蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測方法研究進展

1、蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測方法研究進展農(nóng)藥殘留監(jiān)測體系的建立，對農(nóng)藥殘留的監(jiān)測手段和檢測水平提出了更高要求，并促進了農(nóng)藥殘留快速檢測方法的研究和應用進展，使農(nóng)藥殘留檢測技術朝著更加快速方便、靈敏可靠的方向發(fā)展，逐漸以農(nóng)藥殘留專業(yè)檢測機構的少量檢測為中心，向現(xiàn)場檢測及實驗室的大量檢測輻射。1  儀器分析法(Apparatus Analysis)1.1  固相萃取技術(Solid Phase Extraction，SPE)    固相萃取法是1種基于液相色譜分離機制的樣品制備方法，已廣泛應用于農(nóng)藥殘留檢測工作。它根據(jù)液相分離、解析、濃縮等原理，使樣品溶液混

2、合物通過柱子后，樣品中某一組分保留在柱中，選擇合適的溶劑把保留在柱中的組分冼脫下來，從而達到分離、凈化的目的。SPE克服了液-液萃取技術及一般柱層析的缺點，具有高效、簡便、快速、安全、重復性好、便于前處理自動化等特點。根據(jù)柱中填料大體可分為吸附型(如硅膠、大孔吸附樹脂等)、分配型(C8，C18、苯基柱等)和離子交換型。R.Rodriguez等人采用固相萃取法通過改變移動相中緩沖液的濃度、pH值、表面活性劑的濃度和類型對蔬菜中的木精、笨基苯酚、銻比靈和有機磷殘留量進行分析，結果表明：pH9.2，緩沖液中含有4mmol/L硼酸和75mmol/L膽酸鈉能夠得到最好的結果。1.2  固相微萃

3、取(Solid Phase Micro-extraction，SPME)    加拿大Waterloo大學Pawliszyn 1990年首創(chuàng)的一種無需溶劑的萃取技術，它是在固相萃取的基礎上發(fā)展起來的一種新型的預處理技術。SPME技術由固相萃取技術(SPE)發(fā)展而來，對目標化合物有較好的選擇性，并且有較高的靈敏度，適用于微量、痕量分析。到目前為止，SPME在農(nóng)藥殘留分析上的應用70%以上集中于有機氛、有機磷和三嗪類農(nóng)藥，60%以上集中于水環(huán)境樣品，也有涉及蔬菜、土壤、生物等基質(zhì)。H.Berada等人應用固相微萃取法對胡蘿卜、洋蔥和土豆3種蔬菜12個標樣中利谷隆和精胺

4、殘留量進行檢測，發(fā)現(xiàn)僅有土豆3種標樣的殘留含量低于最大殘留量。1.3  微波輔助萃取(Micro-wave Assistant Extraction，MAE)    利用不同的化學物質(zhì)吸收微波的能力不同，對樣品進行處理，MAE技術是惟一可以使所需組分直接從基體浸出的萃取方法。該技術是對樣品進行微波加熱，利用極性分子可迅速吸收微波能量的特性來加熱一些具有極性的溶劑，達到萃取樣品中目標化合物、分離雜質(zhì)的目的。與傳統(tǒng)的振蕩提取法相比，微波輔助萃取蔬菜中農(nóng)藥殘留量具有高效、安全、快速、試劑用量少和易于自動控制等優(yōu)點。ShashiB.Singh等人應用微波輔助萃取

5、法對甘藍和土豆中統(tǒng)撲凈和汽化器進行分析，發(fā)現(xiàn)氣化器恢復度在69%75%，而統(tǒng)撲凈卻沒有恢復。1.4  氣相色譜法(Gas Chromatography，GC)    氣相色譜法是利用試樣中各組分在氣相和固定相間的分配系數(shù)不同，當汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時，組分就在其中的兩相間進行反復多次分配，經(jīng)過一定的柱長后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進入檢測器，產(chǎn)生的離子流訊號經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。使用氣相色譜法，多種農(nóng)藥可以一次進樣，得到完全的分離、定性和定量，再配置高性能的檢測器，使分析速度更快，結果更可靠。目前氣相色譜法多采用填充

6、毛細管。Alfono Di Muccio等人應用氣相色譜法對蔬菜中的擬除蟲菊酯的殘留量進行檢測，方法簡單，省時，可以對幾個標樣同時進行分析。1.5  高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)    高效液相色譜法也是1種傳統(tǒng)的檢測方法。它可以分離檢測極性強、分子量大的離子型農(nóng)藥，尤其適用于對不易氣化或受熱易分解農(nóng)藥的檢測。近年來，采用高效色譜柱、高壓泵和高靈敏度的檢測器、柱前或柱后衍生化技術以及計算機聯(lián)用等，大大提高了液相色譜的檢測效率、靈敏度、速度和操作自動化程度，現(xiàn)已成為農(nóng)藥殘留檢側不可

7、缺少的重要方法。Mohammde等人應用高效液相色譜法對黃瓜、茄子、辣椒和西紅柿4種蔬菜瓜果中CM的殘留量進行檢測，發(fā)現(xiàn)黃瓜由于生長速度快，使得CM在其中殘留量的消失時間短于其他3種。1.6  超臨界流體萃取(Supercritical Fluid Extraction，SFE)    SFE技術于1986年由Capriel等應用于農(nóng)藥殘留分析，目前應用于植物樣品、動物組織、果實、土壤、水等樣品中多種殺蟲劑、殺菌劑和除草劑的萃取。SFE主要是以超臨界流體代替各種溶劑來萃取樣品中待測組分的萃取方法。目前最常用的超臨界流體為CO2，它兼有氣體的滲透能力和液態(tài)

8、的分配作用，流出液中的CO2在常壓下?lián)]發(fā)。待測物用溶劑溶解后進行分析。也可以加入適量極性調(diào)節(jié)劑，如甲醇、乙醇、丙醛等來調(diào)節(jié)其極性，據(jù)此可最大限度地提取不同極性的農(nóng)藥殘留而最低限度地減少雜質(zhì)的提取。其特點是避免了使用大量的有機溶劑、提高萃取的選擇性、減少了分析時間、實現(xiàn)操作自動化。Noboru Motohashi應用超臨界流體萃取技術對蔬菜、瓜果、土壤和生化織品中有機農(nóng)藥進行測定，發(fā)現(xiàn)其是一種理想的分離方法。1.7  分子印跡合成受體技術(Molecular Imprinting Synthetic Receptor，MISR)    MISR原理是：將模

9、板分子(待分離、識別的分子)同具有適合官能團的功能單體相互作用，在交聯(lián)劑和引發(fā)劑的作用下形成具有大孔、網(wǎng)狀的聚合物，通過溶劑洗脫或在一定條件下水解除去模板分子，聚合物中就留下了空間、形狀及官能基團與原來模板分子完全匹配的“記憶”空穴，這樣的空穴便可以與混合物中待分離的分析物進行可逆的特異性結合，從而達到分離、純化、富集的目的。分子印跡技術可以用于藥物、激素、蛋白質(zhì)、農(nóng)藥、氨基酸、多膚、碳水化合物、輔酶、核酸堿基、甾醇、涂料、金屬離子等各種化合物的分離工作。Hui Sun等人采用分析印跡合成受體技術對蔬菜中抗蚜威進行分析，當抗蚜威的濃度在8.0×1062.0×104mol/L

10、時，理想的恢復度在96%103%，重現(xiàn)率(n=5)為4.6%7.1%。1.8  毛細管電泳(Capillary Electrophoresis，CE)    毛細管電泳技術是在電泳技術的基礎上發(fā)展的1種分離技術。其工作原理是使毛細管內(nèi)的不同帶電粒子(離子、分子或衍生物)在高壓場作用下以不同的速度在背景緩沖液中定向遷移，從而進行分離。自20世紀80年代Jorgenson把CE應用于分析化學以來，這一技術已發(fā)展成為分離科學中最活躍的領域之一。它具有靈敏度高、耗資少、樣品消耗量很小(每次進樣只是納升級)、分離柱效高、使用方便等優(yōu)點，非常適用于那些難以用傳統(tǒng)的液

11、相色譜法分離的離子化樣品的分離與分析，其分離效率可達數(shù)百萬理論塔板數(shù)。R.Rodriguez等人用毛細管電泳對草莓、西紅柿、梨子、蘋果、葡萄和桔子中的涕比靈殘留量進行分離，當甲酸胺和蟻酸緩沖液的pH值3.5和含有2%甲醇時，分離效果達到75%。Fanggui Ye等人用加壓毛細管電泳法對甘藍中擬除蟲菊酯殘留進行分析，在最佳的緩沖液濃度、pH值、有機溶劑的條件下，能夠在20min內(nèi)分離6個標樣。 2  酶抑制法    酶抑制法是研究最多且相對成熟的1種對部分農(nóng)藥進行殘留快速檢測技術。酶抑制法是利用有機磷與氨基甲酸酯類農(nóng)藥可特異性地抑制昆蟲中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)

12、中乙酰膽堿酯酶(AChE)的活性，破壞神經(jīng)的正常傳導，使昆蟲中毒致死這一毒理學原理，將AChE與樣品反應，根據(jù)AChE活性受到抑制的情況，可判斷出樣品中是否含有有機磷與氨基甲酸酯類農(nóng)藥。但是酶抑制法測定樣品和農(nóng)藥種類有限，目前只用于蔬菜、水果中有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的殘留檢測，且不能給出定性和定量結果。AmadeoR.FernandezAlba在對辣椒中procymidone殘留量進行研究發(fā)現(xiàn)，和氣相色譜法相比同時檢測下限在8g/kg，但是低于2g/kg卻只能用酶抑制法。3  生物傳感器法    生物傳感器法是目前農(nóng)藥殘留速測技術中的研究熱點，生物傳感

13、器是生物反應技術與傳感技術有機結合的產(chǎn)物，是用生物活性物質(zhì)如酶、抗體、抗原、細胞等作識別元件，配以適當?shù)奈锢砘蚧瘜W信息轉換器所構成的分析工具。傳感器的生物敏感層與復雜樣品中特定的分析物之間如酶與底物、抗體與抗原、外源凝集索與糖、核酸與其互補片段之間的識別反應會產(chǎn)生一些物理化學信息如光、熱、聲、顏色、電化學等的變化，這些變化通過不同原理的傳感器如光敏答、壓電裝置、熱敏電阻、離子選擇性電極等轉換成第一信號，經(jīng)儀表放大顯示，從而達到分析監(jiān)測的目的。用于研究農(nóng)藥殘留檢測的生物傳感器所使用的生物物質(zhì)主要為酶、全細胞、細胞器、受體或抗體等，相應有酶傳感器、全細胞傳感器和免疫傳感器等，尤其是免疫傳感器的應用

14、可大大提高檢測靈敏度并大大縮短了檢測時間。Ashok MulChandani等采用有機磷水解酶結合電化學、光學轉換器檢測有機磷農(nóng)藥，可達到快速、簡單、靈敏、高效。4  免疫分析法    免疫分析法就是基于抗原抗體的特異性識別和結合反應為基礎的分析方法。分子量大的農(nóng)藥可以直接作為抗原免疫動物，動物的免疫系統(tǒng)對進入體內(nèi)的異源大分子量物質(zhì)發(fā)生保護性應答反應。分子量小的農(nóng)藥(MW<2500)一般不具備免疫原性，不能刺激機體產(chǎn)生免疫反應，但有與相應抗體在體外發(fā)生吸附反應的能力，即有反應原性，這類小分子物質(zhì)在免疫學上稱為半抗原。將農(nóng)藥小分子以半抗原的形式連接到

15、分子量大的載體蛋白上，形成農(nóng)藥載體蛋白結合物免疫原，即人工抗原，以人工抗原免疫動物，使動物的免疫系統(tǒng)發(fā)生應答反應，產(chǎn)生對該農(nóng)藥具有特異性的活性物質(zhì)免疫球蛋白(即抗體)，來識別該農(nóng)藥分子與之結合，這種反應不僅可在體內(nèi)進行，也可在體外進行。它集測定的高靈敏性和抗體反應的強特異性于一體，在某些重要生物活性物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、激素、藥物等)的痕量檢測方面取得了很大成就。免疫分析法可分為熒光免疫測定法、酶免疫測定法、放射免疫測定法和流動注射免疫測定法，其中流動注射免疫分析是農(nóng)藥殘留分析中較為先進的技術。Eiki Watanabe等人用酶免疫測定法對黃瓜、茄子、生菜、菠菜和辣椒中亞胺殘留量進行分析表明：相對高

16、效液相色譜法其無須清洗，省時、重現(xiàn)率好等優(yōu)點。5  活體檢測法    活體檢測法是使用活的生物直接測定。如農(nóng)藥與細菌作用后可影響細菌的發(fā)光程度，通過測定細菌發(fā)光情況，則可測出農(nóng)藥殘留量。又如農(nóng)藥殘留會導致家蠅中毒，使用敏感品系的家蠅為材料，用樣本喂食敏感家蠅后，根據(jù)家蠅死亡率便可測出農(nóng)藥殘留量，一般在46h內(nèi)可測出蔬菜是否含超量農(nóng)藥。但該法只對少數(shù)藥劑有反應，無法分辨殘留農(nóng)藥的種類，準確性較低。使用家蠅檢測蔬菜中的農(nóng)藥殘留，過程簡單，無須復雜儀器，農(nóng)戶便可自行檢測，缺點是檢測時間較長，僅適于田間未采收的蔬菜。6  實驗室機器人    實驗室機器人現(xiàn)已商品化，但在農(nóng)藥殘留量分析