◎ 張 明
(中央儲(chǔ)備糧梧州直屬庫有限公司,廣西 梧州 543000)
食用農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留會(huì)對(duì)人體健康造成直接危害。許多農(nóng)藥含有有毒物質(zhì),長(zhǎng)期攝入農(nóng)藥殘留的食物會(huì)導(dǎo)致慢性中毒,引發(fā)一系列健康問題。例如,有害物質(zhì)如有機(jī)磷農(nóng)藥和殺蟲劑等,會(huì)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生損害,導(dǎo)致頭痛、頭暈、失眠等癥狀。此外,農(nóng)藥還可能對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,引發(fā)激素失調(diào),導(dǎo)致生殖問題、早熟等。
長(zhǎng)期使用農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥抗性的問題。農(nóng)藥的過度使用會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物對(duì)農(nóng)藥產(chǎn)生抵抗力,大幅降低農(nóng)藥的效果。這不僅會(huì)導(dǎo)致農(nóng)民需要使用更多的農(nóng)藥,還會(huì)加劇農(nóng)藥的環(huán)境污染,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成更大的破壞[1]。
農(nóng)藥殘留會(huì)對(duì)土壤和水源造成污染,農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留的存在會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成威脅。農(nóng)藥在使用過程中,會(huì)通過土壤滲透、水源污染、空氣傳播等方式進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng),對(duì)土壤、水體和空氣造成污染,破壞生態(tài)平衡,降低農(nóng)田的生產(chǎn)能力。這不僅會(huì)危害農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境,還會(huì)對(duì)周圍的植物、動(dòng)物和微生物產(chǎn)生負(fù)面影響,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的失衡和生物多樣性的下降[2]。此外,過度使用農(nóng)藥還會(huì)破壞農(nóng)作物的自然抗性,降低農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量,對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)造成負(fù)面影響。
光譜技術(shù)是一種利用物質(zhì)吸收、散射或發(fā)射光的特性來進(jìn)行物質(zhì)分析和識(shí)別的技術(shù),主要包括紅外光譜、紫外光譜和拉曼光譜等幾種常見技術(shù)。
紅外光譜技術(shù)是利用物質(zhì)對(duì)紅外光的吸收特性進(jìn)行分析的一種方法。農(nóng)藥分子中的化學(xué)鍵具有特定的振動(dòng)模式,當(dāng)紅外光照射到樣品上時(shí),農(nóng)藥分子會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的紅外光,形成特征性的吸收譜。通過比對(duì)樣品的吸收譜與已知的農(nóng)藥譜圖庫,可以快速識(shí)別農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留物種類和含量。
紫外光譜技術(shù)則是利用物質(zhì)對(duì)紫外光的吸收特性進(jìn)行分析的方法。農(nóng)藥分子中的化學(xué)鍵往往在紫外光區(qū)域具有吸收峰,通過測(cè)量樣品在紫外光區(qū)域的吸收情況,可以判斷樣品中是否存在農(nóng)藥殘留物。此外,紫外光譜技術(shù)還可以通過測(cè)量吸收峰的強(qiáng)度來定量農(nóng)藥殘留物的含量。
拉曼光譜技術(shù)是利用分子振動(dòng)引起的光的散射進(jìn)行分析的一種方法。當(dāng)激光照射到樣品上時(shí),樣品中的分子會(huì)散射出特定的拉曼光譜。每種農(nóng)藥分子都有特定的拉曼光譜,通過測(cè)量樣品的拉曼光譜,可以快速識(shí)別樣品中的農(nóng)藥殘留物。
光譜技術(shù)在農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)中具有許多優(yōu)點(diǎn)。①光譜技術(shù)是一種非破壞性的檢測(cè)方法,樣品不需要任何預(yù)處理,可以保留樣品的完整性。②光譜技術(shù)具有快速的檢測(cè)速度,可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量樣品進(jìn)行檢測(cè)。③光譜技術(shù)具有較高的準(zhǔn)確性和靈敏度,可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行定量分析。
氣相質(zhì)譜技術(shù)是將氣相色譜技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)相結(jié)合的一種分析方法,檢測(cè)人員需要通過氣相色譜技術(shù)將樣品中的化合物進(jìn)行分離,然后將分離得到的化合物引入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。①氣相質(zhì)譜技術(shù)具有靈敏度高、選擇性好、分析速度快等優(yōu)點(diǎn),可以同時(shí)檢測(cè)多種農(nóng)藥的殘留。②適用于分析易揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性較好的化合物,如有機(jī)氯、有機(jī)磷和有機(jī)氮農(nóng)藥等[3]。氣相質(zhì)譜技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用,可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行分離、檢測(cè)和定量分析。
液相質(zhì)譜技術(shù)是將液相色譜技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)相結(jié)合的一種分析方法。檢測(cè)人員需要通過液相色譜技術(shù)將樣品中的化合物進(jìn)行分離,然后將分離得到的化合物引入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。①液相質(zhì)譜技術(shù)具有較高的靈敏度、選擇性和分辨率,可以同時(shí)檢測(cè)多種農(nóng)藥的殘留。②適用于分析極性化合物和熱不穩(wěn)定性較差的化合物,如有機(jī)磷和有機(jī)氮農(nóng)藥等。液相質(zhì)譜技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用,可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)和定量分析。
生物傳感器技術(shù)的原理是利用生物分子與農(nóng)藥分子之間的特異性相互作用,將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)或光信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥殘留的檢測(cè)。
生物傳感器技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中具有很多優(yōu)勢(shì)。①具有非常高的靈敏度,可以檢測(cè)到低濃度的農(nóng)藥殘留。②可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),檢測(cè)結(jié)果可以在短時(shí)間內(nèi)得到。③具有非常高的特異性,可以針對(duì)不同的農(nóng)藥種類進(jìn)行檢測(cè),避免傳統(tǒng)檢測(cè)方法中的交叉反應(yīng)問題。④還可以進(jìn)行多重檢測(cè),同時(shí)檢測(cè)多種農(nóng)藥,提高檢測(cè)效率。
常見的電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)包括循環(huán)伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)和差分脈沖伏安法(DPV)等。
CV 主要通過在電極上施加一定的電位范圍,然后測(cè)量電流的變化來分析樣品中的化學(xué)物質(zhì)。CV 技術(shù)具有靈敏度高、選擇性好、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn),可以在非常低的濃度下檢測(cè)到農(nóng)藥殘留,對(duì)于不同種類的農(nóng)藥也具有較好的選擇性。
SWV 將方波信號(hào)加在工作電極上。通過測(cè)量方波電位的掃描電流,可以得到農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的濃度。SWV 技術(shù)具有高靈敏度、高選擇性和較高的檢測(cè)速度,可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)多種農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)。
DPV 利用脈沖電位的變化來檢測(cè)樣品中的化學(xué)物質(zhì)。DPV 技術(shù)具有高靈敏度、高選擇性和較高的檢測(cè)速度,可以用于檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留。
電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中具有許多優(yōu)點(diǎn)。①具有高靈敏度,可以在非常低的濃度下檢測(cè)到農(nóng)藥殘留。②具有較好的選擇性,可以區(qū)分不同種類的農(nóng)藥。③具有快速的檢測(cè)速度,可以在短時(shí)間內(nèi)完成檢測(cè)。這些特點(diǎn)使得電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)成為一種理想的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法。
免疫分析法是一種常見的檢測(cè)方法,根據(jù)免疫反應(yīng)原理,利用特異性抗體與目標(biāo)分析物(如農(nóng)藥殘留)之間的特異性結(jié)合來實(shí)現(xiàn)分析和檢測(cè)。免疫分析法主要包括化學(xué)發(fā)光免疫分析、放射免疫分析、熒光免疫分析和酶聯(lián)免疫吸附分析等。
化學(xué)發(fā)光免疫分析是主要利用化學(xué)發(fā)光反應(yīng)來檢測(cè)目標(biāo)分析物的方法。在該方法中,特異性抗體會(huì)與目標(biāo)分析物結(jié)合形成復(fù)合物,然后通過添加熒光標(biāo)記的二抗或底物,觸發(fā)化學(xué)發(fā)光反應(yīng),生成可見光信號(hào)。該信號(hào)的強(qiáng)度會(huì)與目標(biāo)分析物的濃度成正比,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥殘留的定量檢測(cè)?;瘜W(xué)發(fā)光免疫分析具有高靈敏度、高選擇性和廣泛的動(dòng)態(tài)范圍,適用于高通量分析和自動(dòng)化檢測(cè)[4]。
放射免疫分析是主要利用放射性同位素標(biāo)記的抗體來檢測(cè)目標(biāo)分析物的方法。在該方法中,特異性抗體與目標(biāo)分析物結(jié)合形成復(fù)合物,然后通過放射性同位素的放射性衰變來檢測(cè)復(fù)合物的濃度。該方法具有高靈敏度和高選擇性,但由于涉及放射性物質(zhì)的使用,需要嚴(yán)格的安全措施。
熒光免疫分析是一種利用熒光標(biāo)記的抗體來檢測(cè)目標(biāo)分析物的方法。在該方法中,特異性抗體會(huì)與目標(biāo)分析物結(jié)合形成復(fù)合物,然后通過激發(fā)熒光標(biāo)記的抗體產(chǎn)生熒光信號(hào)來檢測(cè)目標(biāo)分析物的濃度。熒光免疫分析具有高靈敏度、高選擇性和多重檢測(cè)的能力,被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境分析領(lǐng)域。
酶聯(lián)免疫吸附分析(ELISA)是一種利用酶標(biāo)記的抗體來檢測(cè)目標(biāo)分析物的方法。在該方法中,特異性抗體與目標(biāo)分析物結(jié)合形成復(fù)合物,然后通過添加酶標(biāo)記的二抗或底物,觸發(fā)酶催化反應(yīng),產(chǎn)生可見的顏色或熒光信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥殘留的定量檢測(cè)。ELISA 具有高靈敏度、高選擇性和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn),是常用的免疫分析方法之一。
酶抑制法主要通過選擇一種特定的酶,在特定條件下催化一個(gè)特定的底物,繼而產(chǎn)生可測(cè)量的信號(hào)。然后,將待測(cè)樣品與該酶和底物一起反應(yīng)。如果樣品中存在氨基甲酸酯類或有機(jī)磷類農(nóng)藥,它們會(huì)與酶發(fā)生相互作用,并抑制酶的活性。因此,在樣品中存在農(nóng)藥殘留的情況下,酶的活性會(huì)受到抑制,從而導(dǎo)致底物轉(zhuǎn)化率或信號(hào)強(qiáng)度的降低,從而間接得到農(nóng)藥殘留的含量[5]。酶抑制法具有快速、靈敏和操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。相比于其他傳統(tǒng)的分析方法,酶抑制法不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備和復(fù)雜的樣品前處理步驟,因此能夠?qū)崿F(xiàn)快速的農(nóng)藥殘留檢測(cè)。此外,酶抑制法對(duì)于不同種類的農(nóng)藥具有較高的選擇性,能夠針對(duì)特定的農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)。
隨著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題日益引起關(guān)注,快速、準(zhǔn)確、可靠的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法變得越來越重要。本文提出的方法在提高檢測(cè)速度和準(zhǔn)確度方面具有一定的優(yōu)勢(shì),但仍然存在一些挑戰(zhàn)和待解決的問題。未來的研究可以進(jìn)一步完善這些方法,并結(jié)合新的技術(shù)手段,以提高農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測(cè)的效率和可靠性。