农药残留检测仪在农药残留快速检测技术应用的研究进展

托普仪器——致力于中国农业仪器的发展农药残留检测仪在农药残留快速检测技术应用的研究进展摘要：近几年，随着生活水平的提高，人们对农产品尤其是水果、蔬菜的食用安全越来越重视，相继开展了无公害、绿色农产品计划，其主要工作内容之一就是监测、治理农药残留超标问题。目前用于农药残留快速检测的方法主要有NY-16DL农药残留检测仪检测法、酶联免疫法（ELISA）和酶抑制法（EM）。酶联免疫法（ELISA）对设备要求不高，操作便捷，适用于大容量样本分析，但其特异性强，一种试剂盒只能检测一种残留物，不能检测残留总量，不便于在基层使用推广。而酶抑制法（EM）因其检测仪器造价不高，试剂生产已成规模，稳定性好，操作简便、速度快，特别适宜现场检测和对大批量样品的筛查，已是目前普遍使用的快速检测方法。虽然酶抑制法（EM）已在各地各级机构普遍使用，但由于采用不同的仪器、不同厂家生产的试剂，以及操作不规范等原因，在检测过程中会出现各种问题，影响到结果的判定和一定区域内检测结果的统一。下面就目前市场上常用酶抑制法（EM）快速检测农药残留的方法和在检测过程的注意事项作进一步分析与阐述关键词农药酶抑制发光细菌电子生物化学速测；农药残留检测仪随着环保意识和健康意识的加强!农药残留危害性越来越受到重视许多国家制订了食品中农药残留限量!加强了关键检测技术的研究和应用传统的检测技术如气相色谱技术由于检测成本高#检测时间长!不能对蔬菜进行有效的产前#产中#产后监督管理为了有效地快速监督管理农药残留的直接危害!农药残留快速检测技术非常重要近几年!在各个领域展开了农药残留快速检测技术研究!快速检测技术突飞猛进目前研究和应用较多的快速检测技术主要有活体检测法#化学检测法#酶抑制法#免疫分析法#仪器分析法等1、酶抑制检测法酶抑制检测法用于检测蔬菜和水果中的有机磷类和氨基甲酸酯类农药残留。其原理是将乙酰胆碱酯酶与蔬菜或水果提取液混合，以碘化乙酰硫代胆碱为底物，二硫双硝基苯甲酸为显色剂，经过一定时间后比色，根据吸光值计算乙酰胆碱受抑制的程度。如果提取液中不含农药或残留量很低，酶的活性就不被抑制，试验中加入的基质会被水解，水解产物与加入的显色剂产生颜色反应。如果提取液中含有农药且残留量较高，酶的活性被抑制，基质就不会被水解，加入的显色剂就不显颜色或颜色变化很小。由于水果、蔬菜类产品具有保存时间短的特点，因此要求快速检测的时间要短，能在较短的时间内检测出有机磷类和氨基甲酸酯类农药在果蔬中的残留量，将残留超标的产品控制在市场之外，防止食用引起急性中毒。酶抑制检测法能在短时间内检测大量样本，成本低，技术要求不高，易于在农产品生产基地和批发市场推广，是目前我国控制农药残留的一种有效方法。我国托普仪器——致力于中国农业仪器的发展已制定了甲胺磷、氧化乐果等8种有机磷农药和可百威、地灭威等10种氨基甲酸酯类农药的快速检测的农业行业标准。上海、广州、南京、北京等地的果菜批发市场已经开始广泛应用这种检测方法。检测5-6个样品的全过程需要35分钟，每个样品的检测时间在7分钟以内。按3次重复计算，每个样品检测成本在6-7元，是成本最低的检测方法。采用此种方法筹建检测实验室，仪器购置费用为3万元左右。但酶抑制检测法也有很大的局限性。只能用于检测有机磷类和氨基甲酸酯类农药，而且不能给出定性、定量结果，检测的精度也不高，不能作为法律仲裁的依据。2、酶联免疫检测法酶联免疫检测法是以抗原与抗体的特异性、可逆性结合反应为基础研制而成的一种农药残留快速检测方法，主要是采用试剂盒进行检测。目前我国市场上酶联免疫法成品试剂盒还不能实现国产化，全部依赖国外进口。能够进行检测的农药种类比较少，只能检测杀虫剂15种、杀菌剂4种和除草剂16种。酶联免疫检测法具有专一性强、灵敏度高、速度较快、操作简单等优点。但由于实际使用的农药种类多，制备抗体的难度大，在不能肯定样本中存在农药残留种。3.1利用发光细菌检测农药残留发光细菌体内的荧光素在有氧时经荧光酶的作用会产生荧光，但当受到某些有毒化合物的作用时发光会减弱，其减弱的程度与有毒物的质量浓度呈一定的线性关系，利用这一特性对农药残留试样进行测定。该方法的特点是快速、简便、灵敏、价廉，是检测蔬菜中有机磷农药残留的一种快速、有效的方法，经稍加改进还可应用于蔬菜以外的农产品如水果、稻米中的毒物检测。袁东星等[18]探讨了采用发光细菌对甲胺磷、水胺硫磷、氧乐果、敌敌畏、辛硫磷、甲基异硫磷等6种常用有机磷农药的检测状况。分析表明，随着试样中有机磷农药质量浓度的增加，发光细菌的发光强度降低，发强度与农药质量浓度呈负相关。发光细菌检测法的最小农药检出质量浓度为3mg/L，足以满足现场快速检测中的半定量要求。梁祈，魏雪芳.中药材黄芪中有机氮农药残留量的液相色谱检测方法。3.2利用大型水蚤检测农药残留该方法的原理是将蔬菜汁按ISO标准稀释，每个剂量10个水蚤，测定24、48、96h的实验结果，以实验水蚤的心脏停止跳动作为最终死亡指标，测定半数致死浓度。袁振华等[19]对该类测定方法作了探索性的研究，结果表明大型水蚤测试技术完全适用于蔬菜中的农药残留测定，并认为该方法具有快速、灵敏、简便、经济等特点。[1]李艳霞,张保东.农药残留检测技术的研究[J].周口师范学院学报,2005,22(5):79-82.）3.3利用家蝇检测农药残留将高敏感性的家蝇置于菜汁中，4~5h后家蝇死亡率10%以下即定为合格农产品。该方法的托普仪器——致力于中国农业仪器的发展优点是对产品中各种有毒物质均可进行测定，无需仪器，无需前处理，灵敏度比较高。中国农科院植保研究所的王政国进行了大量研究工作，并选育出了一种敏感性高的家蝇品系[20]。4生物传感器法生物传感器通常是对特定种类化学物质或生物活性物质具有选择性和可反应的分析装置。传感器的生物敏感层与复杂样品中特定的目标分析物(如酶与底物、抗体与抗原、外源凝集素与糖、核酸与互补片段)之间的识别反应会产生一些物理化学信号(如光热、声音、颜色、电化学)的变化，这些变化通过不同原理的转换器(如光敏管压电装置、光极光敏电阻、离子选择性电极等)转换成第二信号(通常为电信号)，经放大后显示或记录。此研究在测定方法多样化、提高测量灵敏度、缩短反应时间、提高仪农药残留分析样品预处理研究进展农药残留分析样品的预处理包括提取与净化,根据农药的性质、样品种类、试验条件,可选用的常规提取方法有浸渍一震荡法、索氏提取法和超声波提取法。由于被测目标物质的浓度越来越低,稳定性随时空变化,给分析检测带来了一定困难。因此急需发展简单、快速、有效的样品前处理方法。近年来发展较快的方法,主要有固相萃取(SolidPhaseExtraction,SPE)、固相微萃取(SolidPhaseMicro一extraction,SPME)、超声波(UltrasonicExtraction,USE)、超临界流体萃取(SupercriticalFluidExtraction,SFE)、微波辅助萃取(MicrowaveAidedExtraction,MAE)等方法。111固相萃取方法及其在农残分析中的应用固相萃取(SolidPhaseExtraction,SPE)是一种应用较多的样品前处理技术,由液固萃取和柱液相色谱技术结合发展而来的。具有回收率高,分离效果好,操作简单,省时、省力等优点。适用于分离保留性质差别很大的化合物。李艳霞,张保东.农药残留检测技术的研究[J].周口师范学院学报,2005,22(5):79-82.）4.1固相微萃取方法及其在农残分析中的应用固相微萃取(So1idPhaseMicro一Extraction,SPME)原理是利用待测物在基体和萃取相间的非均相平衡,使待测组分扩散吸附到石英纤维表面的固定相涂层,待吸附平衡后,再与气相色谱(GC)或高效液相色谱(HPLC)联用以分离和测定待测组分。SPME与GC联用适于分析挥发性有机物,通过热使待测组分与纤维分离。而对于难挥发的有机物可利用SPME与HPLC的联用技术,通过溶剂解吸的作用达到分离的效果。在SPME方法中,被测物质的萃取量取决于样品基质和固定涂层中的分配平衡。分配系数越大,萃取率越高,检出的浓度也就越佳。4.2超声波方法及其在农残分析中的应用超声化学利用超声波来加速物质的化学反应或启动新的反应途径或改善其溶解、结晶分配等物理化学性能,以提高化学反应产率或获得新的化学反应物质或提高物质的分离提取效率。在食品分析方面,超声波主要用于提取过程。超声波空化可以产生微冲流,能有效打破边界层,使扩散速度增加,托普仪器——致力于中国农业仪器的发展从而使萃取或浸出速度提高2一10倍。4.3超临界流体方法及其在食品农残分析中的应用所谓超临界流体是指处于临界温度和临界压力的非凝缩性的高密度流体。这种流体介于气体和液体之间,兼具二者的优点。超临界流体萃取是指利用处于超临界状态的流体为溶剂对样品中待测组分萃取的方法。影响SFE效率的因素主要是萃取剂的选择。其次还受萃取条件(包括压力、温度、萃取剂流量及萃取时间等)、物料性质(包括物料的粒度、样品中水分及萃取剂的极性等)、分离条件(包括分离时的压力与温度等)的影响。4.4微波辅助萃取方法及其在农残分析中的应用微波辅助萃取(MicrowaveAssistedExtraction,MAE)是利用微波能强化溶剂萃取效率,使固体或半固体试样中的待测组分与基体有效分离,并能保持待测组分的原本化合物状态的一种新的少溶剂样品前处理方法。MAE中溶剂的器自动化程度和适应现场检测等方面已取得了很大进展。根据生物传感器的信号转换器不同，又可分为电化学传感器、光学传感器、测热型传感器、半导体传感器等[21]。5.1电化学生物传感器电化学生物传感器以电化学电极为信号转换器，和酶、微生物、动植物组织等其他生物识别元件结合组成。酶电极把固定化酶和电极结合在一起，当酶电极浸入被测溶液时，待测底物进入酶层发生酶促反应，产生或消耗一种可被测定的电活性物质(可氧化或还原的物质)，由电极对其响应，将化学信号转变为电信号，从而加以检测。王翔[22]利用乙酰胆碱酯酶与有机磷农药之间的特殊的亲和力，优化以乙酰胆碱酯酶为固定相的生物传感器的实验条件，采用石英晶体作惰性载体的材料，建立相应的理论模型，通过实验得到酶固定的最佳pH值及酶浓度环境，并对敌百虫溶液进行测定，证明了pH值和浓度条件的合理性。制备出的有机磷生物传感器，可实现检测过程中的自动化和连续性，满足现场环境监测的要求，并可向市场化发展。电化学分析方法具有适用范围广、快速、灵敏、性能稳定等特点，其技术也日益发展完善。[2]高芸,朱晓兰,林辉,等1加速溶剂萃取2气相色谱法测定土壤中有机氯农药残留[J]1安徽农业科学,2006,34(8):1625-162615.2光学型生物传感器光学型生物传感器主要由光纤和生物敏感膜组成。由敏感膜中生物活性成分对待测组分进行选择性的分子识别，然后再通过换能反应，把生物量转化为各种光信息，如荧光、磷光、拉曼光、化学发光和生物发光输出。它克服了化学发光分析选择性差的不足，兼有化学发光分析的灵敏性和酶法分析的专属性。具有探头直径小、信息传递容量大、能量损耗低和抗干扰能力强等优点。Tschmelak[23]描述了一种自动化的光学免疫传感器，它利用全内反射荧光设备(TIRF)来测量水样中的抗生素、农药等有机化合物含量。全内反射荧光的原理是当入射光从光密介质(折射率n１)进入托普仪器——致力于中国农业仪器的发展光疏介质(折射率n２)时，在界面上会同时发生反射和折射，其规律遵循折射定律：n1sinqi=n2sinqt，并且存在一个临界角qc=arcsin(n2/n1)，当入射角大于qc时，所有的入射光能全部反射回光密介质，即发生了全内反射。此时少部分电磁辐射将穿过界面渗透到光疏介质沿界面传播，这部分能量就称为“倏逝波(损耗波，消失波)”。在界面产生的特定的倏逝波可以激发界面附近的分子，使其产生荧光，即所谓的全内反射荧光。它具有高度的界面特异性，可有效排除本体干扰，获取界面信息。全内反射荧光法相