快速检测技术在农产品质量安全监管中的实践研究

周 莹

洪泽区农业农村局，江苏洪泽 223300

喷洒农药能够有效避免农作物受到病虫侵害，但过量喷洒农药会导致农产品表面出现残留迹象。为避免我国民众因农药残留问题导致身心受到伤害，需要重视农产品农药检测技术的应用。分别从表面增强拉曼散射技术以及酶抑制法2个维度探究快速检测技术的应用。

1 农产品质量安全监管中快速检测技术探析

快速检测是目前世界各国测定农药残留普遍采用的一种方法。目前我国农产品质量安全监测的主要方法是气相色谱法、高效液相色谱法、酶抑制法等。

气相色谱法是最广泛、最敏感的色谱法，它是一种以气体为流动相来分离和分析色层的方法。在分析气相色谱时，先蒸发被检测的试样，然后将载气，即流动相送入色谱柱。柱内不同试样分子的作用力不一样，从而使各个组分在柱间停留的时间不同，达到了相互分离的目的。由于气相色谱具有灵敏度高、选择性好、用途广等特点，所以经常被用来检测农产品中的农药等有害物质。国外学者采用该方法对氨基甲酸酯类杀虫剂的含量进行了定量测定，结果表明，测定限为0.20～4.00 g/kg，回收率为83.2%～110.0%，RSD＜8.1%[1]。

高效液相色谱法（HPLC）是色谱法的一个重要分支。它以液体为流动相，通过高压输送泵将流动相抽至色谱柱，柱中含有一种固定相，通过高灵敏度的检测器将柱中成分分离出来。HPLC具有很好的应用前景，尤其适合于高沸点、强极性、热稳定性差的样品分离和分析。HPLC还被广泛用于测定农产品中的毒物残留量。国外一位学者采用HPLC法测定蔬菜、9种残留在果蔬、蘑菇中的残留，分别为0.006～0.070 mg/kg、81.0%～115.2%、RSD分别为0.5%～10.2%。

近年来，我国频繁发生农产品质量安全事故，给人们生命财产造成了巨大损失。为保障广大人民群众“舌尖上”的安全，各级政府高度重视农产品质量安全工作，加强对农产品生产、加工和流通全过程的监督管理，不断完善相关法律法规体系建设，健全农产品质量安全检验监测体系，加大执法监督力度，有效地提高了农产品质量安全水平。但是，由于农产品种类多、数量大、分布广等，导致农产品质量安全问题时有发生，严重威胁着广大消费者身体健康和生命安全[2]。因此，如何进一步做好农产品质量安全监管工作，切实维护好人民群众合法权益，已成为当前亟需解决的重大现实课题。

为了更好地保障农产品的质量安全，需要建立一个完善的农产品快检体系。该体系应包括样品采集、初筛、精测等环节。其中，样品采集是非常重要的一环，它直接关系着后续的分析结果是否准确、可靠。目前，常用的样品采集方法主要有以下几种：一是现场采样法；二是市场抽样法；三是电话订购法；四是网络销售平台购买法。无论采用何种方式采集样品，都必须严格按照规范操作程序执行，确保样品具有代表性和可比性。同时，还要注意避免样品受到污染或者变质，以免影响后续的检测结果。

除了样品采集，初筛和精测也是快检体系不可缺少的2个环节。初筛就是将初步筛选出来的疑似样品，通过一定的仪器设备进行进一步的筛选和鉴别，确定其是否符合国家标准要求。而精测则是利用高端精密的分析仪器，对经过初筛后的样品进行精确测定，得出具体数据，并判断其是否合格[3]。这2种方法各有优劣，可以相互补充，提高检测效率和准确率。此外，在实际操作过程中，还需要充分考虑各种因素的影响，如环境条件、检测仪器设备性能、人员素质等，尽可能减少误差和干扰，从而保证检测结果的科学性和权威性。

酶抑制是指当农药中某些特定的物质作用于酶时，酶的活力会下降，以此判断是否有农药残留。该方法已被广泛用于检测有机磷、氨基甲酸酯类杀虫剂的残留量。国外学者采用酶抑制方法测定卡巴呋喃，其准确度可达纳米级，具有较高的灵敏度和较好的稳定性[4]。

2 表面增强拉曼散射技术分析

拉曼散射是一种典型的非弹性散射。1974年，英国科学家对经过粗加工的银电极上吸附的吡啶分子进行了拉曼散射试验，得到了非常强烈的光谱，其强度比一般的光谱要高出105倍。3年后，有学者对银电极进行了同样的测试，发现银电极表面粗糙度增长幅度为原来的10倍，将这种由粗糙的金属表面所产生的拉曼散射称为表面增强的拉曼散射。

近几年，随着纳米技术的不断发展，表面增强拉曼散射（SERS）技术在各个方面的应用都有了长足的进步。2013年，某学者利用自组装技术研制出了具有高重复性的SERS超晶格，可用于甲基安非他明的定量分析，其检测限为1 mg/kg。2015年，某学者使用Klarite强化基底检测苹果中的西维因，测试限为0.5 μg/g[5]。

2017年，某学家利用一种改良的嵌段共聚物光刻技术，将嵌段共聚物、聚苯乙烯-β-4-乙烯基吡啶作为模板，利用嵌段共聚物光刻技术成功制备出一种能用于大豆、辣椒粉检测的表面增强拉曼散射技术。该研究人员利用表面增强的拉曼散射技术，研究出一种具有高度特异的蛋白溶菌酶适配体和纳米银颗粒结合的表面增强拉曼散射技术，可以对溶菌酶进行表面增强拉曼散射，达到0.5 μg/mL。随后将表面增强拉曼散射技术与DNA技术相结合，对花生中常见的致癌物质——黄曲霉毒素进行表面增强拉曼散射技术分析，其检出限为0.4 fg/mL，回收率为89%～121%[6]。

3 表面增强拉曼散射技术检测研究

亚胺硫磷是一种杀虫剂和杀菌剂，被广泛应用于蔬菜水果种植领域。在实际应用期间，倘若出现农药残留现象，将引发食品安全问题，威胁民众生命健康。本文将重点探讨表面增强拉曼散射技术测量亚胺硫磷等杀虫剂的方法。通过对农作物中杀虫剂残留进行定向和定量分析，检测农药残留状况，为农产品安全管理工作开展提供参考。

3.1 实验材料

实验选择的农产品为番茄、黄瓜、榴莲。水为去离子水。本次实验中需要将银溶胶和SERS作为增强基底，当银溶胶作为增强基底时，积分时间为5 s，当SERS作为增强基底时，积分时间为8 s。

3.2 表面增强拉曼散射技术检验流程

首先，需要工作人员对农作物进行预处理，以番茄样品为例，需要在番茄表面喷洒亚胺硫磷溶液，以模拟有害污染。由于当前SERS技术无法对整个农作物沃亚胺硫磷残留进行半定量检测，因此需要采用离心粉碎的方式进行处理。工作人员需要将番茄与去离子水按照1∶9的比例进行混合搅拌，随后利用榨汁机将其榨成稀释程度为10倍的番茄溶液，再取其中10 mL放入离心管。离心管参数设计如下：10 000 r/min，离心时间为10 min，再将离心管竖直静置一段时间作为待测样品备用。针对黄瓜和榴莲等农作物，同样利用上述方式进行处理[7]。

其次，工作人员需要将银溶胶作为增强基底，在银溶胶加入上述3种待测样品并添加促凝剂。此时，银溶胶中的纳米银颗粒与促溶剂中的离子会发生相互反应，通过这一反应能够有效增强SERS的信号，从而提高检测效率。从SERS电池增强角度来看，当纳米银等金属离子受到电场的影响，出现共振加强时，SERS效应也会发生不同程度的变化。产生这一现象的主要原因在于受到电场增强的影响，金属纳米颗粒表面结构会出现分布不均现象。例如：当纳米银颗粒之间相互接触时，则会产生较强的电场能力，并形成SERS热点。随后技术人员需要将待测液滴到玻璃衬底上，并利用激光焦点聚焦，同时采集SERS信号[8]。

在上述实验中，为增强检测效果，研究人员利用1种无机盐作为亚胺硫磷分子的SERS信号。但从实际应用角度来看，不同浓度的促凝剂对SERS信号增强效果的影响各不相同。为选择1种科学、合理的无机盐溶液作为增强SERS效果的最佳促凝剂，需要开展如下测试：技术人员需要分别选用A、B、C、D 4种无机盐溶液作为备选的促凝剂，A、B、C、D分别为碘化钾、溴化钠、氯化钠、硫化钠。将待测样品与促凝剂按照一定体积比例混合后，再加入40 μL的银溶液进行充分搅拌。此时，需要利用拉曼光谱仪采集光谱信号，通过数据对比，获得增强效果最为明显的无机盐溶液。通过数据分析可以得出，选择A作为促凝剂时，对应的亚胺硫磷水溶液光谱强度最高。

3.3 番茄中的亚胺硫磷半定量检测

在上述实验中，研究人员通过实验发现，利用A促凝剂能够进一步提高亚胺硫磷的光谱强度。研究人员以0.5、1.0、1.5 mol/L的氯化钠溶液作为促凝剂，将待测样品与促凝剂按照4:1的比例开展实验。技术人员需要在反应皿中添加40 μL的银溶液，再加入10 μL的无机盐溶液，加入混有亚胺硫磷残留的10 μL番茄上清液，利用拉曼光谱仪采集光谱信号。对黄瓜和榴莲等农作物重复上述操作。通过数据分析发现，当促凝剂浓度为0.5 mol/L时，亚胺硫磷SRS光谱信号强度最大。

技术人员需要根据上述实验结果，构建农作物中亚胺硫磷残留量与拉曼特征峰强度之间的变化曲线。观察当亚胺硫磷残留量在2.5 ～1 002.5 μg/g范围内与光谱信号强度之间的线性关系。构造直线方程并得出系数R2值，以此清晰、直观地了解农作物中有害残留变化。为进一步了解该变化曲线的真实性，还需要技术人员对该检测方式的回收率进行细致研究。技术人员需要分别将不同残留量的番茄待测样品进行预处理，得到上清液，再通过SARS技术进行半定量分析，得到检测方法的回收率，构造回收率和相对标准偏差表格。

如表1所示，当农药实际残留量分别为75、50和5 μg时，番茄表面残留的亚胺硫磷回收率为94%～106%，说明检测效果较高。

表1 番茄中的亚胺硫磷半定量检测结果

4 酶抑制法检测原理及应用

农产品培育期间，需要农业人员结合不同农产品的类型，选择针对性的农药。然而，不同农药的分子结构存在一定的差异性，虽然大多数农药的作用机理具有高度相似性，但依旧存在少数农药作用机理不同的现象。例如：有机磷和氮基甲酸酯之所以能够起到良好的病虫害防治效果，主要原因在于两者都能够对昆虫神经系统的酶活性产生抑制作用，阻碍昆虫神经递质的正常传导，最终造成昆虫死亡。当技术人员采用酶抑制法对农作物农药残留情况进行数据分析期间，需要利用底物对其进行检测，并观察显色剂的颜色变化情况，根据颜色变化确定农药残留的类型和残留量。

值得注意的是，将酶抑制法应用于农产品检测需要重视环境因素，酶在高温情况下会失活，而低温情况下其活性会受到抑制。因此，技术人员需要严格控制实验室环境，避免酶对外界温度产生较强的敏感性而影响检验结果。此外，不同类型的酶和检测方式也会使最终检测结果的可靠性产生不同。现阶段，我国市场上用于酶抑制法检测的酶种类数量众多，需要技术人员结合实际情况进行综合考量。

试纸检测是最为便捷的酶抑制检测方法，在实际应用期间，需要技术人员将被测样品放在试纸上，通过观察被测样品与试纸之间的反应，判断被测样品表面的农药残留。例如：技术人员可以准备10μL表面留有乙酰胆碱类的草莓溶液，随后将该草莓溶液滴在试纸上，观察最终结果。由于胆碱酯酶只能与乙酰胆碱类物质才能发生水解反应，因此，观察试纸表面的颜色能够判断乙酰胆碱类的残留量。若需要在同一农产品中应用该技术探究2种不同类型的农药残留，则需要分别进行检测。蓝色、浅蓝色、白色是常见的实验数据，工作人员仅需静静等待被测样品与试纸发生颜色变化即可完成相关检测工作，无需采用其他设备或仪器对数据结果进行分析。

比色法也是酶抑制法的重要方式。农业领域有机磷农药和氨基甲酸酯类农药都会对胆碱酯酶活性产生一定影响，通过比色法能够帮助技术人员了解农产品中各种农药残留是否出现超标现象。在实际应用期间，需要将被检农产品进行切碎搅拌处理，提取农产品溶液后，要将胆碱酯酶相互融合，再在溶液中加入显色剂静置一段时间。此时，技术人员可以观察被检物品是否农药残留超标，该技术在农药检测领域具有较高的应用价值[1]。

现阶段，酶传感器被广泛应用于农产品农药残留检测领域，不同于传统检测技术，酶传感器能够帮助工作人员针对性地分析被测样品中的特定化学成分。酶传感器的技术原理在于通过观察生物敏感部件与转换器之间的相互关系，判断特定化学成分的类型和含量。这种技术检测准确度较高，在农药检测领域发挥着重要作用。但从实际应用角度来看，该技术对酶的活性要求更高，由于酶在固定化处理期间极易受到各种因素影响导致活性降低或直接失活，因此该技术未来推广发展依旧需要较长时间。

5 结束语

为进一步推动我国农业领域现代化发展，不仅需要加强田间管理，还需要推广与应用快速检测技术。只有快速、全面地分析农产品中的农药残留情况，才能够为农产品质量安全监管工作提供重要的数据支持。