快速檢測技術在農產品質量安全監管中的實踐研究

周 瑩

洪澤區農業農村局，江蘇洪澤 223300

噴灑農藥能夠有效避免農作物受到病蟲侵害，但過量噴灑農藥會導致農產品表面出現殘留跡象。為避免我國民眾因農藥殘留問題導致身心受到傷害，需要重視農產品農藥檢測技術的應用。分別從表面增強拉曼散射技術以及酶抑制法2個維度探究快速檢測技術的應用。

1 農產品質量安全監管中快速檢測技術探析

快速檢測是目前世界各國測定農藥殘留普遍采用的一種方法。目前我國農產品質量安全監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，先蒸發被檢測的試樣，然后將載氣，即流動相送入色譜柱。柱內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，所以經常被用來檢測農產品中的農藥等有害物質。國外學者采用該方法對氨基甲酸酯類殺蟲劑的含量進行了定量測定，結果表明，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具有很好的應用前景，尤其適合于高沸點、強極性、熱穩定性差的樣品分離和分析。HPLC還被廣泛用于測定農產品中的毒物殘留量。國外一位學者采用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，我國頻繁發生農產品質量安全事故，給人們生命財產造成了巨大損失。為保障廣大人民群眾“舌尖上”的安全，各級政府高度重視農產品質量安全工作，加強對農產品生產、加工和流通全過程的監督管理，不斷完善相關法律法規體系建設，健全農產品質量安全檢驗監測體系，加大執法監督力度，有效地提高了農產品質量安全水平。但是，由于農產品種類多、數量大、分布廣等，導致農產品質量安全問題時有發生，嚴重威脅著廣大消費者身體健康和生命安全[2]。因此，如何進一步做好農產品質量安全監管工作，切實維護好人民群眾合法權益，已成為當前亟需解決的重大現實課題。

為了更好地保障農產品的質量安全，需要建立一個完善的農產品快檢體系。該體系應包括樣品采集、初篩、精測等環節。其中，樣品采集是非常重要的一環，它直接關系著后續的分析結果是否準確、可靠。目前，常用的樣品采集方法主要有以下幾種：一是現場采樣法；二是市場抽樣法；三是電話訂購法；四是網絡銷售平臺購買法。無論采用何種方式采集樣品，都必須嚴格按照規范操作程序執行，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，以免影響后續的檢測結果。

除了樣品采集，初篩和精測也是快檢體系不可缺少的2個環節。初篩就是將初步篩選出來的疑似樣品，通過一定的儀器設備進行進一步的篩選和鑒別，確定其是否符合國家標準要求。而精測則是利用高端精密的分析儀器，對經過初篩后的樣品進行精確測定，得出具體數據，并判斷其是否合格[3]。這2種方法各有優劣，可以相互補充，提高檢測效率和準確率。此外，在實際操作過程中，還需要充分考慮各種因素的影響，如環境條件、檢測儀器設備性能、人員素質等，盡可能減少誤差和干擾，從而保證檢測結果的科學性和權威性。

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

2 表面增強拉曼散射技術分析

拉曼散射是一種典型的非彈性散射。1974年，英國科學家對經過粗加工的銀電極上吸附的吡啶分子進行了拉曼散射試驗，得到了非常強烈的光譜，其強度比一般的光譜要高出105倍。3年后，有學者對銀電極進行了同樣的測試，發現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生的拉曼散射稱為表面增強的拉曼散射。

近幾年，隨著納米技術的不斷發展，表面增強拉曼散射（SERS）技術在各個方面的應用都有了長足的進步。2013年，某學者利用自組裝技術研制出了具有高重復性的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，某學者使用Klarite強化基底檢測蘋果中的西維因，測試限為0.5 μg/g[5]。

2017年，某學家利用一種改良的嵌段共聚物光刻技術，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成功制備出一種能用于大豆、辣椒粉檢測的表面增強拉曼散射技術。該研究人員利用表面增強的拉曼散射技術，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合的表面增強拉曼散射技術，可以對溶菌酶進行表面增強拉曼散射，達到0.5 μg/mL。隨后將表面增強拉曼散射技術與DNA技術相結合，對花生中常見的致癌物質——黃曲霉毒素進行表面增強拉曼散射技術分析，其檢出限為0.4 fg/mL，回收率為89%～121%[6]。

3 表面增強拉曼散射技術檢測研究

亞胺硫磷是一種殺蟲劑和殺菌劑，被廣泛應用于蔬菜水果種植領域。在實際應用期間，倘若出現農藥殘留現象，將引發食品安全問題，威脅民眾生命健康。本文將重點探討表面增強拉曼散射技術測量亞胺硫磷等殺蟲劑的方法。通過對農作物中殺蟲劑殘留進行定向和定量分析，檢測農藥殘留狀況，為農產品安全管理工作開展提供參考。

3.1 實驗材料

實驗選擇的農產品為番茄、黃瓜、榴蓮。水為去離子水。本次實驗中需要將銀溶膠和SERS作為增強基底，當銀溶膠作為增強基底時，積分時間為5 s，當SERS作為增強基底時，積分時間為8 s。

3.2 表面增強拉曼散射技術檢驗流程

首先，需要工作人員對農作物進行預處理，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。由于當前SERS技術無法對整個農作物沃亞胺硫磷殘留進行半定量檢測，因此需要采用離心粉碎的方式進行處理。工作人員需要將番茄與去離子水按照1∶9的比例進行混合攪拌，隨后利用榨汁機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。離心管參數設計如下：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作物，同樣利用上述方式進行處理[7]。

其次，工作人員需要將銀溶膠作為增強基底，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生相互反應，通過這一反應能夠有效增強SERS的信號，從而提高檢測效率。從SERS電池增強角度來看，當納米銀等金屬離子受到電場的影響，出現共振加強時，SERS效應也會發生不同程度的變化。產生這一現象的主要原因在于受到電場增強的影響，金屬納米顆粒表面結構會出現分布不均現象。例如：當納米銀顆粒之間相互接觸時，則會產生較強的電場能力，并形成SERS熱點。隨后技術人員需要將待測液滴到玻璃襯底上，并利用激光焦點聚焦，同時采集SERS信號[8]。

在上述實驗中，為增強檢測效果，研究人員利用1種無機鹽作為亞胺硫磷分子的SERS信號。但從實際應用角度來看，不同濃度的促凝劑對SERS信號增強效果的影響各不相同。為選擇1種科學、合理的無機鹽溶液作為增強SERS效果的最佳促凝劑，需要開展如下測試：技術人員需要分別選用A、B、C、D 4種無機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的銀溶液進行充分攪拌。此時，需要利用拉曼光譜儀采集光譜信號，通過數據對比，獲得增強效果最為明顯的無機鹽溶液。通過數據分析可以得出，選擇A作為促凝劑時，對應的亞胺硫磷水溶液光譜強度最高。

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現，利用A促凝劑能夠進一步提高亞胺硫磷的光譜強度。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。技術人員需要在反應皿中添加40 μL的銀溶液，再加入10 μL的無機鹽溶液，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。對黃瓜和榴蓮等農作物重復上述操作。通過數據分析發現，當促凝劑濃度為0.5 mol/L時，亞胺硫磷SRS光譜信號強度最大。

技術人員需要根據上述實驗結果，構建農作物中亞胺硫磷殘留量與拉曼特征峰強度之間的變化曲線。觀察當亞胺硫磷殘留量在2.5 ～1 002.5 μg/g范圍內與光譜信號強度之間的線性關系。構造直線方程并得出系數R2值，以此清晰、直觀地了解農作物中有害殘留變化。為進一步了解該變化曲線的真實性，還需要技術人員對該檢測方式的回收率進行細致研究。技術人員需要分別將不同殘留量的番茄待測樣品進行預處理，得到上清液，再通過SARS技術進行半定量分析，得到檢測方法的回收率，構造回收率和相對標準偏差表格。

如表1所示，當農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果

4 酶抑制法檢測原理及應用

農產品培育期間，需要農業人員結合不同農產品的類型，選擇針對性的農藥。然而，不同農藥的分子結構存在一定的差異性，雖然大多數農藥的作用機理具有高度相似性，但依舊存在少數農藥作用機理不同的現象。例如：有機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對昆蟲神經系統的酶活性產生抑制作用，阻礙昆蟲神經遞質的正常傳導，最終造成昆蟲死亡。當技術人員采用酶抑制法對農作物農藥殘留情況進行數據分析期間，需要利用底物對其進行檢測，并觀察顯色劑的顏色變化情況，根據顏色變化確定農藥殘留的類型和殘留量。

值得注意的是，將酶抑制法應用于農產品檢測需要重視環境因素，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，技術人員需要嚴格控制實驗室環境，避免酶對外界溫度產生較強的敏感性而影響檢驗結果。此外，不同類型的酶和檢測方式也會使最終檢測結果的可靠性產生不同。現階段，我國市場上用于酶抑制法檢測的酶種類數量眾多，需要技術人員結合實際情況進行綜合考量。

試紙檢測是最為便捷的酶抑制檢測方法，在實際應用期間，需要技術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，判斷被測樣品表面的農藥殘留。例如：技術人員可以準備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，觀察最終結果。由于膽堿酯酶只能與乙酰膽堿類物質才能發生水解反應，因此，觀察試紙表面的顏色能夠判斷乙酰膽堿類的殘留量。若需要在同一農產品中應用該技術探究2種不同類型的農藥殘留，則需要分別進行檢測。藍色、淺藍色、白色是常見的實驗數據，工作人員僅需靜靜等待被測樣品與試紙發生顏色變化即可完成相關檢測工作，無需采用其他設備或儀器對數據結果進行分析。

比色法也是酶抑制法的重要方式。農業領域有機磷農藥和氨基甲酸酯類農藥都會對膽堿酯酶活性產生一定影響，通過比色法能夠幫助技術人員了解農產品中各種農藥殘留是否出現超標現象。在實際應用期間，需要將被檢農產品進行切碎攪拌處理，提取農產品溶液后，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，技術人員可以觀察被檢物品是否農藥殘留超標，該技術在農藥檢測領域具有較高的應用價值[1]。

現階段，酶傳感器被廣泛應用于農產品農藥殘留檢測領域，不同于傳統檢測技術，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成分。酶傳感器的技術原理在于通過觀察生物敏感部件與轉換器之間的相互關系，判斷特定化學成分的類型和含量。這種技術檢測準確度較高，在農藥檢測領域發揮著重要作用。但從實際應用角度來看，該技術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致活性降低或直接失活，因此該技術未來推廣發展依舊需要較長時間。

5 結束語

為進一步推動我國農業領域現代化發展，不僅需要加強田間管理，還需要推廣與應用快速檢測技術。只有快速、全面地分析農產品中的農藥殘留情況，才能夠為農產品質量安全監管工作提供重要的數據支持。