現(xiàn)代分析檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

現(xiàn)代分析檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用摘要本文綜述了一些常見(jiàn)的農(nóng)藥，同時(shí)介紹了一些對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法。如：加速溶劑萃取、超臨界流體萃取、固相萃取、固相微萃取、基質(zhì)固相分散萃取、微波輔助萃取、膜萃取、凝膠滲透色譜等樣品前處理技術(shù)和色譜法、光譜法及其聯(lián)用技術(shù)、毛細(xì)管電泳、生物傳感器等關(guān)鍵詞農(nóng)藥殘留;檢測(cè);技術(shù)AbstractThisarticlereviewssomefamiliarpesticide,andintroducessomedetectiontechnologiesofpesticideresidue.suchasASE,SFE,SPE,SPME,MSPDE,MAE,ME,GPC,chromatographic,spectrometryanditsassociatedtechniques,capillaryelectrophoresisandbiosensors.KeywordsPesticideresidues;Detection;Technology0引言隨著我國(guó)對(duì)保障食品質(zhì)量安全的日益重視在食品質(zhì)量安全的指標(biāo)中，動(dòng)植物源產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留量檢測(cè)成為一類(lèi)重要指標(biāo)。我國(guó)農(nóng)藥殘留量檢測(cè)技術(shù)的研究在20世紀(jì)50年代就已開(kāi)始但直到90年代之前，這項(xiàng)工作進(jìn)展緩慢，從深度和廣度上都很有限。從90年代開(kāi)始，尤其是最近幾年,由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展,迫切需要對(duì)農(nóng)藥的使用及其殘留量進(jìn)行監(jiān)控，農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)研究受到高度重視,從而推動(dòng)了該項(xiàng)技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展。農(nóng)藥被噴灑于農(nóng)作物，其中大約10%?20%灑落于土壤、大氣和水中，同時(shí)農(nóng)作物還可以通過(guò)根和葉的吸收將環(huán)境中的農(nóng)藥再轉(zhuǎn)移到作物體中，成為不可避免的客觀農(nóng)藥殘留。除此之外，生產(chǎn)者因?yàn)椴粐?yán)格按照農(nóng)藥安全使用準(zhǔn)則的要求進(jìn)行生產(chǎn),使用違禁農(nóng)藥或使用量和安全期掌握不好等導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)藥殘留問(wèn)題比較明顯。近年來(lái),農(nóng)副產(chǎn)品導(dǎo)致人畜食物中毒事件經(jīng)常發(fā)生，除急性中毒外，長(zhǎng)期接觸殘留農(nóng)藥還可以引發(fā)慢性中毒，導(dǎo)致“三致”（致癌、致畸、致突變）［1-2］。因此，世界各國(guó)對(duì)農(nóng)藥殘留痕量均制定了嚴(yán)格的檢測(cè)底線。1農(nóng)藥殘留法律、法規(guī)我國(guó)于1997年和1999年，分別頒布了《中華人民共和國(guó)農(nóng)藥管理?xiàng)l例》和《中華人民共和國(guó)農(nóng)藥管理?xiàng)l例實(shí)施辦法》。2001年11月29日修訂的《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》第二十七條規(guī)定“使用農(nóng)藥應(yīng)當(dāng)遵守國(guó)家有關(guān)農(nóng)藥安全、合理使用的規(guī)定，按照規(guī)定的用藥量、用藥次數(shù)、用藥方法和安全間隔期施藥，防止污染農(nóng)副產(chǎn)品。劇毒、高毒農(nóng)藥不得用于防治衛(wèi)生害蟲(chóng)，不得用于蔬菜、瓜果、茶葉和中草藥材。”第三十七條規(guī)定“縣級(jí)以上各級(jí)人民政府有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)做好農(nóng)副產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留量的檢測(cè)工作，并公布檢測(cè)結(jié)果?！钡谌藯l規(guī)定“禁止銷(xiāo)售農(nóng)藥殘留量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)副產(chǎn)品?！?常見(jiàn)農(nóng)藥概況有機(jī)氯農(nóng)藥具高效、廣譜的殺蟲(chóng)特點(diǎn)，屬于神經(jīng)毒，急性毒性小，半衰期特別長(zhǎng),易在人體內(nèi)脂肪蓄積,有致人慢性中毒的危險(xiǎn)。世界各國(guó)早已禁止使用，我國(guó)于1983年宣布停止生產(chǎn)。有機(jī)磷農(nóng)藥品種多應(yīng)用廣，毒性可分為高、中、低。主要抑制人體內(nèi)的乙酰膽堿酯酶活性而引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的紊亂，從而引起相應(yīng)的中毒癥狀。環(huán)境中降解還算快（有機(jī)磷農(nóng)藥的降解半衰期一般在幾周到幾個(gè)月），殘毒低。對(duì)于一些高毒類(lèi)品種和一些代謝毒性更強(qiáng)的化合物，仍可引起慢性中毒。由于施用量大，加之違章操作,農(nóng)藥殘留超標(biāo)問(wèn)題十分突出，其殘留問(wèn)題引起重視。氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥中，克百威毒性較高。該類(lèi)農(nóng)藥主要是抑制膽堿酯酶活性,但與膽堿酯酶結(jié)合是可逆的，膽堿酯酶活性較易恢復(fù)，故其毒性作用較有機(jī)磷農(nóng)藥低。該類(lèi)農(nóng)藥高效，選擇性強(qiáng)，作用迅速。擬除蟲(chóng)菊脂類(lèi)農(nóng)藥生物活性?xún)?yōu)異、環(huán)境相容性較好，高效、低毒、低殘留。該類(lèi)農(nóng)藥系神經(jīng)性毒物，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用。煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑作用方式獨(dú)特，和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)、有機(jī)磷類(lèi)和氨基甲酸酯類(lèi)等殺蟲(chóng)劑很少或無(wú)交互抗性，高效、低毒、低殘留，殘留期長(zhǎng)約25d左右。無(wú)公害農(nóng)藥,是指用藥量少，防治效果好，對(duì)人畜及各種有益生物毒性小或無(wú)毒，在外界環(huán)境中易于分解,不造成對(duì)環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品污染的高效、低毒、低殘留農(nóng)藥，如生物源農(nóng)藥(植物源農(nóng)藥、動(dòng)物源農(nóng)藥和微生物源農(nóng)藥)、部份無(wú)機(jī)或礦物性農(nóng)藥、使用安全的有機(jī)合成農(nóng)藥等等。3農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)可簡(jiǎn)單歸納為樣品提取、凈化、濃縮、檢測(cè)等4個(gè)方面。①提取方法包括：振蕩法、索氏提取法、固相微萃取法、超臨界流體萃取法、快速溶劑萃取法等；②凈化方法為：液-液分配凈化法、柱層析法、磺化法、薄層層析法、離子交換層析法、凝膠滲透層析法、高壓液相柱凈化法、低溫冷凍柱法等；③濃縮方法為：蒸發(fā)濃縮、反滲透濃縮、K-D濃縮儀濃縮、自然揮發(fā)法、吹氣法等；④檢測(cè)方法為：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、熒光分析法、酶抑制法、免疫分析法、生物傳感器檢測(cè)法、紅外光譜法等。下面主要介紹一些常規(guī)的檢測(cè)方法。3.1薄層色譜法(thinlayerchromatography,TLC)薄層色譜又叫薄板層析，是色譜法中的一種，是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種很重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)［3~4］,屬固-液吸附色譜，它兼?zhèn)淞酥V和紙色譜的優(yōu)點(diǎn)，一方面適用于少量樣品(少到幾微克,甚至0.01微克)的分離;另一方面在制作薄層板時(shí),可把吸附層加厚加大，因此，又可用來(lái)精制樣品，此法特別適用于揮發(fā)性較小或較高溫度易發(fā)生變化而不能用氣相色譜分析的物質(zhì)。薄層色譜法不需要特殊設(shè)備和試劑，方法簡(jiǎn)便、快速、直觀、靈活，但是靈敏度不高，近年來(lái)較少使用，多把它作為分離手段。3.2薄層色譜掃描法(TLCScanning)TLC掃描法是指用一定波長(zhǎng)的光照射在薄層板上，對(duì)薄層色譜中可吸收紫外光或可見(jiàn)光的斑點(diǎn)，或經(jīng)激發(fā)后能發(fā)射出熒光的斑點(diǎn)進(jìn)行掃描，將掃描得到的圖譜用于鑒別、檢查或含量測(cè)定⑸。測(cè)定時(shí)可根據(jù)不同薄層掃描儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按照規(guī)定方式掃描測(cè)定，掃描方法可采用單波長(zhǎng)掃描或雙波長(zhǎng)掃描。選用待測(cè)斑點(diǎn)無(wú)吸收或最小吸收的波長(zhǎng)為參比波長(zhǎng),樣品中待測(cè)斑點(diǎn)的比移值和光譜掃描得到的光譜最大吸收與最小吸收值應(yīng)與對(duì)照品相符，以保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。薄層掃描定量測(cè)定應(yīng)保證檢品斑點(diǎn)的濃度在線性范圍內(nèi)，檢品與對(duì)照品在同一塊板上點(diǎn)樣、展開(kāi)、測(cè)定和計(jì)算。本法具有快速、簡(jiǎn)便、定性定量準(zhǔn)確等特點(diǎn)。3.3酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linkedimmunesorbentassay,ELISA)利用酶標(biāo)記抗體或抗原，通過(guò)抗原抗體之間發(fā)生ELISA反應(yīng)，可逆性結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法［睥，酶聯(lián)免疫法優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快速、分析容量大、分析成本低、一次可以檢測(cè)多份樣品，可準(zhǔn)確定性定量,適用于現(xiàn)場(chǎng)分析，安全可靠。缺點(diǎn)是對(duì)試劑的選擇性高，一種試劑盒只能檢測(cè)一種有機(jī)磷農(nóng)藥,不能檢測(cè)農(nóng)藥殘留總量，對(duì)結(jié)構(gòu)類(lèi)似的化合物有一定的交叉反應(yīng)等。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)假陽(yáng)性或假陰性現(xiàn)象。在不能肯定樣本中存在農(nóng)藥殘留種類(lèi)時(shí)檢測(cè)有一定的盲目性,從而使酶聯(lián)免疫法的應(yīng)用范圍受到較大的限制。3.4生物傳感器法(BS)生物傳感器法是將傳感技術(shù)與農(nóng)藥免疫技術(shù)相結(jié)合的分析方法，可以說(shuō)它是免疫分析技術(shù)的一種延伸,BS是由產(chǎn)生信號(hào)的敏感元件和處理信號(hào)的輔助儀器兩部分組成，對(duì)特定種類(lèi)化合物或生物活性物質(zhì)具有選擇性和可逆響應(yīng)的分析裝置。根據(jù)檢測(cè)信號(hào)的不同，可將生物傳感器分為電化學(xué)生物傳感器、壓電生物傳感器和光生物傳感器;按照生物活性單元的不同，可分為酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、DNA傳感器和免疫傳感器。生物傳感器法是目前農(nóng)藥殘留分析技術(shù)的研究熱點(diǎn)[8~10],具有靈敏高、特異性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、測(cè)試費(fèi)用低等特點(diǎn)。目前在測(cè)定方法多樣化、提高測(cè)量靈敏度、縮短反應(yīng)時(shí)間、提高儀器自動(dòng)化程度和適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)能力等方面已取得了長(zhǎng)足進(jìn)步?，F(xiàn)有生物傳感器存在的主要問(wèn)題是分析結(jié)果的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和使用壽命。3.5毛細(xì)管區(qū)帶電泳(CZE)毛細(xì)管區(qū)帶電泳是對(duì)一般常規(guī)液相色譜方法難以分離的離子型化合物的理想分析方法[11]。這一技術(shù)具有極高的效率和分離能力,常有報(bào)道分辨率可達(dá)幾百萬(wàn)個(gè)理論塔板數(shù)，其操作簡(jiǎn)單,具有很大靈活性,許多分離參數(shù)，如緩沖液的組成、pH值、毛細(xì)管的類(lèi)型以及所用電場(chǎng)的波形都可調(diào)節(jié)。毛細(xì)管區(qū)帶電泳所需樣品量極少，一般只需幾微升。目前,毛細(xì)管區(qū)帶電泳尚缺乏靈敏度很高的檢測(cè)器。因此，只有研究開(kāi)發(fā)靈敏度高的檢測(cè)系統(tǒng)，毛細(xì)管區(qū)帶電泳的優(yōu)勢(shì)才能充分發(fā)揮出來(lái)。氣相色譜法(gaschromatography,GC)氣相色譜法系采用氣體為流動(dòng)相(載氣)流經(jīng)裝有填充劑的色譜柱進(jìn)行分離測(cè)定的色譜方法。用于揮發(fā)性農(nóng)藥的檢測(cè),具有選擇性高、分離效能好、靈敏度高、分析速度快等優(yōu)點(diǎn),是目前農(nóng)藥殘留量檢測(cè)最常用的方法之一[12，13]，占有關(guān)色譜法報(bào)道的70%以上,適用于易汽化，汽化后又不發(fā)生分解等農(nóng)藥的檢測(cè)。氣相色譜法精密度高，分離效果比薄層色譜好，但所得數(shù)據(jù)只有保留時(shí)間，多數(shù)情況下是在高溫下進(jìn)行，另外，沸點(diǎn)太高的物質(zhì)或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)都難以應(yīng)用氣相色譜法進(jìn)行分析。故應(yīng)用范圍受到限制。雖可通過(guò)衍生化法或應(yīng)用特殊色譜柱分析不易揮發(fā)的成分，但遠(yuǎn)不如高效液相色譜方便、準(zhǔn)確。高效液相色譜法(high-perfOrmanceliquidchromatography,HPLC)高效液相色譜法系采用高壓輸液泵將規(guī)定的流動(dòng)相泵入裝有填充劑的色譜柱進(jìn)行分離測(cè)定的色譜方法，它可以分離檢測(cè)極性強(qiáng)、分子量大及離子型農(nóng)藥，可用于不易氣化或受熱易分解的農(nóng)藥的檢測(cè)。近年來(lái),采用新型高效固定相、高壓泵和高靈敏度的檢測(cè)器，柱前和柱后衍生技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)聯(lián)用等，大大提高了檢測(cè)效率、靈敏度、速度和操作自動(dòng)化程度。目前用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)最多是紫外吸收檢測(cè)器(UV)、二極管陣列檢測(cè)器(DAD)和熒光檢測(cè)器(FLD)。高效液相色譜法具有分離效能高、分析速度快、重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)[14],其應(yīng)用范圍之廣是其它分析儀器所不能比擬的。色/質(zhì)聯(lián)用法(GC-MS,HPLC-MS)GC-MS和HPLC-MS聯(lián)用技術(shù)，是氣相色譜儀、液相色譜與質(zhì)譜儀的聯(lián)用。兼有氣相色譜法及液相色譜法分離效率高、分離速度快、定量分析簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，又具有質(zhì)譜法靈敏度高、定性能力強(qiáng)等特點(diǎn),兩種方法通過(guò)聯(lián)用,可以揚(yáng)長(zhǎng)避短，達(dá)到更好的效果，具有更大的優(yōu)勢(shì)，可同時(shí)達(dá)到定性、定量的檢測(cè)目的。GC-MS、LC-MS和GC-MS-MS、LC-MS-MS聯(lián)用技術(shù)已經(jīng)成熟,但此法需要貴重儀器且操作繁雜困難,不適合于經(jīng)常性的檢測(cè)。一般可用來(lái)做最后的確認(rèn)工作。3.9超臨界流體色譜技術(shù)超臨界流體色譜(SFC)是以超臨界流體(常用CO)作為色譜流動(dòng)相的色譜，可以在較低溫度下分析分子量較大、對(duì)熱不穩(wěn)定的化合物和極性較強(qiáng)的化合物。它綜合利用了GC和HPLC的優(yōu)點(diǎn)克服了各自的缺點(diǎn)，可以與大部分GC和HPL的檢測(cè)器連接，如FID、FPD、NPD以及MS等連用，較大地拓寬了其應(yīng)用范圍，許多在GC或HPLC上需經(jīng)過(guò)衍生化才能分析的農(nóng)藥，都可以用SFC直接測(cè)定,是農(nóng)藥殘留檢測(cè)最具潛力、發(fā)展最快的技術(shù)之一⑻。4結(jié)語(yǔ)農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)取得重大進(jìn)展，特別是樣品前處理技術(shù)的發(fā)展,各種不同儀器技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了農(nóng)藥殘留檢測(cè)能力和檢測(cè)的靈敏度、檢測(cè)限和檢測(cè)覆蓋范圍，為檢測(cè)質(zhì)量控制搭建了技術(shù)平臺(tái)。同時(shí)處理技術(shù)向微量化、自動(dòng)化、無(wú)毒化、快速化和低成本方向發(fā)展。未來(lái)農(nóng)藥殘留量檢測(cè)的樣品預(yù)前處理技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)該是盡可能地快速、精確、環(huán)保和高度自動(dòng)化。采用多殘留檢測(cè)技術(shù)和快速篩選檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合各種先進(jìn)、高效、簡(jiǎn)單、綠色和自動(dòng)化的前處理技術(shù)檢測(cè)農(nóng)藥殘留，已成為當(dāng)今農(nóng)藥殘留檢測(cè)發(fā)展的趨勢(shì)。農(nóng)藥殘留檢測(cè)是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，涉及分析化學(xué)、電化學(xué)、生物化學(xué)、發(fā)酵化學(xué)、免疫化學(xué)等方面的學(xué)科知識(shí)，檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性依賴(lài)于多學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，所以應(yīng)及時(shí)引進(jìn)、吸收國(guó)際上這些領(lǐng)域的最新研究成果，及時(shí)更新檢測(cè)方法，為環(huán)境保護(hù)、產(chǎn)品進(jìn)出口和食品安全保障體系的不斷完善提供技術(shù)支持。參考文獻(xiàn)蔣士強(qiáng).食品安全保障體系建設(shè)與分析測(cè)試技術(shù)[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器2003(1):4-7.張學(xué)富，王志民，李偉紅.動(dòng)物性食品中常見(jiàn)的化學(xué)污染物[J].肉品衛(wèi)生，2002(7):13-24.周小鋒，田暉.薄層法測(cè)定蔬菜中辛硫磷農(nóng)藥殘留的展開(kāi)劑選擇研究[J].浙江化工，2005,36(11):22-24.阮長(zhǎng)青，黃明海,徐宗良.食品中農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)技術(shù)[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào),2003,15(4):70-75.尉志文，員克明，王玉瑾，等?薄層色譜掃描法和氣相色譜/質(zhì)譜法快速診斷有機(jī)磷農(nóng)藥中毒[J].中國(guó)藥物與臨床,2006,6(8):594-596.張學(xué)健，胡春，張洪瓊,等.酶抑制率法快速測(cè)定蔬菜中有機(jī)磷及氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2005,15(7):874-874.韓麗君，錢(qián)傳范，李文明等.酶聯(lián)免疫吸附分析法測(cè)定水樣中的毒死蜱[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006,29(3):35-37.蔣雪松，應(yīng)義斌,王劍平.生物傳感器在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005,21(4):118-122.許翠玲，王改萍,胡勝水.有機(jī)磷農(nóng)藥生物電化學(xué)傳感器的研究進(jìn)展[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào),2002,18(6):502-5