果蔬中氨基甲酸酯类农药残留检测的研究进展

赵 鑫，付大友，李艳清

（四川理工学院 材料与化学工程学院， 四川 自贡 643000）

近年来，因果蔬中农药的不合理使用和过度使用，蔬菜、水果等农产品中的农药残留问题已成为我国社会高度关注的热点问题[1,2]。其中有机磷和氨基甲酸酯类农药在我国应用最为广泛，本文重点分析了目前应用于蔬菜水果中氨基甲酸酯类农药的各种前处理技术及检测技术的优缺点[3-6]，并对未来我国农药残留检测技术的发展进行了展望。

1 样品前处理技术

1.1 固相萃取技术(SPE)

固相萃取技术(SPE)[7-10]是一个包括液相和固相的物理萃取过程，利用吸附剂吸附液体样品中的目标化合物，再经过洗脱，从而达到分离或富集目标化合物的目的。SPE具有操作快速简便、环境污染小等优点，现已在农药残留检测工作中广泛应用。但需使用大量价格高并对身体有害的有机溶剂，操作繁琐、费时，同时容易造成分析物流失,重现性较差。姜俊等[11]采用乙腈提取样品，NH2-SPE固相萃取柱净化，甲醇-二氯甲烷溶液(5∶95，V/V)洗脱，氮气吹扫浓缩，丙酮定容，全二维气相色谱-飞行时间质谱检测，基质曲线外标法定量，测定蔬菜中64种农药残留量，其检出限(S/N=3)和定量限(S/N=1 0)范围分别为0.010~6.032 µg/kg和0.035~20.107 µg/kg，在一些蔬菜中的回收率范围为68.3%~117.8%，相对标准偏差为0.6%~9.1%。

1.2 超临界流体萃取技术(SFE)

超临界流体萃取技术(SFE)[12]是利用超临界流体对有效物质的溶解作用，从而利用压力和温度影响超临界流体的溶解能力，按沸点高低和极性大小，选择性地将各种组分依次提取分离。常用的超临界流体萃取剂有二氧化碳(CO2)、乙烯、甲醇、乙烷、苯、丙烷等，其中CO2是使用最广泛的萃取剂：无毒、惰性、不可燃、廉价、易获得高纯度，且表面张力低、黏度低、扩散性高。如今，在食品、医药、化工和材料等领域 SFE技术已经得到广泛应用。

SFE萃取时间短、提取效率高、提取结果准确度高、有机溶剂残留少对环境污染小，且萃取温度低，大大提高了分析方法的可靠性。但是需用大量高纯CO2，测定方法的重现性较差。

1.3 加速溶剂萃取技术（ASE）

加速溶剂萃取（ASE）[13]是采用常规溶剂，在较高的温度（50~200 ℃）和压力（10.3~20.6 MPa）下对固体或半固体样品进行萃取的新颖的样品前处理技术，具有操作简便、省时省溶剂、减少有机溶剂对环境的污染、萃取操作自动化的特点。与索氏萃取和微波萃取相比，ASE萃取效率高，选择性好。王昭妮等[14]使用ASE溶剂萃取仪，对小麦粉中农药进行检测。其样品加标平均回收率为 74.3%~121.7%，相对标准偏差(RSD)为2.1%~6.6%，检出限(LOD)为0.01~0.05 mg/kg。该法简便、快速、灵敏，准确，适合农药残留的日常检验。

1.4 固相微萃取技术(SPME)

固相微萃取技术(SPME)[15,16]是在固相萃取的基础上发展起来的一种新型萃取技术，利用固体吸附剂吸附液体样品中的目标化合物，使之与基质和干扰化合物分离，再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离、富集目标化合物的目的。该方法可重复多次使用，集提取、浓缩、进样为一体，全过程不需溶剂。具有操作简单、成本低、回收率高以及避免使用有机溶剂等优点。但由于商用探头的种类有限,并且在不同程度上都存在热稳定性差、抗溶剂冲洗能力弱和使用寿命短等缺陷，常与溶胶-凝胶技术结合使用。胡彦学等[17]采用固相微萃取-高效液相色谱法的分析方法检测番茄中氨基甲酸酯类农药残留，检出限为0.011~0.023 mg/kg。

1.5 浊点萃取技术(CPE)

浊点萃取法(CPE)[18]是基于表面活性剂溶液相分离现象的一种新兴的液-液萃取技术，是利用表面活性剂富集相对样品中的农药进行提取与富集的方法。浊点萃取法具有安全低毒，萃取效率高，萃取速度快，萃取成本低等优点，与传统的液液萃取相比，此方法简便、灵敏度高、消耗溶剂很少，已经成功的与多种分析仪器联用，用于农药残留样品的前处理中。Apichai等[19]利用1.5% Triton X-114提取并用高效液液相色谱紫外检测器在 270 nm下检测了水果中的 6种农药，方法的检测限为 0.1~1.0 mg/kg，回收率为80.0%~107%。

2 检测技术

2.1 色谱法

色谱法是根据待测物质在固定相和流动相之间分配系数不同，而达到将不同组分进行分离的目的，将待测物质的浓度转换成电信号，并用计算机记录。目前应用于果蔬中氨基甲酸酯类农药检测的色谱法主要有气相色谱法(GC)、气质联用技术（GC/MS）、高效液相色谱法(HPLC)、液质联用联用技术（HPLC/MS）。

2.1.1 气相色谱法（GC）

气相色谱法(Gas chromatography)[20,21]是根据分析物质在固定相和流动相之间的分配系数不同而达到分离目的的一种分离分析方法。分离效能高、分析速度快、灵敏度高、选择性高好，是国家测定农药的标准方法，现已成为应用最广的氨基甲酸酯类农药定量分析的方法。常用的检测器主要有氮磷检测器(NPD)、火焰光度检测器(FPD)、电子捕获检测器(ECD)等。虽然气相色谱法具有以上种种优点，但因要使用大型仪器，故而要对样品进行复杂的前处理，常与固相萃取、液液萃取相结合使用，检测精度受样品的前处理技术影响比较大。

李劲峰等[16]采用固相萃取法用乙腈作溶剂提取蔬菜中氨基甲酸酯类农药。提取液经氨基柱净化，洗脱液浓缩近干用丙酮定容，并用氮磷检测器进行测定。农药的检出限(3S/N)在0.008~0.034 mg•L-1之间。

2.1.2 气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）

气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）[22,23]既有气相色谱的高分离性能，又可利用质谱准确鉴定化合物结构，当遇到组分不明的干扰物与被测物的峰相重叠或两者的保留时间非常接近时，可同时定性、定量，比单独使用气相色谱检测法更为有效。但分析对象多局限于分析气体和沸点较低的化合物，对于占有机物种类80%以上的高沸点、不稳定的物质则难以应用。

王雯雯等[24]采用乙腈匀浆提取，氯化钠盐析离心，Carbon/NH2柱净化，乙腈/甲苯(3∶1，V/V)洗脱，DB-1701气相色谱柱分离，在三重串联四极杆多反应监测模式下进行测定，40 min内即完成大葱中170种农残检测，绝大多数农药检出限为0.01 mg•L-1，方法操作简单、快速、灵敏度高，能够准确定性、定量分析大葱中痕量多组分农药残留。

2.1.3 高效液相色谱法(HPLC)

高效液相色谱法(High performance liquid chromatography)[25-26]是利用溶质在固定相和流动相中的分配系数不同，在高压条件下将各组分进行分离的一种定量分析方法。对于大多数高沸点、热稳定性差、摩尔质量大，用气相色谱法难以检测的有机物，主要采用高效液相色谱法进行分离和分析。常用的检测器有紫外（UV）和紫外-可见分光光度检测器(UV-Vis)、示差折光检测器(RID)、荧光检测器(FLD)和电化学检测器(ECD)。采用高效液相色谱发进行样品分析，分离效果好、灵敏度高、分析速度快，但同样受样品的前处理技术影响较大，若要改进高效液相色谱法方法，通过改善样品的前处理技术是一大关键。

瞿德业等[26]采用固相微萃取制样，荧光检测器高效液相色谱法测定了蔬菜中氨基甲酸酯类农药残留，检测出蔬菜中氨基甲酸酯类农药的检出限为0.4×10-9~40×10-9g/g。

2.1.4 高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC/MS）

单独使用高效液相色谱无法检测出未知物质，因此常用高效液相色谱-串联质谱[27,28]的方法，对样品一次性进行定性定量分析。姚家彪等[29]建立了用丙酮和乙腈提取，凝胶渗透色谱和固相萃取柱2种方法净化，超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)同时检测多种蔬菜中氨基甲酸酯类农药，检出限均为1×10-5g/kg，所用检测方法实用、准确、灵敏度高。

2.2 快速检测法

快速检测法操作简便快捷、灵敏度高、特异性强，相对于色谱分析法，在现场筛选和大量样本的快速监测中具有独特的优势。

2.2.1 免疫分析技术

免疫分析[30]是利用抗原与抗体的特异性结合，来选择识别和测定待测物。由于操作简单、反应灵敏，近几年得到了较快的发展，尤其在在农药残留等方面发挥着重要作用。在农残检测方面应用较多的是酶免疫技术(EIA)、金免疫技术(ICG)和放射免疫技术(RIA)。免疫分析与气相色谱、液相色谱已被美国化学学会(AOAC)同列为农药残留的三大支柱技术。但由于基质干扰，免疫分析的灵敏度和可靠性大大降低。张奇等[31]建立了速灭威间接竞争酶联免疫吸附分析(ELISA)测定法，检测线性范围为1~10 000 μg/L。

2.2.2 酶抑制法

果蔬中常用的农药对胆碱酯酶催化水解的功能有抑制作用，其抑制率与农药的浓度呈正相关。酶抑制法[32]正是利用这一原理来判断是否有农药残留：在实验中加入底物和显色剂来观察颜色变化或测定酶与某种特定化合物反应的物理化学信号。酶抑制法操作简单，快速，因此在检测蔬菜、水果中的农药快速检测方面备受重视。但是酶是一种生物催化剂，其反应速度受温度、pH值、环境中离子、酶抑制剂等因素影响，对条件要求较高，灵敏度不高。胡小宁等[33]用丁酰胆碱酯酶对果蔬中农药残留进行检测，酶最佳用量为0.05 mL，检测灵敏、快捷。

2.2.3 生物传感器

生物传感器是一类特殊形式的传感器，由生物分子识别元件与各类物理、化学换能器组成，用于各种生命物质和化学物质的分析和检测。电化学生物传感器[34,35]灵敏度高、特异性强、易于自动化，非常适合大批量农药残留的初步筛查，该技术更适用于快速检测环境中的有害物质。但是稳定性、灵敏度和使用寿命仍需进一步提高，成本较高。赵鹏林等[36]以固定化丁酰胆碱酯酶为识别元件，以分光光度计为换能器，构建流动注射型酶生物传感器，在西维因的质量浓度范围为 0.2~50μg/mL范围内具有良好线性关系。

3 展 望

近些年，随着人民生活水平的不断提高，人们越来越来关注果蔬的质量安全问题，尤其是农残超标问题。随着环保意识的加强，人们对农药残留检测下限的要求会更低。所以未来几年降低农药残留的研究重点在于加紧研制新型、低毒、高效的农药，研究推广快速农药降解技术，并且开发出更加快速、灵敏、可靠的检测技术。

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