农产品中农药残留快速筛选技术的应用进展

杨素梅

（萧县市场监督管理局　安徽·萧县　234200）



农产品中农药残留快速筛选技术的应用进展

杨素梅

（萧县市场监督管理局安徽·萧县234200）

摘要：介绍了农产品中农药残留的各种检测技术，综述了五年来各种农药残留快速筛选技术应用于食品检验的进展情况，快速筛选技术主要为4类，酶抑制检测法、免疫分析法、生物传感器法、现代光谱仪器分析法（近红外光谱法、拉曼光谱法、荧光光谱法等），并对食品中农药残留各种快速筛选技术进行了总结和讨论。

关键词：食品；农药残留；筛选技术

农药残留是指为了控制，消灭，引诱，排除，控制任何昆虫和细菌而施用，在经过生产，储存，运输过程后，农产品中仍残存的农药的统称。目前全世界实际生产和使用的农药有六七百种，其中广泛使用的有百余种，主要是化学类农药。化学类农药根据其化学成分的不同又可分为有机磷类如对硫磷、甲拌磷、氧化乐果、敌敌畏、毒死蜱等；有机氯类如666、氯丹、三氯杀螨醇等；氨基甲酸酯类如丁硫克百威、涕灭威亚砜、3-羟基克百威；拟除虫菊酯类如溴氰菊酯、氰戊菊酯、氟氯氰菊酯等。

大多数农药如果使用合理剂量、合理施药时间和合理频率的话，就不会产生很大的危害。但事实上，农药残留超过国家标准仍时有发生，造成农药残留超标，农药残留可能会导致不合理使用通过食物链富集到农畜产品加工，在人类的食物链中长时间蓄积，如六六六，DDT等农药，这些虽然早在八十年代初国际上就已停止生产和使用的产品，仍然残留在环境中，它通过食物链在动植物体内不断化学富集、蓄积对人体健康构成危害，农药残留的食品问题越来越多地引起了广泛关注，随着国际上各国对食品中农药的最大残留限量（MRL）要求越来越低，检验工作对农药残留检测的灵敏度、时效性要求也就越来越高。

食品中农药残留的检测技术分为传统经典检测技术和快速筛选技术。传统经典检测技术主要有气相色谱法（GC）［1-2］、气相色谱-质谱联用法（GC-MS/MS）［3-4］、高效液相色谱法（HPLC）［5-6］、液相色谱-质谱联用法（HPLC-MS）［7-8］等；传统的农药残留理化检验方法，准确度高，但具有成本高、前处理过程繁琐、耗时、复杂、对样品具有破坏性等不足，而快速筛选技术是指包括样品制备在内，能够在较短时间内得出样品检测结果的技术（涵盖物理、化学、生物等多学科），称为快速检测技术，具有特异性、过程更简便、快捷、光谱技术可以实现无损、实时检测，快速筛选技术主要有酶抑制检测法［9-11］、免疫分析法（IA）［12-16］、生物传感器法［17-20］、现代光谱仪器法［21-27］等。随着我国食品安全问题广受关注，农产品中农药残留的快速检测技术将成为研究的重点、QuEChERS（快速、简易、廉价、有效、稳定、安全）是检测技术发展方向。本文对农产品中农药残留快速筛选技术应用方面的进展综述如下。

1酶抑制检测法

农药种类繁多，性质不一，酶抑制检测法主要适用于有机磷和氨基甲酸酯类农药的检测，方法原理是基于农产品的提取液中含有的有机磷和氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶活性的抑制作用，有机磷或氨基甲酸酯类农药残留与酶反应实验中颜色或物理化学信号的变化密切相关，从而判断是否存在这类物质。赵红艳等［9］采用酶抑制法，通过测试从五种块茎植物土豆、红薯、茨菇、芋头、莲藕中提取的植物酯酶对5种有机磷农药的敏感性并测定了土豆、茨菇、莲藕这3种植物酯酶对敌敌畏、杀扑磷、甲胺磷、毒死蜱和乐果这5种有机磷农药的最低检测限分析。朱松明等［10］依据酶抑制法原理制备了一种新型农药残留快速比色检测酶片，该酶片可用于农产品中有机磷与氨基甲酸酯类农药残留的快速定性筛检。

酶抑制法因其较高的专一性、灵敏性、准确性和低成本等优点，成为蔬菜生产基地、农贸集市农产品市场、各大超市以及各地农产品检测站广泛使用的农药残留检测技术，但也存在检出限偏高的不足。叶雪珠等［11］通过采用色谱定量检测验证方法对市场占有率较高的依据酶抑制法的4种农药残留检测速测仪的蔬菜中农药残留含量检测效果进行了结果比对评价，酶抑制法检测特异性较强，其中对克百威的灵敏度可达0.003mg·kg-1，但速测因最低检测限高和基质干扰的影响，容易造成假阳性和假阴性风险。

2免疫分析法

免疫分析法的特点是特异性高，操作简单，成本低，安全，可靠，检测方法具有高灵敏度和体外生成原理，相应地使用抗原抗体和特异性结合的发展。它使用抗体作为生化探测器，蛋白质，化合物或酶材料的定性和定量分析，并与建立的微量测定技术现代测试方法的组合的免疫反应。方法分为化学发光免疫分析法、酶联免疫吸附测定、荧光免疫分析法等，由于免疫分析法对样品前处理的要求不是太高，因而是应用最广，最成熟的一种农药残留快速筛检技术。

2.1酶联免疫吸附检测法

酶联免疫吸附检测法的原理是通过在合适的载体上发生酶联免疫反应，显色通过酶标仪来测定，从而确定是否存在未知抗原及来检测农药残留物的含量的一种检测方法。邓浩等［12］通过制备对硫磷的多克隆抗体，建立了一种间接竞争酶联免疫吸附分析方法，测定蔬菜和水样品中的对硫磷残留。曾俊源等［13］采用检测步骤-包被抗体、酶标半抗原的直接竞争酶联免疫吸附分析法（ELISA）测定了氰戊菊酯在桃中的残留量，对桃中氰戊菊酯的最低检出浓度为0.014mg/kg，在2、0.2和0.05 mg/kg添加水平下，ELISA法测定桃中氰戊菊酯的回收率分别为81％～89％、85％～98％和85％～106％，RSD（n=5）分别为5.1％、5.6％和7.7％，方法简便快捷，系统误差小。

万宇平等［14］依据对甲基对硫磷残留检测的酶联免疫检测方法，研制出检测苹果、玉米、蔬菜中甲基对硫磷残留的试剂盒。该试剂盒的灵敏度、对苹果、玉米、蔬菜样品的最低检测限、加标回收率、变异系数结果与气相色谱方法结果基本一致，适用于大量样品中甲基对硫磷残留的快速筛查。

2.2化学发光免疫分析法

化学发光免疫分析法是将化学发光测定技术与免疫方法等多学科技术的结合，是具有高灵敏度、高特异性农药残留检测分析技术。单云等［15］采用饱和硫酸铵盐析法提纯噻虫啉，并制备了具有稳定且强电致化学发光的Cd S纳米晶膜，在纳米晶膜上建立了针对农药残留物噻虫啉含量的电化学发光免疫检测方法。目标物发光强度的对数与噻虫啉浓度的对数在0.1～10pg·mL-1范围内呈线性关系（R=0.99），在S/N比为3时，检测限为0.1pg·mL-1.利用该电化学发光免疫方法检测实际蔬菜样品中的农药残留量，取得了令人满意的结果。刘涛等［16］运用O，O-二乙基硫代磷酰氯和鲁米诺为原料，合成一种新型的化学发光标记物，合成的化学发光标记物具有较强的发光能力，能用于后续的二乙氧基类有机磷农药多残留的化学发光免疫检测。操作方法简单，节约时间，工作效率高。

3生物传感器法

农药残留生物传感器法是利用传感器对农药残留物质物理化学信号的捕获从而对待测物进行定性和定量检测的方法。蒋雪松等［17］研制了一种无标记的电化学免疫传感器，可以运用到青菜、苹果等农产品中的毒死蜱检测，检出限为0.01μg/ mL，回收率大于85％，检测时间小于1h，变异系数小于5％，灵敏度好、准确度高而且传感器经过再生处理后能重复使用，经济性较好。Xia Liu等［18］也研制了一种无标记的电化学免疫传感器直接检测莠去津，对玉米中的莠去津农药的检出限为0.016ng/mL，线性范围0.05ng/mL～0.5ng/mL，加标回收率在95.5％～119.8％，加标测试RSD在2.11％～4.19％，表明该传感器的稳定性和重现性高，因此可以应用于其他农产品中莠去津残留的检测。

Najwa Ben Oujji等［19］研制了的一种胆碱酯酶（CHE）生物传感器专门用于检测广泛应用于橄榄树的杀虫剂马拉硫磷，乐果、杀扑磷残留含量，简单快速，节约时间，一次能检测96份样品。

4现代光谱仪器分析法

传统的仪器分析方法是利用大型的精密仪器如气相色谱仪、高效液相色谱仪等色谱仪器进行农药残留的检测分析，仪器设备投入大、样品预处理复杂且分析时间较长，严重影响农药残留的检测效率，不适合大批量的快速检测，而现代光谱技术如红外光谱法、荧光光谱法，不需要复杂、繁时的样品前处理，直接检测，方便、快捷，达到了时时检测，是今后食品中农药残留检测的发展方向。

4.1近红外光谱法

近红外光谱法就是用可见光和红外光之间波长范围的光谱对农产品中农药残留含量进行快速分析的方法。刘民法等［20］采用近红外高光谱成像技术对灵武长枣的表面农药残留进行无损检测，通过相关的数据处理方法获得能反映农药残留毒死蜱性质的6个特征波长（990、1022、1270、1404、1583、1639nm），表明近红外高光谱成像技术对灵武长枣表面农药残留的无损检测是可行的。陈蕊等［21］利用可见-近红外漫反射光谱分析技术，以野外无任何污染的绿色植物为载体，在600～1100nm波段范围内对常见的高残留农药在蔬菜和瓜果表面的农药残留进行无损检测和识别。

4.2拉曼光谱法

拉曼光谱（SERS）是一种散射光谱。光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射，产生拉曼效应。拉曼光谱法就是利用拉曼效应进行农产品中农药残留含量快速分析的方法。它具有农药残留检测的高灵敏性，样品不需处理或仅需很少的前处理。李晓舟等［22］运用表面增强拉曼光谱技术，采用内标法定量分析苹果表面的甲拌磷、倍硫磷残留含量。王晓彬等［23］利用实验采集多菌灵农药的固体和液体拉曼光谱信号，对固体的原始拉曼光谱信号进行小波去噪预处理，利用正交试验方法筛选了小波去噪参数的最优组合，从多菌灵农药的液体拉曼光谱中，找到了629，727，1001，1219，1258和1365cm^-1特征峰，这些特征峰跟固体多菌灵农药的特征峰基本吻合，结果认为拉曼光谱分析技术在食品及农产品中农药残留的快速筛选提供判别依据。刘文涵等［24］对蔬菜红对辣椒表面的农药甲基毒死蜱残留运用激光拉曼光谱进行了分析研究，发现拉曼光谱特征峰相对强度与甲基毒死蜱的残留量有着较高的线性关系，可用于农药残留的测定。

4.3荧光分析法

荧光分析法就是利用农产品使用后表面的农药残留被UV照射后所表现出的荧光特性，从而对农药残留含量进行定性或定量分析一种现代分析方法。薛龙等［25］运用激光诱导荧光结合高光谱图像技术为手段，在453～801.5nm范围内对脐橙表面的敌敌畏农药残留进行光谱无损化快速检测，其预测集样品的农药残留量实测值（0.4862～10.3791mg/kg）和预测值之间的相关系数为0.8101。李满秀等［26］利用荧光光谱分析方法测定水溶液和胡芹、生菜、油麦菜样品中溴氰菊酯，其荧光强度与农药残留含量呈良好的线性关系，r为0.9995，加标回收率为97.5％～103.8％。

5展望

在农产品中农药残留的快速筛检技术中，酶抑制检测法、免疫分析法、酶联免疫吸附法（ELISA）具有简便、快捷、特异性强等优点，适合田间、市场等现场快速筛查，酶联免疫吸附测定是目前应用最广、最成熟的农药残留快速筛检技术；生物传感器法具有微型化、高度集成、高灵敏度、高选择性、成本小、样品处理简便甚至不需处理，技术发展比较快；现代光谱仪器分析法更适用于大批量、实时、无损、在线检测。但快速筛检技术也存在着灵敏度不高、存在假阳性和假阴性现象，所以目前的农产品中农药残留检测技术是传统检测技术与现代快速筛选技术相互补充，一方面是传统检测技术在优化样品前处理过程，提高检测效率，不断扩展检测范围；另一方面是快速筛检技术积极将生物技术与现代化技术相结合，多学科技术相交织，广泛利用新的分析技术使农药残留快速检测技术向高灵敏度、特异性、更简便、快捷、无损、实时检测的方向发展。

【参考文献】

［1］杨英桂，贺英秀.气相色谱法测定大米中的有机磷农药残留含量［J］.广东化工，2014，41（283）：162-163.

［2］谢水清，黎小鹏，李拥军，熊文明，刘有添，廖杰良.番茄中14中有机磷农药残留的毛细管气相色谱测定［J］.现代农业科技，2014，（14）：248-249.

［3］曹小丽，刘素华，刘仲，杨晓倩.气相色谱-串联质谱结合QuEChERS方法检测蔬菜、水果中62种农药残留［J］.中国卫生检验杂志，2015，25（8）：1119-1124.

［4］林真，陈健，李捷，惠美星，蓝锦昌，江锦彬，杨方.基于气相色谱-质谱联用法的绿茶8种农药残留的同时检测［J］.中国农学通报，2015，31（11）：162-165.

［5］骆冲，万凯，丁晨红，邓义才，王富华.RP-HPLC法测定蔬菜、水果及食用菌中9中农药残留的研究［J］.分析测试学报，2014，33（6）：698-702.

［6］董祥芝，安凤秋，李庆，同帜.Dis-SPE-HPLC-DAD检测水果中有机磷和氨基甲酸酯类农药［J］.理化检验-化学分册，2014，50（11）：1351-1356.

［7］何华丽，徐小民，周珊，莫卫民，任一平.液相色谱-串联质谱法测定桃中31种农药残留［J］.生物灾害科学，2014，37（3）：223-227.

［8］杨群华，徐伟松，江燕玲，邓子尧.液相色谱法和液相色谱-串联质谱法测定蔬菜中多菌灵等15中农药残留量的研究［J］.安徽农业科学，2014，42（25）：8593-8597.

［9］赵红艳，金甫东，李世平，史俊友.块茎类植物酯酶对有机磷农药残留的检测［J］.生物灾害科学，2014，37（3）：223-227.

［10］朱松明，周晨楠，和劲松，张雪吟，郭希山.基于酶抑制法的农药残留快速比色检测［J］.农业工程学报，2014，30（6）：242-248.

［11］叶雪珠，王强，赵首萍，章虎，王祥云，赵燕申.酶抑制法检测蔬菜农药残留的效果评价［J］.中国蔬菜，2013，（4）：76-81.

［12］邓浩，孔德彬，杨金易，徐振林，沈玉栋，杨星星，孙远明.对硫磷化学发光酶联免疫吸附分析方法的建立和评价［J］.分析化学（FENXI HUAXUE）研究报告，2013，41（2）：247-252.

［13］曾俊源，崔巧利，刘曙照.直接竞争酶联免疫吸附分析法测定桃中氰戊菊酯的残留量［J］.农药学学报，2014，16（1）：61-65.

［14］万宇平，孙震，冯静，扶胜，崔廷婷，齐向武.甲基对硫磷残留酶联免疫检测试剂盒的研制［J］.湖北农业科学，2013，52（5）：1154-1157.

［15］单云，张红琳，彭智敏.电化学免疫分析方法检测蔬菜中噻虫啉的含量［J］.南京晓庄学院学报，2014，（6）：1-5.

［16］刘涛，孟超，姚鑫，李景娜，程燕，刘晓宇.有机磷农药多残留检测化学发光标记物的合成及鉴定［J］.食品安全质量检测学报，2014，5（5）：1365-1370.

［17］蒋雪松，王维琴，卢利群，郑丹丹，陈卉卉，许林云.电化学免疫传感器快速检测农产品中的毒死蜱［J］.农业工程学报，2014，30（12）：278-283.

［18］Xia Liu，Wen-Jin Li，Lei Li，Yang Yang，Lu-Gang Mao，Zhang Peng. A label -free electrochemical immunosensor based on gold nanoparticles for direct detection of atrazine［J］. Sensors and Actuators B：Chemical，2014，191：408-414.

［19］Najwa，Ben Oujji，Idriss BaKas，Georges Istamboulie，Ihya Ait -Ichou，EIhabib Ait -Addi，Regis Rouillon，Thierry Noguer. A Simple Colorimetric Enzymatic-Assay，based on immobilization of acetylcholinesterase by adsorption，for sensitive detection of organophosphorus insecticides in olive oil［J］.Food Control，2014，46：75-80.

［20］刘民法，张令标，何建国，贺晓光，刘贵珊，王松磊.基于高光谱成像技术的长枣表面农药残留无损检测［J］.安全与检测，2014，30（5）：87-92.

［21］陈蕊，张骏，李晓龙.蔬菜表面农药残留可见-近红外光谱探测与分类识别研究［J］.光谱学与光谱分析，2012，32（5）：1230-1233.

［22］李晓舟，于壮，杨天月，丁建华.SERS技术用于苹果表面有机磷农药残留的检测［J］.光谱学与光谱分析，2013，33（10）：2711-2714.

［23］王晓彬，吴瑞梅，刘木华，张庐陵，蔺磊，严霖元.多菌灵农药的激光拉曼光谱分析［J］.光谱学与光谱分析，2014，34（6）：1566-1570.

［24］刘文涵，张丹，何华丽，张普信，滕渊洁.激光拉曼光谱内标法测定红辣椒表面的农残甲基毒死蜱［J］.光谱实验室，2012，29 （4）：2059-2062.

［25］薛龙，庄宏，黎静，刘木华，王晓，罗春生.基于激光诱导荧光高光谱技术无损检测脐橙表面敌敌畏残留［J］.中国农机化，2012，239（1）：189-193.

［26］李满秀，高首勤.蔬菜中溴氰菊酯农药残留的β-CD包结荧光光度法测定［J］.化学研究与应用，2011，23（6）：788-791.

中图分类号：X835

文献标识码：A

文章编号：1009-8534（2016）03-112-03

作者简介：杨素梅，女，萧县市场监督管理局职工。