浅析食品中农兽药残留检测相关技术

卢灿鑫

（深圳市计量质量检测研究院，广东深圳 518000）

食品安全关系国计民生，也是人们关注的热点问题，只有保障食品安全，才可以促进人们身体健康、推动社会稳定发展，农药兽药残留检测技术便是保障食品安全的重要手段之一。当前监管部门和检测机构面对较大的压力，需要依赖各类检测技术和手段，提高检测速度和靶向性，尽可能在短时间内精准排查食品安全隐患并将其消除，推动食品市场健康、稳定发展。

1 食品中农药兽药残留检测技术诞生与发展的宏观背景

近些年，食品安全问题逐渐引发人们的广泛关注，食品安全事件频发，危害人们的身心健康。在我国，食品安全问题不容忽视，据卫生部统计，2005年全国食品中毒事件共计256 起，共有9 021 人发生食物中毒，死亡235 人，其中有18 起中毒事件所牵涉的人数达到了100 以上。其中，细菌性食物中毒人数最多，化学性食物中毒发生次数最多，且死亡人数最多。这些数据和案例均表明化学性食物中毒危险系数更高且社会影响较大，涉及的主要因素是生产者对农药、兽药、食品添加剂等的滥用，其中农药和兽药位于中毒危险系数前两位。我国农药使用量年均180 万t 左右，是世界上农药使用最多的国家，存在滥用农药和非法使用禁用农药的现象。部分不法商贩盲目追求经济效益违法滥用兽药，危害人体健康，这类问题屡禁不止，严重污染环境，给养殖业的健康发展带来极大挑战[1-2]。因此，农药兽药残留检测技术的重要性越来越受到重视。在新时期需加强食品安全检测，尤其是检测食品中的农兽药残留，确保先进检测技术应用的科学性，研发更具有效性、针对性的检测技术，为广大消费者提供安全保障。

2 食品农药兽药检测前期处理

食品农兽药检测是一项烦琐的工作，检测食品中农药兽药前会接触到诸多样品，其中会涉及复杂的成分和品种，所以在检测技术接入前有必要对食品样品做相应前处理，以保证后续检测质量处于较高水平。

传统处理手段包括液液萃取、离心、过滤和索氏萃取等，但这些方法存在显著弊端，如有机溶剂消耗量大、处理时间长、样品易损坏及操作烦琐等。近些年，固相萃取、超临界流体萃取等技术广泛应用，优点是节省时间、步骤简单、节省材料、精准度高和容易实现自动化等。今后，检测前处理技术的研发工作将会致力于研发出无溶剂或少溶剂的萃取技术，如尝试将纳米技术和纳米材料应用于食品样品处理过程中，提升处理手段的灵敏性、高通量，现已经开发应用纳米材料如石墨烯、金纳米材料等。

3 食品农药兽药残留检测技术

3.1 仪器分析法

在食品农兽药残留检测中，仪器分析法是常见且常用的检测技术，优点是精密度高、重现性好。通常会使用到色谱仪或质谱仪等大型精密仪器作为检测工具。质谱分析的原理是不同分析物的质荷比，在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带电离子，经加速电场的作用，形成离子束进入质量分析器筛选分析，得到目标化合物。由于质谱仪扫描速度快和灵敏度高，具有超快的扫描选择能力，能够在短时间内增加分子定量的数量，适合多组分残留同时测定。因此，将色谱仪和质谱仪联合使用，发挥色谱仪的高选择性和质谱多种残留同时测定的优势，即便存在多项干扰因素，也可以确保检测精准度较高，在分析多残留定性定量中显现出较强优势，目前应用最为广泛。目前农兽药残留检测使用较多的色谱-质谱串联仪器有气相色谱质谱联用仪和超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用仪，这两种技术的使用，为检测食物样品中的农药兽药残留提供了较大支持[3]。

随着科学技术的不断发展，高分辨质谱仪具有高质量精度、高扫描速度、高通量和数据库检索的优势，还可在无标准品情况下开展分析，正被广泛关注和使用，这类仪器能够实现多种类高通量的农兽药残留筛查和定量分析，扩大风险监测范围。但遗憾的是昂贵的设备价格和维护成本在一定程度上限制了高分辨质谱仪的普及推广。

3.2 免疫分析法

免疫分析法是以抗原-抗体间特异且可逆的结合反应为基础开发出来的技术手段，优点是灵敏度高、分析通量大、特异性强及快速安全。适合检测农兽药，因为农兽药通常分子较小，往往不具备免疫原性，通过免疫动物产生对其具有特异性的免疫活性物质——抗体，与待测物体外发生反应，进而达到检测目的。以标记物或分析体系为指标，可将免疫分析划分为酶联免疫测定法、荧光免疫测定、免疫层析测定、化学发光免疫分析等方法。

（1）酶联免疫测定法延续了酶标记的免疫分析方法长处，弥补了以往方法使用过程中同位素标记的放射性污染和标记物衰变这些漏洞，操作简单便捷、易上手，在检测食物农兽药残留中得到迅速推广、大力使用。在该技术不断发展下，酶联免疫测定法逐步商业化，研发的试剂盒满足了食品农兽药残留测定的稳定性、安全性、灵敏性等方面要求，且价格低廉，可以在食品样品检测中广泛使用。

（2）建立在免疫渗透技术基础上的免疫层析胶体金法，一般以条状层析材料为固相载体，特点是体积小、易携带、检测快速。胶体金是其独特标记，可透过颜色差异及变化，快速评判食物中是否有农兽药残留，不需要其他设备进行辅助，所以在检测通量和适用环境上具备强大优势。研究人员制作了盐酸克伦特罗胶体金免疫试纸条，对猪尿中盐酸克伦特罗进行测定，通过对比发现，检测精准度较高且操作更便捷，整个检测过程用时较短，检测优势显著。相比仪器分析法，免疫层析胶体金法大大缩短了检测分析时间[4]。

（3）在免疫竞争和荧光偏振原理基础上发展出来的荧光偏振免疫分析技术，根据待测物和抗体结合后的分子体积增大，引发偏振光随分析物浓度增大而增大，也是当前备受关注的食品检测技术。采用该项技术，无需花费太多时间准备，仅仅需要备好样品、抗体和示踪剂即可，较短时间内就可获得检测结果，且无需担心检测受到内滤作用影响，同时适用于有色或混浊样品检测，在复杂成分构成的食物样品检测中具备较大发展潜力。研究人员研发了荧光示踪剂，对氟喹诺酮类抗生素残留进行了快速检测，在检测鸡肉、牛奶等样品时，回收率达到了77.8%～116.0%，偏差低于17%，足以证明其检测功效十分强大。研究人员研究与分析了荧光示踪剂结构、浓度、抗体稀释等参数影响，也明确了这种检测手段的快速性、精准性的优势。

3.3 传感器芯片技术

生物传感器主要指采取科学手段将生物活性物质放置于换能器表面，将分析物和活性物之间的某种特异性反应产生的信号捕捉并转化为可识别信号，从而达到残留物测定目的的一种有效手段，其中的生物活性物质包括抗体、酶、生物组织等，基于特异性产生的信号可能是光、热、电等。传感器技术是在传统检测技术基础上研发的新兴技术，近几年被广泛应用于食品安全领域，可以有效捕捉异常信号，并明确食物样品残留物质，优点是灵敏度高、特异性强，具有非常广阔的应用前景。生物传感器体积较小、易携带，可排除户外各种干扰以保证其检测质量，所以经常出现在户外检测作业场景中，这些特质都使该项技术在短时间内迅速推广应用，特别是在食品农兽药残留检测领域，具备一定影响力。

有研究以硫代乙酰胆碱为底物，构建了一种全新的检测有机磷和氨基甲酸酯类农药的电化学传感器，这种传感器可以敏锐检测氧磷和克百威残留物，日内和日间精密度高达0.742%和6.560%。该传感器多存储于0 ℃的干燥环境中，可保存长达4 个月，酶活性依旧可以保持在70%，其稳定性较强。研究人员用溶胶-凝胶方法在玻碳电机表面固定了单克隆抗体，研发了硝基呋喃类抗生素AHD 阻抗免疫传感器，参与一系列研究，结果均标明溶胶-凝胶方法可以有效保持抗体分子的特异性识别能力，其稳定性、灵敏度、检测精准度有较大提升。

就目前掌握的情况来看，生物传感器在食品农兽药残留中的检测依旧处于初级阶段，后续仍要加大研发力度。因为生物识别元件的特性有所限制，所以固定过程存在较大难度，如何将样品有效固定于换能器表面成为一项难点。通常来说，经济成本的高昂现状，也造成高特异性识别能力的生物材料获取有较大难度，这也是阻碍生物传感器发展的重要因素。同时，生物传感器再生能力薄弱，只能在实验室内使用，让生物传感器大批量生产并循环再生是今后的发展任务。研究人员将金纳米颗粒装饰于石英晶体微天平作为信号增效，研发了灵敏度更强的压电免疫传感器，用于检测农药，可重复使用，得益于其自身抗原-抗体结合再生的优势，灵敏度依旧可观[5]。

近几年，有关分子印迹聚合物的研究越来越多，这些研究也被农兽药残留检测机构参考并用于仿生传感器的研究工作中。分子印迹聚合物主要分析样品结构，优点是可大量合成、高选择能力、环境稳定性好，适用于生物传感器的生物识别元件的替代品。研究重心主要放在分子印迹体系和传感分析体系间的相容性上。以分子印迹聚合物为传感识别元件的其他类型的传感器被依次研发出来，集合了较多技术的优点，增强了食品样品农兽药残留检测力度。

4 结语

综上所述，食品种类日益丰富，人们对食品安全问题较为关心，为保障人们的身体健康及社会和谐发展，需要将更多的精力和目光聚焦食品农兽药残留检测技术上，合理应用检测技术，依托检测技术的强大功能保障食品具备安全性，从而构建健康食品市场。当然，面对当前食品检测诸多挑战，相关部门也要提前做好准备，及时研发、升级检测技术，确保食品安全隐患在检测技术面前无所遁形，进而达到理想的检测效果，具有重要意义。