常见农药残留检测技术的应用分析

马韵婕

摘 要：食品中的农药残留会损害人体健康，危害人们的生命安全。因此，做好食品中的农药残留检测工作非常重要。本文基于文献法、调查法阐述了酶抑制法、生物传感器法和气相色谱分析法等常见的农药残留检测技术，分析了农药残留检测技术存在的问题，提出了农药残留检测技术的应用策略与发展建议，为农药残留检测技术的进一步发展提供参考。

关键词：农药残留检测;酶抑制法;生物传感器;气相色谱分析

Application Analysis of Common Pesticide Residue Detection Technology

MA Yunjie

（Hubei Akred Inspection and Testing Co.， Ltd.， Wuhan 430000， China）

Abstract： Pesticide residues in food will damage human health and endanger people's life safety. Therefore， it is very important to do a good job in the detection of pesticide residues in food. Based on the literature method and investigation method， this paper expounds the common pesticide residue detection technologies such as enzyme inhibition method， biosensor method and gas chromatography， analyzes the existing problems of pesticide residue detection technology， and puts forward the application strategy and development suggestions of pesticide residue detection technology， so as to provide reference for the further development of pesticide residue detection technology.

Keywords： pesticide residue detection; enzyme inhibition method; biosensor; gas chromatography analysis

隨着社会的发展，给农作物施加农药已成为一种常见现象。对农作物喷洒农药虽能得到防治病虫害的效果，但农药会对自然环境与人体健康产生负面影响。向农作物表面喷洒的农药可能会渗透到蔬菜的组织中，残留在蔬菜中，人们食用后进入人体，对人体健康造成威胁。因此，必须使用农药残留检测技术对食品进行检测，从而保证食品安全与人体健康。

1 农药残留检测技术

1.1 酶抑制法

20世纪60年代，酶抑制法已出现。20世纪80年代，酶抑制法进入快速发展阶段。目前，酶抑制法已较为成熟，并在农药残留检测领域发挥重要作用。酶抑制法检测农药残留的原理是氨基甲酸酯、有机磷类农药可特异性影响昆虫，通过观察昆虫反应判断样品中是否含有农药残留。昆虫在接触检测样品后出现中毒死亡现象，表明样品中有毒药物残留过多。食品检测时，使检测样品与乙酰胆碱酯酶反应，根据乙酰胆碱酯酶的活性是否受到抑制判断样品中药物残留含量是否超标。若样品中农药残留极少或没有，乙酰胆碱酯酶的活性不会发生变化[1]。目前，以酶抑制法为基础，分光光度检测法与速测卡检测法在我国得到广泛应用。

1.1.1 分光光度法

分光光度法检测农药残留的原理为乙酰胆碱酯酶的活性会受到氨基甲酸酯类农药与有机磷类农药的抑制，乙酰硫代胆碱在乙酰胆碱酯酶的作用下会发生分解反应，分解为硫代胆碱与乙酸，反应物中的硫代胆碱与二硫双对硝基苯甲酸发生显色反应，反应液颜色变为黄色。因此，可使用分光光度法检测农药残留种类[2]。

1.1.2 速测卡法

速测卡的检测原理为胆碱酯酶能对靛粉乙酸酯（红色）产生催化作用，使其水解为乙酸与蓝色靛酚，氨基甲酸酯类农药与有机磷类农药会抑制胆碱酯酶，使该反应过程受到影响（催化、水解、变色等多种反应都会受到影响）。因此，使用速测卡对样品进行检测，通过观察速测卡的颜色可判断样品中农药残留的种类。以提取鲫鱼体内的乙酰胆碱酯酶作为检测用酶，检测多种蔬菜中的有机磷农药残留。结果表明，当乙酰胆碱酯酶的抑制率大于35%时，可判断检测样品中的氨基甲酸酯类农药与有机磷类农药残留超标。其他相关研究表明，检测样品中农药的浓度与乙酰胆碱酯酶的抑制率呈正相关关系，农药浓度越高，乙酰胆碱酯酶的抑制率就越高[3]。

1.2 生物传感器法

生物传感器检测技术是在传感技术与农药免疫技术的基础上建立的一种农药残留检测技术。生物传感器是一种由转换器与生物敏感部件配合而成的分析装置，装置中的生物敏感部件对特定的化学物质或生物活性物质有高度的选择性与可逆响应。使用生物传感器法检测农药残留主要是通过测定电导、pH值等物理化学信号的变化得到农药浓度。生物传感器在农药残留检测领域有反应速度快、检测效率高、选择性好、灵敏度高和适用范围广等优势。2008年，干宁等[4]成功构建了具备快速检测功能的氨基甲酸酯类农药与有机磷类农药检测装置（双酶型传感器），该装置在检测克百威、敌敌畏等常用农药残留量时能取得理想的效果。2015年，伍周玲等[5]成功研制了一款新型生物传感器（新型固载酶电化学生物传感器），该款生物传感器的稳定性与重现性更好，对有机磷类农药残留检测的线性范围与检出限分别达到0.01～50.00 µg/mL、6.99 ng/mL。

1.3 酶联免疫法

酶联免疫法是一种先进的检测方法，该方法融合了免疫技术与现代检测手段，具备超微量检测能力。酶联免疫法的应用范围较广，目前约有60种农药可采用酶联免疫法进行检测分析[6]。

1.4 活体生物测定法

活体生物测定法的科学性是测定农药残留准确性的关键性因素，在使用活体生物测定法检测农药残留时，有以下两种方法。①借助发光细菌体内的荧光素测定农药残留浓度。氧气条件充足时，荧光素与荧光酶的反应较强烈，二者发生反应后，会产生荧光。若有毒化合物存在时，荧光强度会减弱。荧光强度与有毒化合物的浓度呈线性关系。因此，可用该方法测定样品中农药残留的浓度。②利用对农药敏感的生物（由实验室培养）测定农药残留。实验室培养的昆虫、病原菌等对样品中的农药残留较敏感。样品中农药残留浓度较大时，生物会发生中毒甚至死亡。因此，可根据敏感生物的反应测定样品中的农药残留。

1.5 常规色谱检测法

气相色谱法是一种以气体作为载体的检测技术，该项技术具有高选择、低难度、高灵敏度等优点，具有一定的应用价值，但该方法也存在一些缺陷。例如，分析多农药残留时，会出现检测精度降低的情况。众所周知，部分农药具有易裂解性及低挥发性，气相色谱法面对这种类型的农药很难发挥出作用。所以在气相色谱法之后，又发展出了液相色谱法，该检测方法将液体作为流动相，检测过程中使用常规检测器，因此检测成本整体上较低，再加之该项技术有较好的重现性、操作性以及较强的通用性，而被广泛应用。但与常规气相色谱法相同，常规液相色谱法也存在局限性。例如，当样品基质中有多种药物残留时，常规液相色谱法难快速筛查与测定出各种农药的成分与浓度。

1.6 气相-质谱联用检测技术

目前，在食品安全领域，气相-质谱联用检测技术发挥着不可忽视的作用。随着农药种类的不断增加，农药用量的不断加大，常规的色谱检测技术难以满足实际的检测需求，质谱检测技术开始得到广泛应用。在90年代末，气相色谱质谱法在农藥残留检测领域占据着重要位置。气相色谱质谱法具有较强的检测能力与分离能力，因而被广泛应用于有机氯类农药与除虫菊酯类农药的检测。当前低分辨气相色谱质谱检测农药残留主要包括单四级杆的选择离子检测模式和三重四级杆的多反应监测模式。

在技术进一步发展后，液相色谱技术逐渐与低分辨质谱检测技术结合，发展出气相-质谱联用检测技术。该技术兼具了液相色谱技术、低分辨质谱检测技术的优点长处，具有较高的灵敏度与较强的分离能力，同时还具有较强的定量能力与定性能力。在实际的检测中，气相-质谱联用检测技术可对复杂基质中的痕量目标化合物进行准确的定量与定性分析。气相-质谱联用系统包括计算机、质谱单元、色谱单元及接口等4大部分，气相色谱单元又包含了进样系统、载气控制系统及控温系统等3大功能系统;质谱单元包括了离子质量分析器、离子源、离子检测器、扫描部件与真空系统等内容。采用气相-质谱联用检测技术检测残留农药主要是在选定的离子监测模式下，利用目标离子和标准离子测定特定离子，然后分析出农药种类与残留量。

2 农药残留检测技术存在的问题

我国农药残留检测技术已得到很大的发展，但仍存在一些问题。①检测标准不够完善。我国现行有效的蔬菜农药残留检测标准只有2个，在一定程度上阻碍了农药残留检测工作的开展与农药残留检测技术的发展。②农药残留检测技术的应用范围较窄，如酶抑制法、气相色谱分析法等方法仅能检测部分氨基甲酸酯类农药与有机磷类农药，适用范围有待进一步拓宽。③检测技术的灵敏度与精准度不够。番茄、韭菜及葱等有刺激性物质的蔬菜，在农药残留检测时易出现假阳性的情况。

酶抑制法检测成本低、操作简单，但检测精准度较低，运用酶抑制法检测农药残留时无法获得准确可靠的检测结果。生物传感器技术与酶抑制法相比，有较高的检测精准度，但无法保证分析结果的重现性与稳定性，且生物传感器的使用时间较短，检测成本较高。酶联免疫检测技术有安全性好、资金投入少、灵敏度较高等优点，但也有很多的局限性，如一种试剂盒只能检测一种农药，无法做到同时分析多种农药成分，整体检测效率较低。活体生物检测技术具有安全环保、灵敏便捷、快速方便等优点，但对检测对象和检测条件的要求较高。例如，使用活体生物检测技术时，检测现场要有绝对无农药残留的阴性对照，要保证实验室培养的生物有极高的敏感性。此外，该项检测技术的局限性还体现在检测过程中易受外部因素影响，仅能对食品中农药残留的量进行简单估算，无法得到精确的数据。

3 农药残留检测技术的应用策略与发展建议

3.1 研发推广小型化、经济化检测仪器

随着社会的发展，农产品与农药种类越来越丰富，农药残留检测技术也应向多元化、自动化、精细化和先进化方向发展。有关部门要加大对农药残留检测技术的投入，支持农药残留检测技术的研发与创新工作，推进农药残留检测技术与检测工作朝更好的方向发展。目前，部分地区推广的农药残留速测仪器价格相对较高，对普通种植者与农贸市场、家庭农场等而言是一笔较大的支出，且部分检测卡、检测试剂仅能使用1次，更加大了技术消费人群的经济负担。因此，建议进一步优化农药残留检测技术，同时不断优化检测仪器，使检测仪器向经济化、小型化方向发展。如研发推广经济实惠的便携式分析仪，为农药残留检测提供更大的便利。要不断加大技术创新力度，坚持检测仪器的推陈出新，为农药检测工作提供保障。

3.2 实现检测自动化

农药残留检测自动化是未来的发展方向。目前，部分农药残留检测方法对检测人员的要求较高，检测结果易受人为因素影响出现误差。此外，部分检测方法存在很多固定、重复的操作步骤，不够先进灵活，不利于提升检测效率。因此，建议推进农药残留检测技术创新，根据需求研发自动检测仪器，由仪器代替检测人员操作，以减少人员失误，实现批量化、自动化检测。

3.3 加强检测信息监控

目前，我国部分地区农药残留检测信息管理系统不完善，无法及时有效地处理与利用检测信息。因此，需立足实际尽快建立、推广信息系统，将生产基地、农贸市场、超市的检测数据纳入监控信息系统，并引进追溯二维码技术，全面提升信息管理与应用水平。

4 结语

农药残留检测与人们的健康息息相关，是一项重要的社会性工作。目前，我国已形成了较完善的农药残留检测技术体系，酶抑制法、生物传感器法、气相色谱分析技术等常用的检测技术在农药残留检测中发挥了重要作用。但我国农药残留检测技术还存在很多不足，相关部门与人员应加大农药残留检测技术的研究与创新力度，不断提升农药残留检测技术水平。

参考文献

[1]张静恒.食品中残留农药检测技术的新进展[J].现代农业研究，2021，27（12）：34-36.

[2]康敏.简述蔬菜常规农残检测方法[J].农家参谋，2021（23）：65-66.

[3]果布次仁.蔬菜中农药残留检测样品前处理方法研究[J].西藏农业科技，2021，43（4）：19-21.

[4]干宁，王峰，杨欣，等.采用纳米修饰双酶电极生物传感器检测有机膦与氨基甲酸酯类农药[J].农药学学报，2008（3）：329-334.

[5]伍周玲，梁东军，郭明，等.新型固定化乙酰胆碱酯酶传感器的制备及氨基甲酸酯农残检测[J].浙江农林大学学报，2014，31（3）：457-464.

[6]张春凡.几种常见技术在蔬菜水果农药残留检测中的应用概述[J].农技服务，2014，31（11）：99.