食品檢驗檢測中的殘留農藥快速檢測方法研究

摘 要：食品安全問題一直是社會關注的焦點，其中殘留農藥的檢測尤為重要。傳統的殘留農藥檢測方法存在耗時長、操作復雜等缺點，難以滿足食品安全監管的需求。本文綜述食品檢驗檢測中殘留農藥快速檢測方法的研究進展，重點介紹基于免疫分析技術、光學檢測技術和色譜-質譜技術的快速檢測方法。

關鍵詞：食品安全；殘留農藥；快速檢測

Research on Rapid Detection Methods for Residual Pesticides in Food Inspection and Testing

XIA Xiaoli， YANG Xiaomin， KONG Li

（Rizhao Quality Inspection and Testing Research Institute， Rizhao 276800， China）

Abstract： Food safety issues have always been a focus of social concern， among which the detection of residual pesticides is particularly important. The traditional residual pesticide detection methods have drawbacks such as long time consumption and complex operation， which are difficult to meet the needs of food safety supervision. This article reviews the research progress of rapid detection methods for residual pesticides in food inspection and detection， with a focus on rapid detection methods based on immunoassay technology， optical detection technology， and chromatography-mass spectrometry technology.

Keywords： food safety; residual pesticides; rapid detection

隨著農業生產的不斷發展，農藥在提高農作物產量、改善農產品品質方面發揮著重要作用。為保障食品安全，有效監控農藥殘留水平，開展殘留農藥檢測工作十分必要。近年來，快速檢測方法受到廣泛關注，其具有檢測速度快、操作簡便、儀器設備相對簡單等優點，為殘留農藥檢測提供了新的思路和手段。本文對殘留農藥快速檢測方法的研究進展進行綜述，以期為相關工作者提供參考。

1 快速檢測方法概述

1.1 快速檢測的概念

快速檢測是相對于傳統檢測方法而言的，指通過簡化樣品前處理、縮短檢測時間、降低檢測成本等措施，在保證檢測結果可靠的前提下，實現對目標物的快速分析和測定。與傳統檢測方法相比，快速檢測方法具有檢測速度快、操作簡便、儀器設備簡單等優點[1]。

1.2 與傳統檢測方法的區別

與傳統檢測方法相比，快速檢測方法在樣品前處理、檢測原理、儀器設備等方面存在明顯差異。傳統方法通常需要復雜的樣品前處理過程，如提取、凈化、濃縮等，而快速檢測方法多采用簡化的前處理方式，如稀釋、過濾等。傳統方法主要基于物質的理化性質進行分離分析，而快速檢測方法則利用物質的特異性識別、光學信號傳導等原理實現快速檢測。此外，快速檢測所需的儀器設備通常較為簡單，便于操作和維護。

1.3 基于不同原理的快速檢測技術

根據檢測原理快速檢測技術可分為多種類型，包括免疫分析技術、光學檢測技術、色譜-質譜技術等[2]。免疫分析技術利用抗原抗體的特異性結合反應實現目標物的快速檢測，代表性技術有酶聯免疫吸附測定法和免疫層析技術。光學檢測技術通過光學信號的變化反映目標物是否存在及其含量，常見的有表面等離子體共振技術和光纖傳感技術。色譜-質譜技術通過優化色譜分離條件和質譜檢測參數，實現殘留農藥的快速分離和檢測，如氣相色譜-質譜聯用技術和超高效液相色譜-質譜聯用技術。

2 基于免疫分析技術的快速檢測方法

2.1 酶聯免疫吸附測定法

酶聯免疫吸附測定法是一種利用酶標記抗體或抗原，通過抗原抗體的特異性結合反應，并結合酶促反應產生的可檢測信號，實現目標物定量分析的免疫分析技術。該方法具有靈敏度高、特異性強、可實現快速分析等優點，已成為殘留農藥檢測領域的重要工具。

酶聯免疫吸附測定法根據反應原理和操作流程的不同，可分為直接競爭法、間接競爭法和雙抗體夾心法等不同類型[3]。直接競爭法是將酶標記的抗原與樣品中的目標物同時加入包被抗體的微孔板中，二者競爭性結合抗體，結合量越少，酶促反應產生的信號越強，樣品中目標物含量越高。間接競爭法是將抗原包被在微孔板上，樣品中的目標物與酶標記的抗體進行競爭結合，結合量越多，酶促反應產生的信號越弱，樣品中目標物含量越高。雙抗體夾心法是將捕獲抗體包被在微孔板上，樣品中的目標物與酶標記的檢測抗體形成“抗體-抗原-酶標記抗體”的夾心復合物，酶促反應產生的信號與樣品中目標物含量成正比。

2.2 免疫層析技術

免疫層析技術是通過抗原抗體在層析介質上的特異性反應實現對目標物的定性或半定量分析。免疫層析技術的核心是將特異性抗體固定在層析介質上，形成檢測線和對照線。當樣品中含有目標物時，目標物會與標記的信號報告分子的特異性抗體結合，形成免疫復合物。該復合物隨著樣品液的運移，被檢測線上固定的抗體捕獲，形成可見的檢測線，表明樣品中存在目標物；而未結合的標記抗體會被對照線上的抗體捕獲，形成對照線，表明試紙條正常工作。通過觀察檢測線和對照線的顏色深淺，可以判斷樣品中是否含有目標物及其含量的高低。免疫層析試紙條具有設計巧妙、制備簡單、檢測快速等特點，已成為殘留農藥現場快速檢測的重要工具。試紙條的關鍵在于選擇高親和力、高特異性的抗體，合理設計層析介質和樣品墊，優化包被條件和信號放大系統，從而實現高靈敏度、低檢出限的快速分析[4]。

3 基于光學檢測技術的快速檢測方法

3.1 表面等離子體共振技術

表面等離子體共振技術是一種基于金屬表面等離子體共振效應的高靈敏、無標記、實時檢測技術。表面等離子體共振技術利用金屬薄膜表面激發的表面等離子體波與入射光發生共振，形成表面等離子體共振信號。當待測物與金屬表面固定的識別分子（如抗體、核酸適配體等）結合時，會引起表面折射率的變化，進而導致表面等離子體共振信號發生變化。通過檢測表面等離子體共振信號的變化，可實現對目標物的快速、靈敏檢測。表面等離子體共振技術具有靈敏度高、無須標記、可實現實時動態監測等優點，在殘留農藥檢測領域具有廣闊的應用前景。通過合理設計表面等離子體共振傳感器，優化金屬薄膜的制備工藝，選擇高親和力、高特異性的識別分子，可建立高靈敏度、高選擇性的表面等離子體共振農藥殘留檢測方法。表面等離子體共振技術可實現農藥殘留的快速、在線連續監測，大幅縮短檢測時間，提高檢測效率。通過優化金屬薄膜的材料選擇、厚度控制、表面修飾等，可提高傳感器的靈敏度和穩定性。選擇與目標農藥高親和力、高特異性的識別分子（如單克隆抗體、核酸適配體等），可顯著提高檢測的選擇性和特異性。

3.2 光纖傳感技術

光纖傳感技術是一種利用光纖傳導特性，將識別元件固定在光纖表面，通過檢測識別元件與目標物結合引起的光信號變化，實現目標物快速、在線檢測的新型傳感技術[5]。光纖傳感技術的核心是光纖傳感器的設計和制備。通過在光纖表面修飾敏感材料（如量子點、分子印跡聚合物和有機配體等），構建特異性識別層，實現對目標農藥的選擇性識別和富集。當農藥分子與識別層結合時，會引起光纖傳導特性的改變，如折射率、吸收系數、熒光強度等發生變化，通過檢測這些光信號的變化，可實現對農藥殘留的快速、靈敏檢測。光纖傳感器的性能主要取決于敏感材料的選擇和制備工藝。量子點具有尺寸小、比表面積大、光學性質優異等特點，可用于構建高靈敏度的光纖傳感器。通過表面修飾，引入特異性識別基團，可顯著提高量子點光纖傳感器的選擇性。分子印跡聚合物具有預定義的識別位點，對目標分子具有高親和力和特異性，可用于制備高選擇性的光纖傳感器。光纖傳感技術在農藥殘留檢測中的應用不斷深入，各類農藥如有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯等都有相應的光纖傳感檢測方法。研究人員通過合理設計光纖傳感器，優化敏感材料的制備工藝，建立了高靈敏度、高選擇性的光纖農藥殘留檢測方法。光纖傳感器體積小、便于集成，可實現農藥殘留的在線連續監測，大大提高了檢測效率。

4 基于色譜-質譜技術的快速檢測方法

4.1 氣相色譜-質譜聯用技術

氣相色譜-質譜聯用的關鍵在于色譜柱的選擇和進樣技術的改進。采用短柱、小內徑柱、高載氣流速等策略，可大幅縮短色譜分離時間，實現殘留農藥的快速分離。同時，使用高速進樣技術，如大體積進樣、快速加熱進樣等，可顯著提高進樣量和進樣速度，進一步縮短分析時間。采用選擇離子檢測模式，可顯著提高檢測靈敏度和選擇性。通過優化離子源溫度、電子能量、碰撞能量等參數，可最大限度地提高目標分析物的離子化效率和碎片離子豐度，實現痕量農藥殘留的靈敏檢測[6]。研究人員通過系統優化氣相色譜-質譜檢測條件，建立了多種農藥殘留的快速檢測方法。這些方法具有分析速度快、靈敏度高、重現性好等特點，可在數分鐘內實現數十種至數百種農藥殘留的同時檢測，大大提高了檢測效率。氣相色譜-質譜聯用技術的樣品前處理也在不斷改進，采用QuEChERS、固相微萃取等快速前處理技術，可顯著縮短樣品制備時間，進一步提高檢測速度。

4.2 超高效液相色譜-質譜聯用技術

超高效液相色譜-質譜聯用技術是殘留農藥檢測領域的另一項重要技術。與高效液相色譜相比，超高效液相色譜采用短柱、小粒徑填料（通常小于2 μm），可在更高的壓力下實現快速、高效的色譜分離。與串聯質譜聯用，超高效液相色譜-質譜可實現殘留農藥的高靈敏度、高選擇性檢測，是多殘留農藥同時分析的理想技術。

超高效液相色譜-質譜聯用技術的關鍵在于色譜分離和質譜檢測條件的優化。在色譜分離方面，采用短柱、小粒徑填料，可顯著縮短分析時間，提高色譜分離效率。優化流動相組成、梯度洗脫條件等，可實現多種農藥殘留的快速分離。在質譜檢測方面，采用電噴霧電離、大氣壓化學電離等軟電離技術，可獲得目標分析物的準分子離子峰，提高檢測的靈敏度和選擇性。優化質譜參數，如離子源溫度、碰撞能量、多反應監測條件等，可最大限度地提高檢測性能。

超高效液相色譜-質譜聯用技術在殘留農藥檢測中的應用優勢明顯。與氣相色譜-質譜相比，超高效液相色譜-質譜聯用技術適用于更多種類的農藥的檢測，特別是極性較強、熱穩定性差的農藥。采用超高效液相色譜-質譜聯用技術可實現數百種農藥殘留的同時分析，大大提高了檢測通量。優化樣品前處理方法，如QuEChERS、固相萃取等，可進一步縮短分析時間，提高檢測速度。超高效液相色譜-質譜聯用技術的定量檢測通常采用基質匹配標準曲線法，可有效減少基質效應的干擾，提高定量分析的準確性。

5 結語

隨著科學技術的進步，殘留農藥快速檢測方法不斷涌現，極大地提高了檢測效率，為食品安全監管提供了有力保障。免疫分析技術、光學檢測技術、色譜-質譜技術等為殘留農藥快速檢測開辟了新的途徑，使得現場快速篩查、實驗室精確檢測等成為可能。今后，相關人員要繼續加強殘留農藥快速檢測方法的研究，不斷提高檢測的靈敏度、準確性和適用性，為守護人們“舌尖上的安全”貢獻力量。

參考文獻

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