简述我国蔬菜农药残留检测技术的应用与发展

杨 娜 （上海市崇明区食用农产品监测中心 202150）

简述我国蔬菜农药残留检测技术的应用与发展

杨 娜 （上海市崇明区食用农产品监测中心 202150）

随着科学技术的不断发展，人们的生活水平日益提高，对蔬菜的需求量也不断增加。由于农业种植结构调整和栽培方式的变革，造成蔬菜中多种农药残留超标，并有逐年加剧的趋势。现对我国蔬菜农药残留检测技术的应用和发展进行了阐述，以期为今后蔬菜农药检测技术的发展提供理论支撑。

蔬菜；农药残留；检测技术；应用；发展

我国是世界上最大的蔬菜生产国和消费国，也是最早使用农药防治农作物病虫害的国家之一。据2002年统计，全国蔬菜播种面积1 586万hm2，总产量超过4亿t，人均占有量超过300 kg，比世界蔬菜人均占有量102 kg 高出近2倍[1]。随着科学技术的不断发展，人们的生活水平日益提高，对蔬菜的需求量也不断增加。由于农业种植结构调整和栽培方式的变革，以往的露地栽培改为保护地栽培，使蔬菜生长期变得越来越短，化肥、激素用量不断加大，导致环境污染加剧，蔬菜病虫害发生严重，从而导致病虫害抗药性也不断增强，大部分蔬菜需连续多次使用农药后才能上市，多种农药残留超标现象时有发生。同时，在蔬菜种植过程中，生产者各不同的生产模式，参差不齐的生产技能和劳动者素质等，使滥用高毒、高残留农药现象屡禁不止，且农药残留量超标现象有逐年加剧的趋势。2004年国家质检总局在23个大中城市检测了181种蔬菜样品，其中86种蔬菜的农药残留超过国家标准限量值，超标率达47.15%，其中国家明令禁止使用的多种有机磷农药残留检出率也较高[2]。因此，大力发展蔬菜农药残留检测技术，进一步加强蔬菜的质量安全控制已迫在眉睫。

我国有关蔬菜农药残留试验和检测方法的研究起步相对较晚，20世纪60年代初主要采用容量和比色分析，20世纪70年代采用薄层分析，随着科学技术的进步及仪器设备的改进，20世纪80年代普遍采用气相色谱、高效液相色谱、气-质联用色谱等先进仪器分析[3]。目前，国内外蔬菜农药残留检测方法主要有两种，一种是利用酶抑制法的快速定性检测，另一种是利用色谱法的实验室定量检测。

1 蔬菜农药残留的快速定性检测

目前，在我国蔬菜农药残留快速检测技术中，研究与应用最多、技术也相对成熟的检测方法是酶抑制法，尤其是以酶抑制法为基础开发出的各种速测工具，其现场检测成效显著，逐步成为仪器分析法的有效补充。

酶抑制法是利用有机磷及氨基甲酸酯类农药的特异性，抑制昆虫中枢和周围神经系统中乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性，造成乙酰胆碱的积累，从而影响神经传导介质的正常传导使昆虫中毒致死这一毒理学原理，将AChE与样品发生反应，如果样品中没有相应的农药残留或残留量极少，AChE的活性就不会被抑制；反之，如果农药残留量较高，AChE的活性就会被农药所抑制。在酶反应试验中加入底物和显色剂观察颜色的变化或测定某种特定化合物反应的物理、化学信号的变化，即可判断是否存在有机磷或氨基甲酸酯类农药残留。目前，依据酶抑制法原理设计的农药残留检测方法（产品）主要有速测卡法（纸片法）、比色法（分光光度法）和胆碱酯酶生物传感器。

1.1 速测卡法（纸片法）

速测卡法(纸片法)检测农药残检测原理是胆碱醋酶可催化靛酚乙酸醋(红色)水解为乙酸与靛酚(蓝色)，有机磷或氨基甲酸醋类农药对胆碱醋酶有抑制作用，使催化、水解、变色的过程发生改变，由此可判断样品中是否含有高剂量的有机磷或氨基甲酸醋类农药。样品中只要含有微量有机磷或氨基甲酸酯类农药，就能强烈地抑制蓝色靛酚的生成，靠目测就可判断农药残留情况：蓝色（即空白对照卡颜色）或天蓝色（阴性），浅蓝色或白色（阳性）。卫生部食品卫生监督检验所等7家单位的实验与验证数据的统计结果表明，速测卡法（纸片法）对常用农药的检出限为0.3～3.5 mg/kg[4]，均高出国家标准农药残留限量。因此在使用速测卡检验蔬菜样品为阳性时，即可视为有机磷或氨基甲酸酯类农药已超标。该方法检出时间为15～30 min，对超出我国国家标准允许残留量或违禁使用的有机磷和氨基甲酸酯类农药的有效检出率可达80%以上。该方法不需仪器，操作方便、快速，测试成本低，适用于现场检测。国内企业利用该法原理生产的商品化速测卡和速测仪，可适用于生产基地、农贸市场和超市的一般性农药残留现场检测筛查[5]。

1.2 比色法（分光光度法）

比色法是酶抑制法农药残留快速检测技术中最常用的一种方法，也是最简单的一种测定技术。通过酶水解底物碘化硫代乙酞胆碱生成的碘化硫代胆碱，能与5,5-二硫代-2, 2-二硝基苯甲酸（DINB）作用，生成5-琉基-2-硝基苯甲酸（黄色）。在特征波长（420.0 nm）下进行比色，测定吸光值，再根据吸光值在一定时间内的改变程度，计算乙酸胆碱酶被抑制的程度，并通过与农药浓度进行回归分析，建立回归方程，从而通过测定未知样品对酶活性的抑制率求出样品中农药残留量。

比色法(分光光度法)检出限为0.05～5.00 mg/kg，检出时间为30 min，对超出国家标准允许残留量或违禁使用的有机磷和氨基甲酸酯类农药的有效检出率可达80%以上。利用该方法对蔬菜、果品及农产品中农药残留量进行测定，灵敏度高、操作简便、检测速度快，可检测多种农药的综合残留量，是目前各省（市）及区（县）质检监督部门日常检测的主要速测方法。

2 蔬菜农药残留的实验室定量检测

近年来，我国对于蔬菜安全生产的重视程度越来越高，各种各样的高新技术逐渐被引用到这一项工作中来。目前，我国大多采用双检测器气相色谱检测、高效液相色谱检测和质谱检测等方法对蔬菜的农药残留量进行检测。随着我国使用农药品种的不断增多，经常出现多种农药混合使用的情况，因此对多种农药的综合残留量进行检测已成为我国农药残留检测工作的发展方向，而气质联用和液质联用等检测方法也被广泛运用于蔬菜农药残留的检测工作中。

2.1 双检测器气相色谱检测技术

气相色谱技术是利用试样中各组分在气相和固定相间的分配系数不同，当气化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复多次分配，经过一定的柱长后便彼此分离。按顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰。使用气相色谱法检测多种农药时可一次性进样，得到完全分离的定性和定量检测结果，再配置高性能的检测器，使分析速度更快、结果更可靠。

2.2 高效液相色谱检测技术

高效液相色谱法是另一种传统的实验室检测方法，适用于沸点高不易挥发的、受热不稳定易分解的、分子量大的、不同极性的有机化合物，生物活性物质和多种天然产物，合成的、天然的高分子化合物等，具有检测范围较广的优点，但依然有其局限性，如检测成本高、容易引起环境污染、缺少通用型检测器等[6]。近年来，采用高效色谱柱、高压泵和高灵敏度的检测器，柱前或柱后衍生化技术以及计算机联用等，大大提高了高效液相色谱的检测效率、灵敏度、速度和操作自动化程度，该技术现已成为农药残留检测中不可缺少的重要方法。

2.3 气质联用检测技术

气质联用仪是分析仪器中较早实现联用技术的仪器，自1957年J.C.Holmes和F.A.Morrell首次实现气相色谱和质谱联用以后，该技术得到了长足的发展。在所有联用技术中，气质联用（即GC-MS）发展最完善、应用最广泛。GC-MS联用分析的灵敏度高，适合于低分子化合物（分子量＜1 000）分析，尤其适合于挥发性物质的分析。在药物的生产、质量控制和研究中有广泛的应用，特别在食品和农药残留量的检测以及环境监测等方面，GC-MS是必不可少的工具。

3 农药残留检测新技术的发展

随着仪器功能和精密度的提升，农药残留检测技术日新月异，在一些发达国家甚至开始尝试使用实验室机器人进行农药残留检测，但我国在该方面的研究由于起步较晚，操作程序和测试方法尚未研发成功。研制灵活、方便、操作简便的实验室机器人，制定标准化的实验方法，将成为未来农药残留检测的最终发展方向。目前，我国蔬菜农药残留检测的新方法主要有以下几种。

3.1 双检测器气相色谱检测技术

具有双检测器的气相色谱仪有着可靠的实用性，适合多种农药残留的检测。在气相色谱仪上配备2个相同的检测器，2个极性不同的毛细管柱以及1个双胎进样器，再在2个进样器中同时注入样品溶液，这时极性不同的2根柱子将分离样品的组分，而2个检测器再对组分进行定量检测[7]。此外，若将2个检测器进行串联，便可实现多种农药的同时检测。

3.2 超临界流体色谱法

超临界流体色谱技术是20世纪80年代发展起来的一种崭新的色谱技术，由于其具有气相和液相色谱所没有的优点，并能分离和分析气相和液相色谱不能解决的一些对象，因此该技术应用广泛，且发展十分迅速。超临界流体具有对分离极其有利的物理性质，它们的这些性质恰好介于气体和液体之间。超临界流体的扩散系数和粘度接近气相色谱，因此溶质的传质阻力小，可获得快速高效分离。同时，其密度与液相色谱类似，这就便于在较低温度下分离和分析具有热不稳定性、相对分子质量大的物质。另外，超临界流体的物理性质和化学性质，如扩散、粘度和溶剂力等，都是密度的函数。因此，只要改变流体的密度，就可改变流体的性质，从类似气体到类似液体，无需通过气液平衡曲线。近年来，毛细管临界流体色谱的研究，促进了该技术的进步。在CO2中添加质量分数为1%的甲醇作为改性剂，可使极性农药得到很好的分离，色谱峰的拖尾得到消除。但该技术主要用于非极性或弱极性物质的检测，如何分析极性物质将是今后主要的研究方向[1]。

3.3 酶联免疫法

酶联免疫法是以抗原与抗体的特异性、可逆性结合反应为基础的农药残留检测方法，主要检测方式是采用试剂盒。酶联免疫法具有专一性强、灵敏度高、快速、操作简单等优点。由于受农药种类繁多、抗体制备难度大（大约50种）、在不能肯定样本中存在的农药残留种类时检测有一定的盲目性、抗体依赖国外进口等的影响，酶联免疫法的应用范围受到较大的限制。目前，我国市场上酶联免疫法成品试剂盒依赖从国外进口，主要进口的农药品种有杀虫剂15种、除草剂16种和杀菌剂4种。

3.4 其他方法

目前，我国有很多专家学者都致力于研究农药残留免疫分析技术研究工作，不仅设计合成了农药多簇人工抗原，获得了能同时识别三唑磷、克百威、毒死蜱和甲基对硫磷4种农药的宽谱多克隆抗体；还采用四体杂交瘤融合技术，制备了抗三唑磷-克百威双特异性单克隆抗体。通过对硫磷半抗原分子设计的系统研究，采用多种抗原-抗体组合的异源竞争ELISA法，筛选获得了能识别多种有机磷农药的类选择性单克隆抗体，并利用计算机模拟分子对接技术，明确了抗体与农药分子互作的关键氨基酸作用位点;采用基因工程重组抗体技术，开展研制了抗三唑磷、对硫磷、毒死蜱、甲氰菊酯的双联和多联融合单链抗体。同时，采用高特异性的各农药单克隆抗体组合、固相微阵列芯片、荧光微球标记的液相悬浮芯片进行了农药多残留快速检测。

4 结 语

蔬菜农药残留检测是我国食品安全检测工作的重要组成部分，关系着人民群众的饮食安全和身体健康。而在农药残留分析技术研究中，农药速测技术是一个重要分支，由于其更能适应现代高效、快速、灵敏的节奏，更能满足社会对于蔬菜农药残留检测的要求，发展前景非常广阔。因此，要求检测人员继续加强研发和创新相关检测技术，不断提升检测能力，从而为我国食品安全提供强有力的技术保障。

[1] 杨慧,王富华.我国蔬菜农药残留速测技术的应用与发展[J].食品安全,2008,25(5).67-72.

[2] 汪世新,陆自强,陈丽芳.蔬菜农药残留速测方法中若干问题的探讨[J].农业资源与环境学报,2002，19(2):43-44.

[3] 王富华,杨素心.速测技术在蔬菜农药残留检测中的应用[J].湖北农学院学报,2003,23(2):81-83.

[4] 王林,王晶,张莹,杨大进,等.蔬菜上有机磷和氨基甲酸酯类农药残留的快速检测方法研究[J].中国食品卫生杂志,2003,15 (1):39-41.

[5] 朱赫,纪明山.农药残留快速检测技术的最新进展[J].中国农学通报,2014,30(4):242-250.

[6] 徐伟杰.我国蔬菜水果农药残留检测技术发展动向[J].农技服务,2014,31(11):100.

[7] 范雅丽.我国蔬菜水果农药残留检测技术的发展与质量安全控制探讨[J].现代农业科技,2015(16):275-276.

2017-03-21