用溫度,防止變質失效。實驗表明,丁酰膽堿酯酶溶液在溫度23.5℃和濕度70%條件下,酶快速失活,5小時后基本失活,24小時后⊿AC≈0.0,酶完全失活。此外還應注意使用前酶活性的驗證。如果空白值⊿AC<0.4,即表明酶活性降低,在適當加大酶的用量后仍未達到要求,就必須對酶進行更換,確保實驗結果準確。
2.2 樣品前處理
樣品提取須按農產品種類選擇適宜的檢測部位。葉菜類蔬菜應去腐、枯、蕊葉,并選擇不同植株的葉片;果菜、豆菜類蔬菜應從表皮至果肉1~1.5厘米處取樣,果肉不要取的過多;葉綠素等色素較高的農產品取樣時要避免切的過碎,降低色素干擾;對茄子等易氧化農產品切碎后要立即加入提取劑,避免氧化致使提取液顏色加深,導致樣品本底吸光值升高。樣品制備最好選擇5毫升培養(yǎng)管,大規(guī)格的培養(yǎng)管容易造成微量的試劑殘留在管壁上,無法完全進入到培養(yǎng)液中,引起誤差。與此同時,也應保證培養(yǎng)箱的溫度和培養(yǎng)時間在37.0~38.0℃和30分鐘。
3 上機檢測
上機檢測必須要保證儀器穩(wěn)定、比色杯無色差,并控制操作時間。在RP508上分別對丁酰膽堿酯酶、乙酰膽堿酯酶做平行對比試驗,結果表明(見表1),使用丁酰膽堿酯酶的空白⊿AC隨時間變化大,其活性較高,加入底物后反應快速,所以,應盡量縮短操作時間,否則隨著Ai、Af值不斷升高,⊿AC值將迅速減小,影響檢測的靈敏度;與此相反,用乙酰膽堿酯酶的空白⊿AC受操作時間影響不大。
4 試驗結果
4.1 空白值
從300個樣品近12個批次的檢測和百余個對比試驗中得出,用丁酰膽堿酯酶,⊿AC的正常值為0.620左右(見表2)。當然,不同的酶在不同型號儀器上因儀器設計差異、檢測條件不同和酶活性差異,其空白值是不同的。
4.2 吸光值
樣品吸光值(Ai、Af)偏高是檢測中常見的問題。酶活性降低、樣品本底顏色深和反應中化學、物理干擾是其產生的根本原因。酶失效會引起其顏色加深(由乳白色變?yōu)辄S色)、樣品色素含量高、提取液中含有樣品組織液等都會使透過光被額外的吸收或被散色,使透光率降低,在吸光度上表現(xiàn)為值的增大。通過對用丁酰膽堿酯酶在VIS7220SC上所做的大量試驗數(shù)據(jù)的匯總得出,對于殘留農藥低于檢出線的樣品的Ai、Af分別按正態(tài)分布統(tǒng)計得出:Ai=0.6±0.1、Af =1.2±0.1應為正常值。
4.3 抑制率為負
樣品檢測結果偶爾出現(xiàn)負值,且負值誤差在-10%以內,是可以被接受的。其產生原因主要是操作誤差。酶分解底物,分解物再與顯色劑結合的動力學過程迅速,操作者操作不熟練就會產生這樣的人為誤差。但隨著操作者操作熟練度的提高,其是可以避免的。
4.4 假陽性與假陰性
假陽性是因酶活性降低或失活,使底物不能被水解,無法與顯色劑結合顯色造成的。假陰性是因為特定農藥對某種酶抑制作用很小或無作用而產生的,表現(xiàn)出無農藥的假象。除此,化學干擾在假陽性和假陰性問題上也是值得關注的。如植物細胞中大量的微粒體氧化酶和解毒酶,這些酶可以把對硫磷、樂果等分別氧化成毒性更高的對氧化磷和氧化樂果;但大部分氧化酶、水解酶都可以快速把眾多殺蟲劑通過羥基化、裂解等方式,轉化為低毒甚至無毒的化合物。因此,只能通過選擇有較好活性、較強選擇性的酶來盡量減少此類問題的發(fā)生。至于化學干擾的排除目前還沒有很好的解決辦法。
5? 儀器的選擇
當今市場上銷售的農藥殘毒快速檢測儀形形色色,這些儀器雖然在功能上、自動化程度上有所差別,但從儀器穩(wěn)定性和檢測靈敏度上看,其中的差別并不是很明顯。因此,在儀器的選擇上應根據(jù)各地的經(jīng)濟狀況,檢測人員的技術水平來挑選適合本地實際檢測工作的儀器型號。
作者簡介:郝明(1980-),男,高級農藝師。從事農業(yè)環(huán)境、農產品質量安全研究工作。