周 瑩

洪澤區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江蘇洪澤 223300

噴灑農(nóng)藥能夠有效避免農(nóng)作物受到病蟲侵害，但過量噴灑農(nóng)藥會導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品表面出現(xiàn)殘留跡象。為避免我國民眾因農(nóng)藥殘留問題導(dǎo)致身心受到傷害，需要重視農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥檢測技術(shù)的應(yīng)用。分別從表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)以及酶抑制法2個維度探究快速檢測技術(shù)的應(yīng)用。

1 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管中快速檢測技術(shù)探析

快速檢測是目前世界各國測定農(nóng)藥殘留普遍采用的一種方法。目前我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測的主要方法是氣相色譜法、高效液相色譜法、酶抑制法等。

氣相色譜法是最廣泛、最敏感的色譜法，它是一種以氣體為流動相來分離和分析色層的方法。在分析氣相色譜時，先蒸發(fā)被檢測的試樣，然后將載氣，即流動相送入色譜柱。柱內(nèi)不同試樣分子的作用力不一樣，從而使各個組分在柱間停留的時間不同，達(dá)到了相互分離的目的。由于氣相色譜具有靈敏度高、選擇性好、用途廣等特點(diǎn)，所以經(jīng)常被用來檢測農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥等有害物質(zhì)。國外學(xué)者采用該方法對氨基甲酸酯類殺蟲劑的含量進(jìn)行了定量測定，結(jié)果表明，測定限為0.20～4.00 g/kg，回收率為83.2%～110.0%，RSD＜8.1%[1]。

高效液相色譜法（HPLC）是色譜法的一個重要分支。它以液體為流動相，通過高壓輸送泵將流動相抽至色譜柱，柱中含有一種固定相，通過高靈敏度的檢測器將柱中成分分離出來。HPLC具有很好的應(yīng)用前景，尤其適合于高沸點(diǎn)、強(qiáng)極性、熱穩(wěn)定性差的樣品分離和分析。HPLC還被廣泛用于測定農(nóng)產(chǎn)品中的毒物殘留量。國外一位學(xué)者采用HPLC法測定蔬菜、9種殘留在果蔬、蘑菇中的殘留，分別為0.006～0.070 mg/kg、81.0%～115.2%、RSD分別為0.5%～10.2%。

近年來，我國頻繁發(fā)生農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事故，給人們生命財產(chǎn)造成了巨大損失。為保障廣大人民群眾“舌尖上”的安全，各級政府高度重視農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全工作，加強(qiáng)對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工和流通全過程的監(jiān)督管理，不斷完善相關(guān)法律法規(guī)體系建設(shè)，健全農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗監(jiān)測體系，加大執(zhí)法監(jiān)督力度，有效地提高了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平。但是，由于農(nóng)產(chǎn)品種類多、數(shù)量大、分布廣等，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題時有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著廣大消費(fèi)者身體健康和生命安全[2]。因此，如何進(jìn)一步做好農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管工作，切實維護(hù)好人民群眾合法權(quán)益，已成為當(dāng)前亟需解決的重大現(xiàn)實課題。

為了更好地保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，需要建立一個完善的農(nóng)產(chǎn)品快檢體系。該體系應(yīng)包括樣品采集、初篩、精測等環(huán)節(jié)。其中，樣品采集是非常重要的一環(huán)，它直接關(guān)系著后續(xù)的分析結(jié)果是否準(zhǔn)確、可靠。目前，常用的樣品采集方法主要有以下幾種：一是現(xiàn)場采樣法；二是市場抽樣法；三是電話訂購法；四是網(wǎng)絡(luò)銷售平臺購買法。無論采用何種方式采集樣品，都必須嚴(yán)格按照規(guī)范操作程序執(zhí)行，確保樣品具有代表性和可比性。同時，還要注意避免樣品受到污染或者變質(zhì)，以免影響后續(xù)的檢測結(jié)果。

除了樣品采集，初篩和精測也是快檢體系不可缺少的2個環(huán)節(jié)。初篩就是將初步篩選出來的疑似樣品，通過一定的儀器設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的篩選和鑒別，確定其是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。而精測則是利用高端精密的分析儀器，對經(jīng)過初篩后的樣品進(jìn)行精確測定，得出具體數(shù)據(jù)，并判斷其是否合格[3]。這2種方法各有優(yōu)劣，可以相互補(bǔ)充，提高檢測效率和準(zhǔn)確率。此外，在實際操作過程中，還需要充分考慮各種因素的影響，如環(huán)境條件、檢測儀器設(shè)備性能、人員素質(zhì)等，盡可能減少誤差和干擾，從而保證檢測結(jié)果的科學(xué)性和權(quán)威性。

酶抑制是指當(dāng)農(nóng)藥中某些特定的物質(zhì)作用于酶時，酶的活力會下降，以此判斷是否有農(nóng)藥殘留。該方法已被廣泛用于檢測有機(jī)磷、氨基甲酸酯類殺蟲劑的殘留量。國外學(xué)者采用酶抑制方法測定卡巴呋喃，其準(zhǔn)確度可達(dá)納米級，具有較高的靈敏度和較好的穩(wěn)定性[4]。

2 表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)分析

拉曼散射是一種典型的非彈性散射。1974年，英國科學(xué)家對經(jīng)過粗加工的銀電極上吸附的吡啶分子進(jìn)行了拉曼散射試驗，得到了非常強(qiáng)烈的光譜，其強(qiáng)度比一般的光譜要高出105倍。3年后，有學(xué)者對銀電極進(jìn)行了同樣的測試，發(fā)現(xiàn)銀電極表面粗糙度增長幅度為原來的10倍，將這種由粗糙的金屬表面所產(chǎn)生的拉曼散射稱為表面增強(qiáng)的拉曼散射。

近幾年，隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）技術(shù)在各個方面的應(yīng)用都有了長足的進(jìn)步。2013年，某學(xué)者利用自組裝技術(shù)研制出了具有高重復(fù)性的SERS超晶格，可用于甲基安非他明的定量分析，其檢測限為1 mg/kg。2015年，某學(xué)者使用Klarite強(qiáng)化基底檢測蘋果中的西維因，測試限為0.5 μg/g[5]。

2017年，某學(xué)家利用一種改良的嵌段共聚物光刻技術(shù)，將嵌段共聚物、聚苯乙烯-β-4-乙烯基吡啶作為模板，利用嵌段共聚物光刻技術(shù)成功制備出一種能用于大豆、辣椒粉檢測的表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)。該研究人員利用表面增強(qiáng)的拉曼散射技術(shù)，研究出一種具有高度特異的蛋白溶菌酶適配體和納米銀顆粒結(jié)合的表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)，可以對溶菌酶進(jìn)行表面增強(qiáng)拉曼散射，達(dá)到0.5 μg/mL。隨后將表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)與DNA技術(shù)相結(jié)合，對花生中常見的致癌物質(zhì)——黃曲霉毒素進(jìn)行表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)分析，其檢出限為0.4 fg/mL，回收率為89%～121%[6]。

3 表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)檢測研究

亞胺硫磷是一種殺蟲劑和殺菌劑，被廣泛應(yīng)用于蔬菜水果種植領(lǐng)域。在實際應(yīng)用期間，倘若出現(xiàn)農(nóng)藥殘留現(xiàn)象，將引發(fā)食品安全問題，威脅民眾生命健康。本文將重點(diǎn)探討表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)測量亞胺硫磷等殺蟲劑的方法。通過對農(nóng)作物中殺蟲劑殘留進(jìn)行定向和定量分析，檢測農(nóng)藥殘留狀況，為農(nóng)產(chǎn)品安全管理工作開展提供參考。

3.1 實驗材料

實驗選擇的農(nóng)產(chǎn)品為番茄、黃瓜、榴蓮。水為去離子水。本次實驗中需要將銀溶膠和SERS作為增強(qiáng)基底，當(dāng)銀溶膠作為增強(qiáng)基底時，積分時間為5 s，當(dāng)SERS作為增強(qiáng)基底時，積分時間為8 s。

3.2 表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)檢驗流程

首先，需要工作人員對農(nóng)作物進(jìn)行預(yù)處理，以番茄樣品為例，需要在番茄表面噴灑亞胺硫磷溶液，以模擬有害污染。由于當(dāng)前SERS技術(shù)無法對整個農(nóng)作物沃亞胺硫磷殘留進(jìn)行半定量檢測，因此需要采用離心粉碎的方式進(jìn)行處理。工作人員需要將番茄與去離子水按照1∶9的比例進(jìn)行混合攪拌，隨后利用榨汁機(jī)將其榨成稀釋程度為10倍的番茄溶液，再取其中10 mL放入離心管。離心管參數(shù)設(shè)計如下：10 000 r/min，離心時間為10 min，再將離心管豎直靜置一段時間作為待測樣品備用。針對黃瓜和榴蓮等農(nóng)作物，同樣利用上述方式進(jìn)行處理[7]。

其次，工作人員需要將銀溶膠作為增強(qiáng)基底，在銀溶膠加入上述3種待測樣品并添加促凝劑。此時，銀溶膠中的納米銀顆粒與促溶劑中的離子會發(fā)生相互反應(yīng)，通過這一反應(yīng)能夠有效增強(qiáng)SERS的信號，從而提高檢測效率。從SERS電池增強(qiáng)角度來看，當(dāng)納米銀等金屬離子受到電場的影響，出現(xiàn)共振加強(qiáng)時，SERS效應(yīng)也會發(fā)生不同程度的變化。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因在于受到電場增強(qiáng)的影響，金屬納米顆粒表面結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)分布不均現(xiàn)象。例如：當(dāng)納米銀顆粒之間相互接觸時，則會產(chǎn)生較強(qiáng)的電場能力，并形成SERS熱點(diǎn)。隨后技術(shù)人員需要將待測液滴到玻璃襯底上，并利用激光焦點(diǎn)聚焦，同時采集SERS信號[8]。

在上述實驗中，為增強(qiáng)檢測效果，研究人員利用1種無機(jī)鹽作為亞胺硫磷分子的SERS信號。但從實際應(yīng)用角度來看，不同濃度的促凝劑對SERS信號增強(qiáng)效果的影響各不相同。為選擇1種科學(xué)、合理的無機(jī)鹽溶液作為增強(qiáng)SERS效果的最佳促凝劑，需要開展如下測試：技術(shù)人員需要分別選用A、B、C、D 4種無機(jī)鹽溶液作為備選的促凝劑，A、B、C、D分別為碘化鉀、溴化鈉、氯化鈉、硫化鈉。將待測樣品與促凝劑按照一定體積比例混合后，再加入40 μL的銀溶液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。此時，需要利用拉曼光譜儀采集光譜信號，通過數(shù)據(jù)對比，獲得增強(qiáng)效果最為明顯的無機(jī)鹽溶液。通過數(shù)據(jù)分析可以得出，選擇A作為促凝劑時，對應(yīng)的亞胺硫磷水溶液光譜強(qiáng)度最高。

3.3 番茄中的亞胺硫磷半定量檢測

在上述實驗中，研究人員通過實驗發(fā)現(xiàn)，利用A促凝劑能夠進(jìn)一步提高亞胺硫磷的光譜強(qiáng)度。研究人員以0.5、1.0、1.5 mol/L的氯化鈉溶液作為促凝劑，將待測樣品與促凝劑按照4:1的比例開展實驗。技術(shù)人員需要在反應(yīng)皿中添加40 μL的銀溶液，再加入10 μL的無機(jī)鹽溶液，加入混有亞胺硫磷殘留的10 μL番茄上清液，利用拉曼光譜儀采集光譜信號。對黃瓜和榴蓮等農(nóng)作物重復(fù)上述操作。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)促凝劑濃度為0.5 mol/L時，亞胺硫磷SRS光譜信號強(qiáng)度最大。

技術(shù)人員需要根據(jù)上述實驗結(jié)果，構(gòu)建農(nóng)作物中亞胺硫磷殘留量與拉曼特征峰強(qiáng)度之間的變化曲線。觀察當(dāng)亞胺硫磷殘留量在2.5 ～1 002.5 μg/g范圍內(nèi)與光譜信號強(qiáng)度之間的線性關(guān)系。構(gòu)造直線方程并得出系數(shù)R2值，以此清晰、直觀地了解農(nóng)作物中有害殘留變化。為進(jìn)一步了解該變化曲線的真實性，還需要技術(shù)人員對該檢測方式的回收率進(jìn)行細(xì)致研究。技術(shù)人員需要分別將不同殘留量的番茄待測樣品進(jìn)行預(yù)處理，得到上清液，再通過SARS技術(shù)進(jìn)行半定量分析，得到檢測方法的回收率，構(gòu)造回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差表格。

如表1所示，當(dāng)農(nóng)藥實際殘留量分別為75、50和5 μg時，番茄表面殘留的亞胺硫磷回收率為94%～106%，說明檢測效果較高。

表1 番茄中的亞胺硫磷半定量檢測結(jié)果

4 酶抑制法檢測原理及應(yīng)用

農(nóng)產(chǎn)品培育期間，需要農(nóng)業(yè)人員結(jié)合不同農(nóng)產(chǎn)品的類型，選擇針對性的農(nóng)藥。然而，不同農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)存在一定的差異性，雖然大多數(shù)農(nóng)藥的作用機(jī)理具有高度相似性，但依舊存在少數(shù)農(nóng)藥作用機(jī)理不同的現(xiàn)象。例如：有機(jī)磷和氮基甲酸酯之所以能夠起到良好的病蟲害防治效果，主要原因在于兩者都能夠?qū)ハx神經(jīng)系統(tǒng)的酶活性產(chǎn)生抑制作用，阻礙昆蟲神經(jīng)遞質(zhì)的正常傳導(dǎo)，最終造成昆蟲死亡。當(dāng)技術(shù)人員采用酶抑制法對農(nóng)作物農(nóng)藥殘留情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析期間，需要利用底物對其進(jìn)行檢測，并觀察顯色劑的顏色變化情況，根據(jù)顏色變化確定農(nóng)藥殘留的類型和殘留量。

值得注意的是，將酶抑制法應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品檢測需要重視環(huán)境因素，酶在高溫情況下會失活，而低溫情況下其活性會受到抑制。因此，技術(shù)人員需要嚴(yán)格控制實驗室環(huán)境，避免酶對外界溫度產(chǎn)生較強(qiáng)的敏感性而影響檢驗結(jié)果。此外，不同類型的酶和檢測方式也會使最終檢測結(jié)果的可靠性產(chǎn)生不同。現(xiàn)階段，我國市場上用于酶抑制法檢測的酶種類數(shù)量眾多，需要技術(shù)人員結(jié)合實際情況進(jìn)行綜合考量。

試紙檢測是最為便捷的酶抑制檢測方法，在實際應(yīng)用期間，需要技術(shù)人員將被測樣品放在試紙上，通過觀察被測樣品與試紙之間的反應(yīng)，判斷被測樣品表面的農(nóng)藥殘留。例如：技術(shù)人員可以準(zhǔn)備10μL表面留有乙酰膽堿類的草莓溶液，隨后將該草莓溶液滴在試紙上，觀察最終結(jié)果。由于膽堿酯酶只能與乙酰膽堿類物質(zhì)才能發(fā)生水解反應(yīng)，因此，觀察試紙表面的顏色能夠判斷乙酰膽堿類的殘留量。若需要在同一農(nóng)產(chǎn)品中應(yīng)用該技術(shù)探究2種不同類型的農(nóng)藥殘留，則需要分別進(jìn)行檢測。藍(lán)色、淺藍(lán)色、白色是常見的實驗數(shù)據(jù)，工作人員僅需靜靜等待被測樣品與試紙發(fā)生顏色變化即可完成相關(guān)檢測工作，無需采用其他設(shè)備或儀器對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析。

比色法也是酶抑制法的重要方式。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯類農(nóng)藥都會對膽堿酯酶活性產(chǎn)生一定影響，通過比色法能夠幫助技術(shù)人員了解農(nóng)產(chǎn)品中各種農(nóng)藥殘留是否出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。在實際應(yīng)用期間，需要將被檢農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行切碎攪拌處理，提取農(nóng)產(chǎn)品溶液后，要將膽堿酯酶相互融合，再在溶液中加入顯色劑靜置一段時間。此時，技術(shù)人員可以觀察被檢物品是否農(nóng)藥殘留超標(biāo)，該技術(shù)在農(nóng)藥檢測領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價值[1]。

現(xiàn)階段，酶傳感器被廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域，不同于傳統(tǒng)檢測技術(shù)，酶傳感器能夠幫助工作人員針對性地分析被測樣品中的特定化學(xué)成分。酶傳感器的技術(shù)原理在于通過觀察生物敏感部件與轉(zhuǎn)換器之間的相互關(guān)系，判斷特定化學(xué)成分的類型和含量。這種技術(shù)檢測準(zhǔn)確度較高，在農(nóng)藥檢測領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但從實際應(yīng)用角度來看，該技術(shù)對酶的活性要求更高，由于酶在固定化處理期間極易受到各種因素影響導(dǎo)致活性降低或直接失活，因此該技術(shù)未來推廣發(fā)展依舊需要較長時間。

5 結(jié)束語

為進(jìn)一步推動我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)代化發(fā)展，不僅需要加強(qiáng)田間管理，還需要推廣與應(yīng)用快速檢測技術(shù)。只有快速、全面地分析農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留情況，才能夠為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。