化学检测技术在农产品农药残留检测中的应用与发展

程鑫 程华

（1.辽宁省锦州市疾病预防控制中心 辽宁锦州 121000；2.锦州医科大学附属第一医院）

1 前言

农药残留对人体危害极大，近年来，为加强农药残留的检测， 仪器分析和快速检测研究均得到迅速发展， 其中免疫学方法已成为重要的农药残留快速筛选技术，通过对即将上市的蔬菜进行粗筛，将一部分农药残留含量比较高的蔬菜控制在交易市场之外，可以减少农药残留对人们健康的危害，避免中毒事件的发生。

2 化学检测技术在农产品农药残留检测中的应用

2.1 气相色谱法

在气相色谱法应用过程中，主要是借助载气，将其作为流动相， 从而使待检测试样能有效在气体状态下展开，从而选择更加适合的管理结构，确保具体检测参数能以适当的固定相作为色谱柱内分离参数， 并且借助相应的仪器对不同的组分进行系统化分析和集中校对。首先，由于各个组分会先后进入检测器，此时能借助电信号的放大过程，利用记录仪及时记录不同组分，分别为不同的色谱谱图。 其次，检测人员借助色谱图， 并结合色谱流出曲线上不同峰值的保留时间，对其进行有效的定性分析。 最后，需要结合检测出现的峰值面积或峰值高度参数进行系统化数据处理， 从而保证应用效果和控制参数体系的完整性，是能有效进行定量分析的检测机制，具有一定的推广价值。例如，利用火焰光度检测仪器能有效分析蔬菜中含有的敌敌畏、乙酰甲胺磷、甲拌磷以及乐果的残留量等， 其最低检出限为2.2、43.0、5.0ng/mL 和2.3 ng/mL。目前，该技术在蔬菜中有机磷农药残留痕量分析项目中的应用较为广泛。

2.2 液相色谱法

在实际检测机制判定和应用的过程中， 要针对不同情况和实际需求， 建立健全稳定的管理机制和控制措施。其中，液相色谱法是应用较为广泛的检测机制和手段，主要是借助液体，将其作为流动相，能有效分析热稳定性不强和强极性农药， 其检测结果更加符合实际需求。相较于气相色谱法，液相色谱法具有分析沸点高以及挥发性差的特征， 具有较强的极性，而且分子量大。 但由于热稳定性差，在实际应用过程中也会受到一些限制。 在实际应用体系建立后，检测人员利用高效液相色谱二极管检测仪器，能集中检测食用菌中存在的吡虫啉、啶虫脒、多菌灵以及残留的除虫脲农药四种成分，并校对含量。其检测结果中， 以上四种农药的平均回收率控制在83%～106%， 而RSD 则控制在0.5%～3.4%其实际检测结果满足农药残留分析的相关具体要求。此外，还能利用高效液相色谱-紫外检测器有效测定水稻中残留的三苯基乙酸锡，能判定其最小检出量，约为1.0×10-10g，且最低的检测浓度为 2.0×10-3mg/kg。

2.3 同位素标记法

在实际检测机制中， 同位素示踪法具有较为广泛的应用价值，能有效对样品进行集中检测，主要是指用示踪剂能有效研究被示踪物质的实际运动状态和转化规律， 确保技术措施能直观分析相关参数。 同位素标记法不仅具有定量准确度高的特征，其实际检测的灵敏度也较高，而且检测手法较为简单和便捷，使得其应用范围较广。 目前，多数检测单位都是利用同位素标记法对磺酰脲类农药残留进行集中测定。

2.4 分光光度法

目前，应用分光光度法的过程中，要对以下3 种情况进行区别处理。 （1）紫外-可见分光光度法。 主要针对的是紫外-可见吸收光谱物质， 对其进行定量和定性分析，这种方式较为便捷化，能提高检测效率和检测的准确性。 应用紫外-可见分光光度法进行微量试样分析具有较高的实效性， 并不需要一些特殊的仪器，在实验室中应用较为广泛，尤其是对农产品中的铅元素、 铁元素等金属离子的含量予以全面测定。 例如，在氨基甲酸锆类农药测定中，利用紫外-可见分光光度法， 能保证测定回收率控制在99.6%到107.9%之间。 （2）荧光分光光度法，利用化学分析检测方法对相关元素进行测定和分析， 具有选择性强以及处理效果好的特征。 荧光分光光度法之所以应用较为广泛，不仅仅是由于线性范围较广，其物质检出限低也是较为突出的特征， 尤其是对食品和饲料中的铅元素含量有明显的检测优势， 检出限能保证在 0.3 μg/L 左右。 （3）红外光谱分析法，能直接检测出农产品的农药残留量， 并且处理操作较为便捷，测定的速度和操作效果都能符合预期。也就是说，在利用红外光谱分析法时，能在简略残留称量工作繁琐程度的基础上， 确保定容和分离效果更加有效。例如，在检测蔬菜中敌百虫和敌敌畏残留量的试验项目中，利用红外光谱分析法，能提高检测精确度和完整性，具有推广价值。

2.5 化学发光法

在众多检测项目中， 有机磷农药的检测尤为重要，由于有机磷农药是一种具有神经毒性的物质，不仅能抑制生物体内胆碱酶物质的基本活性， 还能使人体内的神经传导介质出现严重的代谢紊乱， 造成机体产生迟发性神经毒性， 严重的则会引起机体运动失调，甚至导致呼吸中枢麻痹后死亡。而这种物质会在杀虫剂中出现， 导致其会在蔬菜等食用品中有所残留，如果长期累积，就会出现农药急慢性中毒问题。 目前，利用液相色谱法检测技术、气相色谱法检测技术以及传感器技术等都能进行检测， 但需要对样品进行较为繁琐的预处理， 现场检测效果还有待提高。 基于此， 流动注射-化学发光分析法应运而生， 具有较高的可控性和自动化程度， 应用价值较高，值得大面积推广，具体系统示意图如图1 所示。

图1 流动注射化学发光法测定有机磷分析系统示意图

2.6 气相色谱-串联质谱技术

2.6.1 粮谷

通过研究发现，用乙酸对样品进行提取，并将样品的提取液运用凝胶色谱和固相萃取柱进行净化，并且运用气相色谱-串联质谱仪进行检测，并且确证在小麦、 大米中残存着农药。 在添加水平在0.001～0.5 mg/kg 时，农药残留回收率达到了80.4%～85.7%。 测定结果的最低限为0.002 mg/kg，测定结果的相对标准偏差在9.5%～18.7%。

2.6.2 蔬菜和水果

据研究，运用固相萃取柱提取，气相色谱-串联质谱法对蔬菜中农药残留进行分析， 采用含量为1%的冰乙酸提取样品， 并且采用气相色谱-串联质谱法在不同时段程选择反映下进行测定， 发现在107 种农药在 0.05～1 mg/kg 范围中， 线性关系处于良好的状态中， 方法的定量限均是低于10 g/kg，这种方法不仅仅可以运用于对蔬菜机制中的107 种农药残留进行有效检测， 还可以很好的解决本底成分较为复杂的大蒜机制容易出现的干扰问题。 有的研究中用0.1%的乙腈对样本进行提取，并对此进行分散固相萃取柱进行净化，与此同时，运用三重四级杆质谱对韭菜、大葱等20 种有机磷农药残留蔬菜进行检测，最低的检测限在0.07～1.50 g/kg，农药残留回收率达到80.0%～109%， 测定的结果相对标准差小于10.4%。采用气相色谱-串联质谱方法对水果中的灭线磷、乐果等常用农药残留进行检测，农药的回收率达到65.4%～124%， 测定结果的相对标准差在0.5%～7.3%。

2.6.3 水产品

有研究对水产品中的鱼体组织中有机氯农药残留运用气相色谱-离子阱多级质谱法进行检测。 该方法下，样品运用己烷和丙酮，体积按照1∶1 的比例进行提取， 再运用凝胶渗透到色谱和固相萃取实现联合净化，在经过浓缩之后，上机进行分析，在最终的结果中也显示了运用EI 电离模式，选择不同的监测特征的离子，可以对样本中的所有化合物进行有效检测，运用加压溶剂萃取方法，并运用气相色谱-串联质谱方法可以对可食用海藻中的除虫菊酯类、氨基甲酸盐类和有机磷农药残留进行检测，检测农药回收率达到80%～108%，测定的结果偏差不高于8%。

2.6.4 畜禽肉类

有研究运用气相色谱-串联质谱方法针对动物脂肪中的农药残留进行分析，运用丙酮、正己烷对样本进行提取， 并运用GPC 对油脂中的杂质进行去除，在这一方法下，待测样本中的农药残留回收率达到83%～108%，测定相对标准偏差不高于10.8%，各农药组成的检出限为0.1～0.8%g/kg。

2.6.5 其他食品

相关研究中， 运用气相色谱-串联质谱方法对红酒、白葡萄酒中的农药残留进行检测，对选择的样品运用PSA 粉末和进行净化，农药残留回收率可达到80%～100%之间， 测定结果相对标准偏差不高于10%。运用气相色谱-串联质谱法对糖样品中的农药残留进行检测， 检测的农药残留回收率在81%～110%之间， 检测限为0.1 g/kg。 还有的运用气相色谱-串联质谱方法对番茄酱中的农药残留进行检测，首先对离子进行扫描，以确定甲胺磷等农药使用的标准工作液质量的浓度、 碰撞能量质谱参数等，这一方法的应用可以提升检测灵敏度。对低含量的农药残留也可以检测出来，最后测定的结果也十分可靠。

2.7 液相色谱-串联质谱法

2.7.1 仪器与试剂

Angilent1260 液相色谱仪；ABSCIEX3200QTRA P 质谱仪； 电子天平；3-15K 台式离心机 （sigma 公司）；涡旋混合器；样品粉碎机；真空抽滤泵；抽滤瓶；微孔滤膜；注射器；样品瓶。 抑霉唑、咪鲜胺、吡唑醚菌酯、苦参碱标准品（农业部环境保护科研监测所）；乙腈、 甲醇 （色谱纯，MERCK 公司）； 甲酸 （纯度99%，ROESCIENTIFICINC.）； 实验室用水为超纯水（Millipore 公司MilliQAdvantageA10 超纯水机制备，电阻率为 18.2MΩ.cm）。 MgSO4、乙酸钠、GCB（石墨化炭黑）、PSA（N-丙基乙二胺）、C18Agilent 公司。

2.7.2 标准溶液的配制

农药标准品。4 种农药标准品，抑霉唑、咪鲜胺、吡唑醚菌酯，浓度为100 μg/mL；苦参碱，固体标准样品。抑霉唑、咪鲜胺、吡唑醚菌酯标准储备液：分别吸取800 μL 标准溶液加入5 mL 容量瓶中， 甲醇定容，装棕色瓶，储存在4℃冰箱中，备用。 苦参碱标准储备液：称取0.0200 g 苦参碱标准样品，用甲醇溶解并定容至100 mL 得到质量浓度200 μg/mL 的标准储备液，储存于4℃冰箱中，备用。

2.7.3 样品前处理

新鲜甘薯样品取具有代表性的可食部分， 将其混匀，用四分法将其缩分后，放入样品粉碎机，制成待测样。 放入分装容器中，于-20℃～-16℃条件下保存，备用。 称取10 g 样品在50 mL 离心管中，加入25 mL 乙腈，6 g MgSO4、1.5 g 乙酸钠，振荡 1 min，5 000 r/min 离心5 min，取上清液加入15 mL 离心管中，加入 400 mg PSA、45 mg GCB、400 mg C18、1 200 mg MgSO4，振荡 1 min，5 000 r/min 离心 5 min，取上清液过0.2 μm 有机滤膜，装瓶待测。

2.7.4 实验条件

2.7.4.1 液相操作条件

色谱柱为菲罗门 C18（100×3.0 mm，2.6 μm），流动相 A 相为水（加 0.1 mmol 甲酸）；B 相为甲醇。

2.7.4.2 质谱条件

电喷雾离子源（ESI），气帘气 CUR：10.0 psi；碰撞气 CAD：Medium；IS 电压：5 500.0V；源温度（TEM）：500℃，雾化气 GAS1：14.0 psi；辅助气GAS2：14.0 psi。正离子扫描，采用多反应监测（MRM）模式。

3 结论

在农作物种植过程中， 农药是保护其免受病虫草害问题的主要措施，但是，由于人们对其危害性缺乏认知，存在超标使用的问题，会导致人们赖以生存的环境受到威胁，也影响农产品的对外出口问题，各个国家已经开始使用农药残留检测技术对其进行集中的规范和处理，化学检测技术尤为关键，需要相关部门结合实际需求展开深度分析和处理。