食品中農獸藥殘留快速檢測技術應用分析

摘 要：本研究系統分析了食品中農獸藥殘留快速檢測技術的關鍵要素及其應用。結果表明，樣品前處理技術、檢測靈敏度與特異性設計、數據處理與質量控制是影響檢測結果的關鍵要素。免疫學方法、色譜與質譜聯用技術、光譜分析方法以及生物傳感器技術等快速檢測技術在靈敏度、特異性及適用場景等方面各具優勢。盡管快速檢測技術為食品安全監測提供了有效手段，但在多殘留同步檢測、復雜基質干擾消除、現場實時檢測等方面仍需進一步優化，以提高方法的適用性和可靠性。

關鍵詞：食品安全；農獸藥殘留；快速檢測技術

Abstract： This study systematically analyzed the key elements and applications of rapid detection technology for agricultural and veterinary drug residues in food. The results indicate that sample pretreatment techniques， design of detection sensitivity and specificity， data processing， and quality control are key factors affecting the detection results. Immunological methods， chromatographic and mass spectrometry techniques， spectroscopic analysis methods， and biosensor technologies have their own advantages in sensitivity， specificity， and applicable scenarios for rapid detection. Although rapid detection technology provides effective means for food safety monitoring， further optimization is still needed in areas such as synchronous detection of multiple residues， elimination of complex matrix interference， and real-time on-site detection to improve the applicability and reliability of the methods.

隨著全球食品安全問題日益突出，農獸藥殘留已成為威脅公眾健康的重要風險因素。傳統檢測方法耗時長、成本高、操作復雜，難以滿足日益增長的檢測需求。相比之下，快速檢測技術具有檢測時間短、靈敏度高、操作簡便等優點，在食品安全監測中發揮著重要作用。然而，目前快速檢測技術仍面臨諸多挑戰，如樣品前處理效率低、檢測結果準確性有待提高等，因此系統研究農獸藥殘留快速檢測技術具有重要的理論意義和實踐價值。

1 食品中農獸藥殘留的危害分析

1.1 健康風險危害

農獸藥殘留對人體健康造成多重危害，長期食用含有農獸藥殘留的食品可能導致慢性中毒，引發神經系統、內分泌系統和免疫系統紊亂。抗生素殘留則可能引起人體菌群失調，導致耐藥性增加，特別是對兒童、孕婦和老年人等易感人群，即使是微量的農獸藥殘留也可能產生顯著的健康影響。研究表明，某些農藥具有致癌、致畸和致突變性，可能誘發多種疾病。此外，一些農獸藥殘留具有生物累積性，在人體內長期蓄積可能引發慢性中毒癥狀，如肝功能損害、神經系統障礙等。

1.2 生態環境影響

農獸藥殘留對生態環境的危害主要體現在其對土壤、水體和生物多樣性的影響上。農藥通過土壤滲透和地表徑流進入水體，造成水質污染并破壞水生生態系統平衡。此外，農藥殘留會在土壤中積累，影響土壤微生物活性和土壤肥力。抗生素殘留則會導致環境中耐藥菌株增加，進而破壞自然生態系統中的微生物群落結構，這些殘留物質通過食物鏈在生態系統中傳遞和富集，最終可能導致某些物種數量減少，影響生物多樣性[1]。

2 食品中農獸藥殘留快速檢測技術分析

2.1 農獸藥殘留快速檢測技術的關鍵要素

2.1.1 樣品前處理技術

樣品前處理是檢測過程中最耗時且最容易引入誤差的關鍵環節。為提高檢測效率，研究人員開發了QuEChERS技術。該技術通過乙腈提取、無水硫酸鎂/氯化鈉鹽析和分散固相凈化等步驟，將前處理時間縮短到30 min內，并使回收率穩定在85%～110%。新型納米材料的引入進一步提升了前處理效率。例如，磁性石墨烯具有高達1 200 m2·g-1的比表面積，其吸附容量是傳統C18材料的3～5倍。

2.1.2 靈敏度與特異性設計

農獸藥殘留檢測的關鍵在于靈敏度和特異性的精準控制。納米材料的引入為免疫分析方法帶來了突破，通過酶促循環放大機制，檢測靈敏度可提升100～1 000倍。其中，量子點標記技術憑借其卓越的光學性能（量子產率＞80%）和穩定性（光漂白時間＞4 h），在免疫熒光檢測中表現出色。此外，上轉換納米顆粒的近紅外激發技術有效避免了背景熒光干擾，檢出限甚至可達pg·mL-1級別[2]。

2.1.3 數據處理與質量控制

數據分析和質量控制是檢測結果可靠性的重要保障。化學計量學模型，如偏最小二乘判別分析在光譜數據處理中的預測準確率在95%以上。基于卷積神經網絡的深度學習模型可自動識別特征峰，將人為判斷誤差率降低到1%以下。在質量控制方面，同位素稀釋內標法可將基質效應的影響控制在±10%。

方法學驗證包括線性范圍（通常跨越3～4個數量級）、精密度（相對標準偏差＜10%）、準確度（回收率85%～120%）等性能指標評估。在實驗室間比對中，要求Z值在±2的合格率在90%以上。智能化檢測平臺的建立，通過標準化操作流程和自動化數據管理，使檢測結果的批間差異控制在5%以內，為檢測數據的可靠性和溯源性提供了有力保障。

2.2 農獸藥殘留快速檢測技術的應用

2.2.1 免疫學方法

免疫學方法是基于抗原與抗體特異性識別原理的快速檢測技術，主要包括酶聯免疫吸附測定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）、免疫熒光法和免疫磁性粒子法。

ELISA技術利用酶標記的抗體或抗原與待測物發生特異性結合，通過酶促反應產生的顯色變化來定性或定量檢測目標物質。該方法具有靈敏度高、特異性強、重復性好等優點，已成為農獸藥殘留檢測的重要手段之一。免疫熒光法則是利用熒光標記的抗體與樣品中的抗原結合，通過檢測熒光信號來確定目標物含量，具有檢測速度快、操作簡便的特點。例如，在某大型畜禽養殖場，為了確保出欄畜禽產品的安全性，引入了基于ELISA的快速檢測試劑盒，用于檢測畜禽肉樣中的抗生素和激素殘留。在檢測過程中，技術人員按照試劑盒說明書操作，對肉樣進行前處理后，加入檢測試劑進行反應。通過比色法觀察結果，發現一批次豬肉樣品中某種抗生素殘留超標。隨即，養殖場對該批次豬肉進行了隔離，并追溯了養殖過程中的用藥記錄，確認是由于飼養員誤用了過期且劑量不準確的抗生素所致。此案例證明了快速檢測技術在畜禽產品農獸藥殘留檢測中的有效性，能夠及時發現潛在的安全風險，為養殖場提供了有力的質量控制手段，保障了消費者的食品安全。免疫磁性粒子法將抗體固定在磁性納米顆粒表面，利用磁場可以快速分離和富集目標物質，顯著提高了檢測效率和靈敏度。該方法還可以有效去除基質干擾，提高檢測準確性。與傳統檢測方法相比，免疫學方法具有顯著優勢，包括檢測時間短，從樣品預處理到結果獲得通常只需1～2 h；檢測成本低，不需要昂貴的儀器設備；操作簡單，技術人員經過簡單培訓即可掌握。

2.2.2 色譜與質譜聯用技術

色譜與質譜技術的結合形成了一種高效的農獸藥殘留檢測手段，在此聯用技術中，色譜負責分離復雜樣品中的目標化合物，質譜則精準鑒定這些化合物的分子結構。目前應用最廣泛的是液相色譜-質譜聯用（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）和氣相色譜-質譜聯用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）技術。這兩種技術能同時檢測數10種甚至上百種農獸藥殘留物。色譜分離過程充分發揮了不同化合物在流動相和固定相之間分配系數的差異，而質譜分析則利用化合物特征碎片離子的質荷比進行定性和定量分析。近年來，突破性的技術進展了提升了該領域的檢測能力，主要體現在超高效液相色譜的應用使分離效率提高了數倍；串聯質譜的引入將檢測靈敏度提升至ppb甚至ppt級別；高分辨質譜的發展使得分子結構解析更加準確可靠；新型離子源的開發，如電噴霧離子源和大氣壓化學電離源，極大地擴展了可檢測化合物的范圍。值得一提的是，多反應監測模式的應用，使得在復雜基質中實現目標物的超痕量檢測成為可能[3]。

2.2.3 光譜分析方法

在農獸藥殘留快速檢測領域，光譜分析技術憑借其獨特的分子結構表征能力展現出顯著優勢，其主要包括近紅外光譜、拉曼光譜和熒光光譜技術。這些技術基于電磁輻射與物質相互作用時產生的能量轉換和光學響應，通過分析特征光譜信號實現對目標物的快速檢測。

近紅外光譜技術利用波長在780～2 500 nm的電磁輻射，主要檢測分子中C-H、N-H、O-H等基團的倍頻和合頻振動。該技術最顯著的特點是樣品預處理簡單，可實現無損檢測。通過建立化學計量學模型，結合偏最小二乘法、主成分分析等多變量數據分析方法，可以同時獲得多種農獸藥殘留的定性和定量信息。目前，便攜式近紅外光譜儀的開發使現場快速檢測成為可能。拉曼光譜技術基于分子振動和轉動能級變化引起的散射光譜，具有“分子指紋”特征。表面增強拉曼散射技術的引入顯著提高了檢測靈敏度，檢出限可達10-9級，特別是納米材料（如金納米粒子、銀納米線）的應用進一步增強了拉曼信號，擴展了檢測范圍。該技術對水分子干擾不敏感，適用于水溶液體系的檢測。熒光光譜分析利用分子的熒光發射特性進行檢測，通過設計特異性熒光探針或標記物，可實現高靈敏度檢測。量子點、上轉換納米材料等新型熒光材料的應用，極大地提高了檢測的穩定性和準確性。同時，基于熒光共振能量轉移原理開發的檢測方法，可有效降低基質干擾，提高檢測特異性。

2.2.4 生物傳感器技術

生物傳感器技術是一種將生物識別元件與物理化學傳感器相結合的新型檢測技術，在農獸藥殘留快速檢測中發揮著重要作用。其核心組成包括生物敏感元件、信號轉換器和信號處理系統3個部分。生物敏感元件可以是酶、抗體、核酸適配體或細胞等，它們通過特異性識別靶標分子，將生物信息轉化為可測量的物理或化學信號。從信號轉換原理來看，生物傳感器主要分為電化學型、光學型和壓電型。

電化學生物傳感器基于電化學反應產生的電流、電位或電導變化進行檢測，具有靈敏度高、響應迅速的特點。修飾電極技術的發展，如納米材料修飾、分子印跡聚合物修飾等，顯著提升了電極的電子傳遞效率和選擇性。例如，基于石墨烯修飾電極的電化學傳感器可實現對磺胺類抗生素的超靈敏檢測，檢出限可達10-12 mol·L-1。光學生物傳感器利用生物分子識別過程中產生的光學信號變化進行檢測，包括表面等離子體共振、光纖傳感和生物發光等技術。表面等離子體共振技術可實現標記游離檢測，在農藥殘留實時監測中表現出獨特優勢。基于光纖的生物傳感器則通過包覆生物敏感材料，利用光波導原理實現遠程檢測，特別適合于現場快速篩查。壓電生物傳感器通過測量生物分子結合引起的質量變化來實現檢測，其中石英晶體微天平和表面聲波傳感器應用最為廣泛。這類傳感器不僅具有靈敏度高、響應快速的特點，還能夠實現實時、在線監測[4-5]。

3 結語

綜上所述，農獸藥殘留快速檢測技術為保障食品安全提供了有力支撐。未來應著重提高檢測的靈敏度和特異性，開發多殘留同時檢測方法，優化樣品前處理技術，并加強數據處理與質量控制。同時，應推進檢測技術標準化和規范化，促進新技術在實際檢測中的應用，為食品安全監管提供更加可靠的技術保障。

參考文獻

[1]陳俊.動物源性食品中獸藥殘留快速檢測技術研究[J].食品界，2025（1）：60-62.

[2]王文琪.食品檢驗檢測中的獸藥殘留檢測[J].現代食品，2024（20）：201-203.

[3]馬葉涵，王真，王亦琳，等.水產食品動物中獸藥殘留現狀分析及思考[J].畜牧與獸醫，2024，56（12）：110-117.

[4]張倩勉，黃海霞.食品獸藥殘留檢測現狀分析及標準體系構建思路[J].飼料工業，2024，45（21）：169-176.

[5]鄧龍，周思，黃佳佳，等.食品中農獸藥殘留檢測樣品前處理方法[J].食品工業，2023，44（2）：231-234.

作者簡介：劉俐（1989—），女，內蒙古鄂爾多斯人，碩士，工程師。研究方向：食品檢測。