有机磷农药残留的检测技术研究

杨梅 王成会 孙财远 饶益龄

摘 要：有机磷农药被广泛用作杀虫剂和除草剂，具有广泛的适应性，高效性和便利性，并广泛用于蔬菜和水果的生长过程中。但是，其残留在农作物上可能对人体造成伤害，例如引起慢性中毒，致癌作用和基因突变等。本文主要介绍有机磷农药残留不同的检测方法，以便更好地了解有机磷农药残留检测方法的趋势和发展。

关键词：有机磷农药;检测方法;气相色谱法;免疫分析法;酶抑制法。

前 言

有机磷农药是一类含有磷原子的有机酯类化合物的总称，大多为磷酸酯类或硫代磷酸酯类，其进入人体后，能够与人体内的胆碱酯酶形成磷酸化胆碱酯酶，使得人体内的胆碱酯酶活性受到抑制，从而引起中毒、致癌等，对人类的身体造成伤害[1]。有机磷农药被广泛用作杀虫剂和除草剂，具有广泛的适应性，高效性和便利性，并广泛用于蔬菜和水果的生长过程中。因此，了解对有机磷农药残留量的检测对生态环境、人类健康有着重要的意义。

我国的有机磷农药残留的检测分析技术始于1950年。近年来，国内外研究者在有机磷农药残留的分析检测方面取得了重要进展，并且出现了许多有效的鉴别和分析检测方法[2]。目前，有机磷农药残留检测方法主要有酶抑制法、气相色谱法、免疫分析法等。

1、免疫分析法

在环境和食品分析中，农药残留的检测至关重要。免疫学方法被广泛用于检测农业和环境样品中的农药，其中采用了针对目标分子的抗体。准确的诊断取决于所用抗体制剂的亲和力和特异性，而高亲和力抗体对于检测极少量农药至关重要。Chouhan R S[3]等人采用酶联免疫吸附测定（ELISA）与流动注射分析（FIA）技术的结合对有机磷农药甲基对硫磷进行检测，其具有灵敏度高，识别性能好等特点。

Lee JK[4]等人使用多克隆抗体开发了一种竞争性的间接酶联免疫吸附测定法（ciELISA），合成了五种针对待检测物的半抗原，通过免疫获得相对应的抗体，主要用于有机磷农药乙酰甲酸盐的检测。通过实验得出，在优化的异源系统中，乙酰甲酸盐的IC（50）值为25 ng/mL;编号为8377的半抗原-1-KLH，检测范围为5-140 ng/mL之间，最低检出限为2 ng/mL。这些结果表明，ELISA可以作为监测环境和农业样品中乙酸盐残留的分析工具。

2、酶抑制法（EIM）

有机磷农药能与昆虫中枢和外周神经系统中的乙酰胆碱酯酶结合，抑制其活性。乙酰胆碱酯酶（AChE）是乙酰胆碱（ACh）的一种水解酶，主要是与神经化学传递有关，引起神经传导介質乙酰胆碱的积聚，影响正常传导，乙酰胆碱的过量积聚可引起许多行为系统的功能障碍，有时甚至会导致呼吸麻痹和死亡[5]。酶抑制法主要基于这一原理来对有机磷农药进行检测。

Nikolaos G Karousos[6]等开发了一种用于测定有机磷和氨基甲酸酯农药的石英晶体微量天平（QCM）生物传感器。主要使用了两种酶系统（乙酰胆碱酯酶和胆碱氧化酶），该系统将乙酰胆碱转化为甜菜碱，产生副产物过氧化氢。在第三种酶反应（过氧化物酶）的作用下，过氧化物能够将联苯胺（3，3'-二氨基联苯胺）氧化为不溶性产物，该不溶性产物沉淀出来并可以吸附至表面，非离子表面活性剂的加入能够增强悬浮沉淀物的表面沉积，以此提高传感器灵敏度。有机磷农药通过抑制酯酶活性，从而使得沉淀物（QCM）的质量减少。实验证明，QCM酶传感器系统可用于测定低至1ppm的西维因和敌敌畏。

3、气相色谱法

气相色谱法作为国家有机磷农药的检测方法，具有灵敏度高、检测速度快、分离效率高的特点广泛应用于环境检测中。近几年来，气相色谱联用技术在国内外迅速发展。其中，气相色谱—质谱联用技术（GC-MS）在有机磷农药的检测中得到了广泛的应用。Abad J M [7]等人采用毛细管气相色谱-质谱联用（GC-MS）和离子选择监测技术，测定了江水、沉积物、鱼类等环境样品中14种有机磷农药的痕量。农药在水中的相对标准偏差（RSD）为1.0～31.4%（除MPP外，其为1.0～10.9%），可在0.02～0.75 ng/ml的范围内测定。农药在水中的检出限为0.013～0.120 ng/ml。它们从河水、海水、沉积物和鱼类样品中的回收率分别为101～132%、103～145%、93～166%（除异沙基硫磷外）和67～101%（除异沙基硫磷和磷），相对标准偏差分别为1.1～8.0%、0.9～8.2%、6.2～28.5%和4.2～10.8%。实验证明，气相色谱法对有机磷农药的残留具有良好的检测性能。

陈登辉[8]研究了采用加速溶剂萃取—双塔双柱气相色谱法（ASE-GC）最土壤中的18种有机磷农药进行分析。研究结果表明：采用加速溶剂萃取法时，18种有机磷农药的回收率均可达到82%～98%，大约为15 分钟就能萃取一个样品，萃取方法较快;采用双塔双柱气相色谱法对土壤中18种有机磷农药进行检测，花费时间大约40分钟左右，18种有机磷农药的检出限均为0.282～1.05 μg/kg，标准曲线的R值均可达到0.9979以上，双柱确认的相对偏差在-2.0%～2.0%之间。

4、结论

综上所述，有机磷农药的检测方法都有各自的特点，可以根据需要和要求选择不同的检测方法。酶抑制法检测方法快速、简单，适合大批量的样品及现场检测，但其灵敏度价差。气相色谱法的灵敏度高，准确度高，但是检测设备价格昂贵，并且需要配备专业的人员来操作。如今，人们对食品的安全越来越重视，有机磷农药的检测方法也会受到研究者们的关注。在改进原始检测方法的同时，一些新的检测技术也不断发展，如：毛细管电泳技术、分子免疫技术、酶生物传感法等。这些检测技术的发展和应用将推动有机磷农药的检测走向一个新高度。

参考文献

[1] 唐勤学，陶小林，黎司.有机磷农药残留检测技术的研究进展[J].化工时刊，2008.9，22（9），68-72.

[2] 仲维科， 郝晋， 孙梅心等. 我国食品的农药污染问题[J].农药，2000，39（7）：1-4.

[3] Kumar M A， Chouhan R S， Thakur M S， et al. Automated flow enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA） system for analysis of methyl parathion[J]. Analytica Chimica Acta， 2006， 560（1-2）：30-34.

[4] Lee J K， Ahn K C， Stoutamire D W.，et al. Development of an enzyme- linked immunosorbent assay for the detection of the organophospho- rus insecticide acephate .Journal of Agricultural and Food Chemistry [J] 2003，51 （13）： 3695-3703.

[5] 王向红，崔小军，李昕，李旭，龙王硕. 食品中有机磷农药检测方法研究进展[J]. 食品研究与开发， 2006（11）：195-199.

[6] Nikolaos G Karousos， Sihem Aouabdi， Allan S Way，等. Quartz crystal microbalance determination of organophosphorus and carbamate pesticides[J]. analytica chimica acta， 2002， 469（2）：189-196.

[7] Abad J M ， Pariente F ， L. Hernández， et al. Determination of Organophosphorus and Carbamate Pesticides Using a Piezoelectric Biosensor[J]. Analytical Chemistry， 1998， 70（14）：2848-2855.

[8] 陳登辉. ASE-GC法测定土壤中18种有机磷农药[J]. 期刊论文， 2013， 18（2）：95-101

作者简介：杨梅（1994—），女，硕士研究生，主要从事环境检测。