淺談《儀器分析》課程中教學內容的研究與改革

段先哲等

【摘要】《儀器分析》是高等學校化學、地球化學及相關專業的專業基礎課之一，是現代分析化學的重要組成部分。現代分析檢測方法是該課程中的重要教學內容，是國內外教育者教學研究改革的主攻領域之一，而農藥殘留檢測是該領域的研究熱點。本文詳細介紹了現代的農藥殘留檢測方法的研究與改革現狀，其中色譜分析法由于具有高超的分離能力，在檢測農藥殘留方面得到了廣泛的應用，是農藥殘留最主要的檢測方法。這些方法的研究與改革是《儀器分析》課程教學內容的研究與改革的重要方向，具有重要意義。

【關鍵詞】儀器分析 農藥殘留檢測方法 色譜分析法 教學內容研究與改革

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）10-0226-01

1.引言

《儀器分析》是高等學校化學、地球化學及相關專業的專業基礎課之一，是現代分析化學的重要組成部分，也是化學、地球化學、化工、環境等研究所需的重要技術之一。現代分析檢測方法是該課程中的重要教學內容，是國內外教育者教學研究改革的主攻領域之一。由于農藥在農業生產過程中應用的嚴重利弊性（例如，雖然是保障糧食增產的決定性因素之一，是解決世界人口溫飽問題的有力保證，但也對環境和人類健康產生了嚴重的危害[1]），因此，農藥殘留檢測方法的研究已經受到國內外的廣泛關注。目前現代的農藥殘留檢測方法有：酶抑制法、免疫親和層析技術、生物傳感器法、色譜法等。

2.現代農藥殘留檢測方法的國內外研究現狀

（一）酶抑制法

酶抑制法（Enzyme Inhibition）原理是根據有機磷和氨基甲酸酯類農藥能抑制昆蟲體內的乙酰膽堿酶和羧酸酯酶的活性，造成乙酰膽堿和羧酸酯的積累，影響昆蟲正常的神經傳導，使昆蟲致死。酶抑制法是一種簡便、經濟、快速的檢測方法，但該方法只能用于測定有機磷和氨基甲酸酯類農藥，方法檢出限普遍較高，所以此類方法的應用具有一定的局限性。例如，葛靜等[2]發現韭菜等樣本用酶抑制法檢測經常出現假陽性問題。

（二）免疫分析法

免疫分析法（Immunoassay，IA）就是基于抗原抗體的特異性識別和結合反應為基礎的分析方法，其中酶免疫分析法（EIA）[3]是目前普遍用的方法，廣泛用于檢測水、土壤、食品中的各種農藥殘留，方法簡便、快速、前處理程序簡化，不需凈化。

（三）生物傳感器法

生物傳感器（Biosensors）是生物反應技術與傳感技術有機結合的產物，是用生物活性物質（如酶、抗體、抗原、細胞等）作識別元件，與復雜樣品中特定的目標分析物之間（如酶與底物、抗體與抗原之間）的識別反應會產生一些物理化學（如光、熱、聲、質量、顏色、電化學等）的變化，這些變化通過不同原理的傳感器（如光敏管、壓電裝置、熱敏電阻、離子選擇性電極等）轉換成第二信號（通常為電信號），經儀表放大后顯示或記錄，從而達到分析監測的目的。生物傳感器測量快速、專一性好、易操作、設備簡單，目前已有不少商品化的產品問世。生物傳感器在市場上將具有極強的競爭力。例如，Mulchandani等[4]將適量的菌體與3：1的石墨粉和礦物油混合在一起制成工作電極的敏感元件。檢測限達2×10-7mol/L和1×10-6mol/L，此種類型的傳感器在制備、檢測靈敏度和響應時間等方面較乙酰膽堿酯酶傳感器優越，因此，有著廣闊的應用前景。李建平等[5]研制了一種快速檢測痕量除草劑的電化學生物傳感器。可以對百草枯、敵草龍、撲草凈、阿特拉津、莠滅凈等除草劑進行檢測。

（四）色譜法

色譜法（Chromatography）是農藥殘留最主要的檢測方法，最常用的有氣相色譜（GC）、氣質聯用法（GC-MS和GC-MS/MS）、液相色譜法（HPLC）、液質聯用法（HPLC-MS和GC-MS/MS）等，色譜法具有高選擇性、高分離效能、高靈敏度、快速的特點，可以對每種農藥進行準確定性和定量，是國際公認的農藥殘留檢測方法，是農藥殘留檢測最常用的方法[6-9]。色譜法也稱之為色層法或層析法，是一種物理化學分析方法，它利用混合物中各物質在兩相間分配系數的差別，當溶質在兩相間做相對移動時，各物質在兩相間進行多次分配，從而使各組分得到分離。可完成這種分離的儀器即色譜儀。

3.結語

現代的農藥殘留檢測方法包括酶抑制法、免疫親和層析技術、生物傳感器法、色譜法等，其中色譜分析法由于具有高超的分離能力，而各種分析對象又大多是混合物，為了分析鑒定它們的物質組成和含量，必須進行分離，所以色譜法成為許多分析方法的先決條件和必要的步驟。目前色譜法在檢測農藥殘留方面得到了廣泛的應用，是農藥殘留最主要的檢測方法。這些方法的研究與改革是《儀器分析》課程教學內容的研究與改革的重要方向，具有重要意義。

參考文獻：

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[2]葛靜， 王素利， 錢傳范， 等. 韭菜中農藥殘留酶速測法假陽性消除研究[J]. 食品科學， 2008， 29（4）：299-301.

[3]蔣成淦編著. 酶免疫測定法[M]. 北京：人民衛生出版社， 1984.

[4]Mulchandani P， Chen W， Mulchandani A， et al. Amperometric microbial biosensor for direct determination of organophosphate pesticides using recombinant microorganism with surface expressed organophosphorus hydrolase[J]. Biosensors &Bioelectronics， 2001（16）：433-437.

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通訊作者簡介：

李南（1985-），女，碩士，研究方向為分析化學，儀器分析。