浅谈《仪器分析》课程中教学内容的研究与改革

段先哲等

【摘要】《仪器分析》是高等学校化学、地球化学及相关专业的专业基础课之一，是现代分析化学的重要组成部分。现代分析检测方法是该课程中的重要教学内容，是国内外教育者教学研究改革的主攻领域之一，而农药残留检测是该领域的研究热点。本文详细介绍了现代的农药残留检测方法的研究与改革现状，其中色谱分析法由于具有高超的分离能力，在检测农药残留方面得到了广泛的应用，是农药残留最主要的检测方法。这些方法的研究与改革是《仪器分析》课程教学内容的研究与改革的重要方向，具有重要意义。

【关键词】仪器分析 农药残留检测方法 色谱分析法 教学内容研究与改革

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）10-0226-01

1.引言

《仪器分析》是高等学校化学、地球化学及相关专业的专业基础课之一，是现代分析化学的重要组成部分，也是化学、地球化学、化工、环境等研究所需的重要技术之一。现代分析检测方法是该课程中的重要教学内容，是国内外教育者教学研究改革的主攻领域之一。由于农药在农业生产过程中应用的严重利弊性（例如，虽然是保障粮食增产的决定性因素之一，是解决世界人口温饱问题的有力保证，但也对环境和人类健康产生了严重的危害[1]），因此，农药残留检测方法的研究已经受到国内外的广泛关注。目前现代的农药残留检测方法有：酶抑制法、免疫亲和层析技术、生物传感器法、色谱法等。

2.现代农药残留检测方法的国内外研究现状

（一）酶抑制法

酶抑制法（Enzyme Inhibition）原理是根据有机磷和氨基甲酸酯类农药能抑制昆虫体内的乙酰胆碱酶和羧酸酯酶的活性，造成乙酰胆碱和羧酸酯的积累，影响昆虫正常的神经传导，使昆虫致死。酶抑制法是一种简便、经济、快速的检测方法，但该方法只能用于测定有机磷和氨基甲酸酯类农药，方法检出限普遍较高，所以此类方法的应用具有一定的局限性。例如，葛静等[2]发现韭菜等样本用酶抑制法检测经常出现假阳性问题。

（二）免疫分析法

免疫分析法（Immunoassay，IA）就是基于抗原抗体的特异性识别和结合反应为基础的分析方法，其中酶免疫分析法（EIA）[3]是目前普遍用的方法，广泛用于检测水、土壤、食品中的各种农药残留，方法简便、快速、前处理程序简化，不需净化。

（三）生物传感器法

生物传感器（Biosensors）是生物反应技术与传感技术有机结合的产物，是用生物活性物质（如酶、抗体、抗原、细胞等）作识别元件，与复杂样品中特定的目标分析物之间（如酶与底物、抗体与抗原之间）的识别反应会产生一些物理化学（如光、热、声、质量、颜色、电化学等）的变化，这些变化通过不同原理的传感器（如光敏管、压电装置、热敏电阻、离子选择性电极等）转换成第二信号（通常为电信号），经仪表放大后显示或记录，从而达到分析监测的目的。生物传感器测量快速、专一性好、易操作、设备简单，目前已有不少商品化的产品问世。生物传感器在市场上将具有极强的竞争力。例如，Mulchandani等[4]将适量的菌体与3：1的石墨粉和矿物油混合在一起制成工作电极的敏感元件。检测限达2×10-7mol/L和1×10-6mol/L，此种类型的传感器在制备、检测灵敏度和响应时间等方面较乙酰胆碱酯酶传感器优越，因此，有着广阔的应用前景。李建平等[5]研制了一种快速检测痕量除草剂的电化学生物传感器。可以对百草枯、敌草龙、扑草净、阿特拉津、莠灭净等除草剂进行检测。

（四）色谱法

色谱法（Chromatography）是农药残留最主要的检测方法，最常用的有气相色谱（GC）、气质联用法（GC-MS和GC-MS/MS）、液相色谱法（HPLC）、液质联用法（HPLC-MS和GC-MS/MS）等，色谱法具有高选择性、高分离效能、高灵敏度、快速的特点，可以对每种农药进行准确定性和定量，是国际公认的农药残留检测方法，是农药残留检测最常用的方法[6-9]。色谱法也称之为色层法或层析法，是一种物理化学分析方法，它利用混合物中各物质在两相间分配系数的差别，当溶质在两相间做相对移动时，各物质在两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离。可完成这种分离的仪器即色谱仪。

3.结语

现代的农药残留检测方法包括酶抑制法、免疫亲和层析技术、生物传感器法、色谱法等，其中色谱分析法由于具有高超的分离能力，而各种分析对象又大多是混合物，为了分析鉴定它们的物质组成和含量，必须进行分离，所以色谱法成为许多分析方法的先決条件和必要的步骤。目前色谱法在检测农药残留方面得到了广泛的应用，是农药残留最主要的检测方法。这些方法的研究与改革是《仪器分析》课程教学内容的研究与改革的重要方向，具有重要意义。

参考文献：

[1]董金斌. 色谱-质谱联用检测茶叶中多种残留农药的研究[D]. 北京：北京化工大学， 2007.

[2]葛静， 王素利， 钱传范， 等. 韭菜中农药残留酶速测法假阳性消除研究[J]. 食品科学， 2008， 29（4）：299-301.

[3]蒋成淦编著. 酶免疫测定法[M]. 北京：人民卫生出版社， 1984.

[4]Mulchandani P， Chen W， Mulchandani A， et al. Amperometric microbial biosensor for direct determination of organophosphate pesticides using recombinant microorganism with surface expressed organophosphorus hydrolase[J]. Biosensors &Bioelectronics， 2001（16）：433-437.

[5]李建平， 彭图治，等.基于拮抗作用检测除草剂的类囊体膜生物传感器研究[J]. 高等学校化学学报， 2003， 24（3）：404-409.

[6]李南，石志红，庞国芳，等.坚果中185 种农药残留的气相色谱-串联质谱法测定[J]. 分析测试学报， 2011， 30（5）： 513-521.

[7]叶江雷， 弓振斌， 沈爱斯， 等. 茶叶中9种农药残留的毛细管气相色谱法测定[J]. 分析仪器， 2005， （2）：20-23.

[8]靳保辉，陈沛金， 谢丽琪， 等. 茶叶中25种有机氯农药多残留气相色谱测定方法[J]. 分析测试学报. 2007， 26（1）：104-106.

[9]姜俊， 李安， 李海燕，等. 大葱中25种有机磷农药多残留的微波净化-气相色谱测定[J]. 色谱， 2007， 25（3）：395-398.

通讯作者简介：

李南（1985-），女，硕士，研究方向为分析化学，仪器分析。