食品中快速檢測農藥殘留技術探究

□ 劉 淵 朱 虎 高迎利 陜西省咸陽市乾縣靖莊路東側檢測中心

農藥殘留是水果、蔬菜和農產品檢測的重要指標，農藥殘留是否超標直接關系著人們的身體健康和飲食生活，目前，有很多種檢測農藥殘留的技術，各有優劣，人們對農藥產品的關注度越來越高，要求對不同檢測方法進行優化改進，使檢測方法更有效的為人們服務。

1 食品中農藥殘留檢測方法

1.1 分光光度法

分光光度法的原理是顯色反應，利用顯色程度來判斷農殘量。主要是利用農藥有機磷、氨基甲酸酯類農藥對特定的酶有抑制作用，反應后根據底物顏色顯色程度來定量分析農殘量。目前，此原理除了分光光度法，還開發了快速檢測的顯色紙片法。分光光度法的優勢是操作簡單、對操作人員的技術水平要求較低，主要用于農殘的普查和急性中毒事件的檢查，但只能檢測有機磷還有氨基甲酸酯類農藥，不能具體檢測農藥種類和農藥殘留量，此外，分光光度法對特異性要求比較高，需要控制的條件比較多，檢測結果容易出現一些假陽性或假陰性現象[1]。

1.2 免疫分析法

免疫分析法主要的幾種檢測方法是酶免疫分析或酶聯免疫吸附分析、化學發光免疫分析、熒光免疫分析和放射免疫分析。其中應用比較普遍的是酶免疫分析或酶聯免疫吸附分析，目前已用于芬普尼、嘧霉胺、苯并咪唑和咪唑類化合物類農藥的檢測。主要原理是抗原與抗體之間的免疫反應，操作方式是刺激機體的免疫系統產生抗體，利用小分子的農藥與大分子的蛋白質抗原結合制成抗原，標記抗體，通過對標記的抗體進行檢測。酶免疫分析或酶聯免疫吸附分析有兩種檢測方法：①直接檢測；②間接檢測。直接檢測是將農藥抗體固定，抗原抗體發生反應后將沒有吸附的物質洗脫，加入酶進行反應，利用標準曲線計算出農藥殘留量。間接法是將農藥—蛋白偶聯物（包被抗原）進行處理后進行顯色反應，處理方式同直接檢測法相同，利用標準曲線計算農藥殘留量。目前，酶免疫分析或酶聯免疫吸附分析的應用較多，但弊端是操作煩瑣、操作步驟較多、不適用現場檢測，還需要改進。化學發光免疫分析法是將抗體或抗原用化學發光物質標記的化學分析方法。目前，較常用的方法是膠體金熒光標記法，其工作原理是基于膠體金標記的抗體與人工抗原間進行特異性結合反應，在檢測帶形成聚集而顯色，或因先與被檢測樣品產生競爭性結合反應而不能在檢測帶聚集顯色，具有獨特的優點，但樣品制備過程較復雜，而且不適合多種農藥殘留的樣品檢測，試劑的研究過程周期長費用高，不利于方法的推廣使用[2]。

1.3 生物傳感器法

生物傳感器是一個獨立的集成裝置，利用一種能與換能元件在空間上直接接觸的生物識別元件，提供特定的定量或半定量的分析信息。生物傳感器主要有免疫傳感器、酶傳感器和微生物傳感器。免疫傳感器類似免疫分析法，可滿足定量分析，其原理是將抗原與半抗體抗原固定，然后在固相支撐物表面進行測定。酶傳感器有酶抑制和酶水解兩種類型，其原理是用酶來測定農藥的濃度，酶抑制主要是利用農藥對酶的抑制程度來檢測農藥的濃度，農藥的濃度對酶的抑制程度可用各種傳感器來測定。酶水解就是利用水解酶將農藥分解，分解的產物將信號傳遞給傳感器，傳感器根據分解產物傳遞出的不同信號測定出農藥的濃度[1]。

微生物傳感器主要是利用微生物將農藥作為底物吸收利用或分解農藥產生特定的物質，并將信號傳送到傳感器，傳感器根據接收到的信號來定量檢測農藥的濃度。此方法具有檢測成本低且檢測結果穩定的優勢，應用較廣泛。

1.4 光譜分析法

光譜分析法主要有可見—近紅外、紅外、拉曼光譜、激光誘導擊穿光譜等。光譜分析法操作簡單，沒有復雜的樣品前處理也沒有檢測試劑。原理是利用農藥分子結構的光譜特性，結合化學計量學方法完成對農藥殘留情況的鑒別。在水果蔬菜等農產品的農藥殘留定性定量檢測中，應用較多的是可見—近紅外，成本低、無污染、方便快捷。

1.5 納米生物技術

隨著科技的發展，納米技術也被應用到農藥殘留的檢測中，現在較常見的納米技術有金納米粒子、量子點和多壁碳納米管等。納米技術的原理是利用納米材料的某些物理學、生物學特性進行農藥殘留的檢測。金納米技術的金納米粒子，其光學特性受粒子的形狀、大小、介質折射率及聚集態和包覆劑的影響。沙蠶毒素類殺蟲劑就是利用金納米技術進行檢測的，其原理是沙蠶毒素中的氨基帶正電，可在靜電的作用下吸附帶負電的金納米粒子，且沙蠶毒素中的硫基可代替金納米粒子表面的檸檬酸，在二者的共同作用下，金納米粒子發生反應聚集，顏色發生變化，聚集的程度與沙蠶毒素的濃度有關，從而可檢測沙蠶毒素的殘留量。量子點是熒光標記技術，是在3個空間方向上束縛半導體納米結構，即導帶電子、價帶空穴及激子。此外，MWCNTs多臂碳納米管多用于農藥殘留的分散固相萃取，其檢測方法有著優異的表面性能的優勢，應用廣泛。

1.6 分子印跡技術

分子印跡技術是一種單分子識別技術，原理是抗體的免疫分析。分子免疫技術中較關鍵的物質是分子印跡聚合物，作用是特異性識別和選擇性吸附特定目標分子。分子印跡技術在農藥殘留中主要用來對單一農藥殘留進行檢測，或用來進行前處理，此項技術在未來農藥檢測中有很大的發展空間。

1.7 微流控技術

微流控是操作微管道處理或操縱微小流體的系統，可實現自動化，其操作簡單節省人力的優點已被國外學者用來和酶抑制方法結合檢測農藥克百威，大量減少了酶的消耗。目前，檢測農藥殘留較熱點的研究是微流控芯片與生物傳感器相結合。

1.8 氣相色譜法

氣相色譜法是將樣品氣化隨惰性氣體流動相進入色譜柱中進行農藥分離，根據保留時間不同，觀察相應物質的出峰時間，判斷殘留農藥種類，根據峰值計算殘留量[3]。氣相色譜的優點是操作簡單、樣品用量少、分離效率高和操作快捷簡單。但不能進行現場操作檢測，對一些比較難分析的樣品，需純度較高的標準品，成本較高。

1.9 酶抑制法

酶抑制法主要利用抑制動物神經酶活性來檢測農藥殘留的技術，主要為有機磷水解酶法、植物酯酶抑制法。目前，測定有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留應用酶抑制方法中的膽堿酯酶抑制法[4]。原理是膽堿酯酶遇水分解，分解后的產物有顯色反應，農藥中的乙酰膽堿酯酶抑制物抑制動物神經膽堿酯酶活性導致昆蟲死亡。此方法的優勢是快速，短時間內就可檢測出有機磷類和氨基甲酸酯類農藥在果蔬中的殘留量，成本低，易操作。目前，已開始推廣酶抑制劑法檢測農藥殘留量。

1.10 化學發光法

化學發光法是用來檢測有機磷農藥殘留的方法，主要用到的發光物質是魯米諾、光澤精和洛酚堿。在反應過程中，分子吸收釋放的能量，使分子從基態到激發態再到基態，能量變化轉變為電信號的變化，有機磷試劑的濃度與電信號的大小成正比關系，根據這種關系檢測有機磷農藥的殘留，此方法具有檢測結果準確、操作簡單的優勢。

2 結語

目前，檢測農藥殘留的技術有很多，可實現農藥殘留的基礎檢測。但是，檢測方法還存在一定的弊端，檢測標準不規范，導致檢測結果科學性不高，影響產品的出口貿易。檢測耗時長，給產品的安全性帶來威脅。尋找探索快速、安全、有效的檢測方法還需要研究人員的努力。