我國農藥分析部分檢測技術標準現狀及比較分析鄭瓊英

晉文慧　周莉英　鄧虹霄　劉偉　向平　陳航　沈保華

關鍵詞：農藥檢測，標準，綜述

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.01.038

0 引言

農藥是指農業上用于防治病蟲害及調節植物生長的化學藥劑[1]，當前我國農藥產品登記信息逾4萬條[2]，與農藥相關的涉毒案事件時有發生[3-4]。

常見高、劇毒農藥有八甲磷、乙硫磷、苯硫磷、三硫磷、甲基內吸磷、毒鼠磷、敵敵畏、華法林、殺鼠醚、溴敵隆、大隆、氟鼠靈、敵鼠、氯敵鼠、殺鼠酮、異殺鼠酮、三氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯和阿維菌素等[5]，因其具有較高的急性毒性，是法醫毒物學研究始終關注的目標化合物群體。禁限用農藥除危害性外，還擁有不得（限制）使用的法律屬性，在公共法律服務當中，受社會關注度更高。

農藥的檢測方法隨科技的進步呈多樣化的發展趨勢。但是在社會檢測服務中，經過標準化整理，相對更為單一的檢測技術運用則更有利于結果的普適化和統一化，是社會裁判與公信力統一的基礎之一?！秶覙藴驶l展綱要》（國市監標技發〔2022〕64號）提出，需完善現代服務業標準支撐、完善行政管理和社會治理標準體系、實施基本公共服務標準體系建設工程。《司法鑒定程序通則》（司法部令 第132號）也明確規定：司法鑒定服務的展開，必須依序遵守和采用該專業領域的國家標準、行業標準和技術規范或該專業領域多數專家認可的技術方法執行。因此，相關領域的標準化工作越來越受到重視。

基于上述背景，本文整理現行有關于禁限用農藥和部分高、劇毒農藥的110項檢測類國家標準（GB）、公安安全行業標準（GA）、司法行政行業標準（SF）、農業行業標準（NY）和地方標準（DB），分別就樣品處理方法、儀器分析方法及標準規定的結果評價方式進行整理歸納，展示現行標準中分析技術的應用情況，以期為社會檢測服務實踐提供基礎性信息，并嘗試為法醫毒物學及相關領域標準化研究提供參考。

1 樣品處理技術選取

本文綜述的110篇技術標準，涉及的樣品處理技術有固相萃取法（S P E）、分散固相萃取法（DSPE）、液-液萃取法（LLE）、凝膠滲透色譜法（GPC）。其中，SPE應用率約35%，DSPE約8%，LLE應用率約58%，GPC應用率約11%。各樣品處理技術的應用率總和超過100%，是因為一些標準中使用了多種樣品處理技術。并非所有樣品技術標準都被使用，NY中SPE的應用率較其他幾類標準高，而SF中LLE的應用率較其他幾類標準高，GB、GA和DB中SPE和LLE的應用率幾乎相同。

1.1 SPE

SPE是由液固萃取和柱液相色譜技術相結合發展而來的，采用選擇性吸附、選擇性洗脫的方式對樣品進行富集、分離、凈化[7]。在綜述標準中，常使用含氨基官能團聚合物的固相萃取填料，其他的固相萃取填料還包括弗羅里硅土、水油平衡（HLB）、C18、氧化鋁等。乙腈和甲苯的混合溶劑是最為常用的洗脫溶劑，其他使用的洗脫溶劑還包括甲醇、乙腈、乙酸乙酯、氯代烷烴、氯代烷烴和甲醇的混合溶劑、乙酸乙酯和石油醚的混合溶劑等。

1.2 DSPE

與傳統SPE相比，DSPE省時、簡單、不需要對操作者進行特別的培訓。DSPE通過吸附劑填料吸附待測溶液中的雜質從而達到除雜凈化的目的。提取劑一般選用丙酮、乙酸乙酯、乙腈等，吸附劑包括PSA（乙二胺基-N-丙基）、硅膠、弗羅里硅土、C18等。

1.3 LLE

L L E是農藥分析的傳統處理方法。由于超聲振蕩器和高速離心機的使用，提高了LLE的提取效率。在綜述標準中，常用的提取溶劑有丙酮、乙腈、甲醇、乙酸乙酯、丙酮和石油醚等單一溶劑或環己烷-乙酸乙酯、甲醇-氯代烷烴、乙腈-氯代烷烴和乙酸乙酯-氯代烷烴等混合溶劑，且均留取有機相。GA中LLE用乙酸乙酯處理生物檢材居多，而SF中LLE用乙醚處理樣品居多。

對于非生物樣本（農藥原藥），直接溶解和稀釋可視為是LLE的一種變體。標準中對農藥原藥的分析方法常使用溶劑直接溶解或稀釋的方式，如標準中用甲醇來溶解水胺硫磷原藥；用三氯甲烷來溶解特丁硫磷原藥；用丙酮來溶解六六六；用蒸餾水來溶解百草枯原藥；用二硫化碳來溶解林丹原藥等。

1.4 GPC

GPC基本原理是按照不同相對分子質量進行分離。其優點是省時、方便、環境污染少、敏感度較高、可有效去除色素和脂肪；其缺點是分離不完全、殘留農藥與樣品的基底產生重疊等。GPC還必須依靠另外的方式來配合進行，一般有液-液萃取或固-液萃取法[8]。例如GB/T 20770-2008中對試樣的處理就是使用了GPC。

1.5 其他

1.5.1 蛋白沉淀及衍生化方法

沉淀蛋白技術是為了解決生物檢材中的蛋白干擾問題；衍生化技術是為了解決有些農藥殘留物對檢測儀器沒有響應或響應較弱，不能直接檢測的問題，可以增加農藥殘留檢測的種類、降低檢測成本等[9]。蛋白沉淀及衍生化技術常用于生物檢材中對農藥的檢測，如GA/T 1623-2019對血液等檢材樣品的處理。

1.5.2 方法聯合使用

有時單純的使用一種處理方法無法直接進儀器檢測，所以會使用方法聯用。GB/T 2795-2008中試樣用環己烷和乙酸乙酯混合溶劑均質提取，提取液濃縮后經GPC和SPE凈化，濃縮，待儀器檢測。

2 分析方法技術選取

本綜述的技術標準中，分析方法有生物化學法（酶聯免疫吸附法，約占1%），紅外光譜法（IR，約占8%）、色譜法（約占64%，氣相色譜法占42%，液相色譜法約占22%）和色譜-質譜聯用法（約占60%，單級質譜法約占23%，多級質譜法約占34%，高分辨質譜法約占3%）。

2.1 生物化學檢測法

生物化學檢測法主要有酶聯免疫法和酶抑制法。酶聯免疫法是通過抗原和抗體之間的酶聯免疫反應。酶抑制法中膽堿酯酶抑制法是最常用的方法，用于有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留檢測，將該酶與樣品提取液反應，如果存在有機磷和氨基甲酸酯類農藥，酶活性會受到抑制[10]。因交叉免疫導致的低特異性，使得相關方法一般僅用于預試篩查，不能用作確證方法。所以生物化學檢測法相關的技術標準在法醫毒物學研究，尤其是司法鑒定實踐中，實際使用的價值有限，應謹慎選擇相關方法進行鑒定活動。

2.2 光譜法

GB 20678-2006中使用此法定性分析。幾乎所有的有機化合物在紅外光區均有吸收，分子中不同官能團在發生振動和轉動能級躍遷所需能量各不相同，產生的光譜含有分子中官能團特征的精細結構信息，是物質結構鑒定的有效手段。標準中使用IR對農藥純品進行定性，并不用該法進行確證，在司法鑒定實踐中該法無法滿足定量的要求，實際使用的價值有限。

2.3 色譜法

2.3.1 氣相色譜法（GC）

GC是一種以氣體為流動相，采取沖洗法的柱色譜分離技術。利用各組成成分在色譜柱中固相和氣相分配系數的不同來達到樣品的分離，反應靈敏度高，性能比較穩定，對大多數物質都有檢測反應[11]。氣相色譜儀后可帶的檢測器有電子捕獲檢測器（ECD，約占比26%）、氫火焰離子檢測器（FID，約占比26%）、火焰光度檢測器（FPD，約占比20%）、氮磷檢測器（NPD，約占比24%）等，上述檢測器在110篇標準中使用占比相當。

2.3.2 液相色譜法（LC）

高效液相色譜（HPLC）是以液相色譜柱層析為基礎，可以對GC不能分析的高沸點和熱不穩定的農藥進行有效分離測定。該方法的優點是高速、高效、穩定。本文綜述的標準中液相色譜接可變波長紫外檢測器是最常見的。

GC中最常用的柱子DB-5柱，其他使用的柱子有OV-101柱和DB-1701；LC中最常用的柱子是C18柱，其他使用的柱子有C8柱和五氟苯基柱等，柱子的極性不同可以分離不同極性的物質；最常用的流動相是乙腈和甲酸水溶液，其他使用的流動相包括甲醇和乙酸水溶液、乙腈和水、甲醇和水等。

2.4 色譜-質譜聯用法

2.4.1 單級質譜

色譜的分離能力結合MS獨特的選擇性，能對樣品進行準確的定性和確認。GC-MS 適用于小分子、熱穩定性強、易揮發、氣化性好的化合物。LC-MS適用于極性、揮發性較弱的化合物以及熱不穩定性的和分子量大的化合物[12]。實際應用如GA/T 187-2021。

2.4.2 多級質譜法

色譜-串聯質譜法是通過多級質譜篩選，可降低背景干擾，進一步提高檢測靈敏度。G B / T23208-2008和GB/T 23214-2008標準中都使用的液相色譜串聯質譜儀：配電噴霧離子源（ESI）；都使用BOX SB-C18 柱；使用的流動相也相同，檢測農藥的種類多，能滿足多種農藥一起檢測的需求。

2.4.3 高分辨質譜

HRMS有更高的靈敏度和分辨率，可以快速準確獲得化合物的精確質量，現主要用于農藥及其轉化產物的靶向以及非靶向分析和篩查[13]。常與色譜聯用，如GA/T 1905-2021中使用LC-HRMS來檢測抗凝血鼠藥。

3 結果判斷及結果評價一致性分析

結果判斷與結果評價是法醫毒物分析工作的重要組成部分。結果判斷的完善性決定了分析結論的證據價值；結果判斷的準確性決定了分析結論的正確性；結果評價反映了分析結論的完善性和準確性。本文分別從定性、定量兩個維度對現行有關于禁限用農藥和部分高、劇毒農藥的110項標準進行整理歸納。

3.1 定性判斷依據

在本文綜述的技術標準中，定性判斷依據主要指標包括：（1）光譜方面。光譜圖與標準品的光譜圖進行比對。（2）色譜方面。保留時間（RetentionTime，RT）。（3）質譜方面。特征離子（m/z）、特征離子的相對豐度、母離子-子離子對和離子對豐度比。（4）生物化學檢測方面。物質吸光度值、酶抑制率。不同的技術標準，其設立的定性判斷依據不一定都相同。本部分主要討論標準中色譜與質譜方面的定性判斷依據的差異。

3.1.1 RT

RT是色譜法定性判斷的重要依據，不同的技術標準，對農藥檢測給出的定性判斷依據有很大的差異。有些標準要求是RT定性，如DB37/T 642-2006；有些標準要求是RT一致（±0.05 min），如DB22/T2084-2014；有些標準要求是RT相對誤差，如GA/T1901-2021等；有些標準要求是試樣溶液某色譜峰的RT與標樣溶液的RT的相對差值應在1.5%之內，如GB 29384-2012；有些標準要求是以樣品RT定性，RT允許偏差為±3%之內，如DB37/T 4157-2020。

標準中同樣是使用RT相對誤差定性，但對相對誤差的容忍度是不同的。例如上述RT相對誤差例子，舉例的標準中對RT相對相差的容忍度分別是±1%、±2%、±2. 5%。

3.1.2 質譜特征

技術標準不同，在質譜方面的定性判斷依據也各有不同。質譜一般與色譜聯用，對定性判斷依據包括色譜和質譜兩方面。色譜方面一般是以RT作為定性判斷的依據，色譜方面的定性判斷依據如本文3.1.1所述，本小節不再贅述。

本文所述的技術標準中，最常用的與液相色譜聯用的質譜離子源是電噴霧離子源，檢測方式最常使用多反應監測（MRM），選擇正離子或負離子掃描；最常用的與氣相色譜聯用的質譜離子源是電子轟擊源（EI），常選擇離子檢測（SIM）。

技術標準中關于液相色譜聯用質譜方面的定性判斷依據有的要求選擇1個母離子和2個子離子，扣除背景后的樣品質譜圖中，所選的離子對均出現且與標準溶液一致，而且所選擇的相對離子對豐度與質量濃度相當的標準工作溶液（為了減少基質的干擾，一般會選擇基質標準溶液）相比，其允許偏差不超過表2規定的范圍；有的要求每種被測組分選擇1個母離子，2個以上子離子，樣品中各組分定性離子的相對豐度與濃度接近的標準溶液中對應的定性離子的相對豐度進行比較，偏差不超過表2規定的范圍，可判定樣品中存在對應的待測物；有的要求選擇1個母離子和2個子離子，待測樣品與外標標準品相比，樣品中待測組分兩個定性子離子的相對豐度比不大于10%。

標準中關于氣相色譜聯用的單級質譜方面的定性判斷依據有的要求選擇1～3個定性離子，有的要求選擇2～3個定性離子。當扣除背景后的樣品質譜圖中，所選的定性離子均出現且與標準溶液一致，其離子豐度比與濃度相當的標準工作溶液相比，相對偏差不超過表1規定的范圍。對于氣相色譜聯用的多級質譜方面的對特征離子豐度比的最大允許相對偏差不超過表2規定的范圍。

標準中的高分辨質譜的定性判斷如DB3 4 / T2820-2017中是以各化合物標準溶液進行質譜掃描獲得330種目標化合物的特征碎片離子和、RT等信息，計算各化合物的精確質量數，建立基于精確質量數、RT和質譜圖信息的篩查列表，同時設置判定標準，建立330種農藥精確質量數據庫。通過分子離子的精確質量偏差、同位素分布、同位素比例和RT對農藥殘留進行定性測定。

3.1.3 檢出限

農藥化合物在不同標準中的檢出限不同是當前標準中常出現的矛盾性問題。例如艾氏劑在標準GB/T 2795-2008、DB37/T 644-2006、GB/T 19650-2006中的檢出限分別是0.05、0.001、0.025 mg/kg。

檢出限的差異從技術上是可以理解的，因為不同的樣品處理方法、差異化的儀器分析技術，最終會導致檢測能力的差異。但從標準化工作角度，同一目標化合物的檢出限差異會增加在實踐中引發矛盾的可能性。當同一份樣本，在不同的機構，按照不同的標準開展分析后，差異化的檢出限甚至有可能導致結果陰性與陽性的差別。若結果的使用方法無法很好理解技術標準差異是導致這一問題的根源，則可能成為矛盾的爆發點。

本文綜述的110項技術標準中，并非所有有關于我國禁、限用和高、劇毒農藥化合物都有檢測標準，如毒鼠硅、福美胂、福美甲胂、鉛類等在本文綜述的標準中沒有涉及。

3.2 定量方法差異

本文綜述的標準中常用來定量的方法有四種，分別是內標-單點定量法、內標-標準曲線定量法、外標-單點定量法、外標-標準曲線定量法。有些會同時給出這四種方法來定量，SF/Z JD0107018-2018同時平行測定兩份待測樣品，計算雙樣相對相差，并且會用空白基質進行空白試驗，定量結果按兩份樣品濃度的平均值計算。有些選擇其中的一種或兩種來定量，GB/T 21320-2007中使用外標-單點定量法，要求樣品溶液和相應濃度的基質添加標準溶液作單點校準，以色譜峰面積積分值定量。

有些對平行測定的結果有要求，GB 2 4753-2009中要求兩次平行測定結果之差應不大于1.2%，取其算術平均值作為測定結果；GB/T 20619-2006要求兩次平行測定結果之差，應不大于0.5%，取其算術平均值作為測定結果。

本文綜述的關于禁限用農藥和部分劇、高毒農藥的現行GA、SF中一般都會給出分析結果的評價，如SF/Z JD0107005-2016對定量結果評價是平行試驗中兩份樣品的雙樣相對相差不超過20%（腐敗樣品不超過30%），結果按兩份樣品濃度的平均值計算，否則需要重新測定。

而現行有關于禁限用農藥和部分高、劇毒農藥GB、NY和DB大部分都只給出了分析結果，并沒有對分析結果進行評價，但是有些給出了方法驗證參數，如DB15/T 1476-2018中給出了精密度，要求在實驗室內重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不超過算術平均值10%，在實驗室間再現性條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不超過算術平均值的30%。DB22/T 2084-2014中給出了精密度，獲得重復性和再現性的值以95%的可信度來計算。

4 結語

就上述對標準中農藥的樣品處理、儀器方法和結果評價的整理歸納可以看出，農藥的樣品處理方法有多種可供選擇，儀器方法也有多種可供選擇，農藥檢測可結合農藥特性和承載農藥的樣本基質特性等方面，合理地選擇方法，以確保實驗結果的準確。

一方面，標準對結果評價的嚴格不一，對定性和定量的判斷依據并不完全相同，存在同一目標農藥在不同標準中檢出限不同的情況，即標準之間的統一性并不好。另一方面，對于某些農藥來說，并無適用標準可以直接使用；個別標準標齡超過10年，技術平臺陳舊，與現行技術水平不相適應。本文通過對110項農藥檢測技術類標準綜述展示出了上述兩個問題，表明需開展更多系統的、嚴格的實驗和科學研究驗證，從標準化體系建設與標準驗證雙角度開展進一步工作。相信不久的將來，各技術標準的統一性會越來越好。

作者簡介

鄭瓊英，碩士，主要從事法醫毒物分析研究工作。

陳航，通信作者，副主任法醫師，主要從事法醫毒物分析及標準化研究工作。

沈保華，主任法醫師，主要從事法醫毒物分析研究工作。

（責任編輯：張瑞洋）