中药材中农药应用及残留检测方法研究进展

王新雅 ，孙文松 *，温 健

（1.辽宁省经济作物研究所，辽宁辽阳 111000；2.辽宁省农业科学院药用植物研究所，辽宁辽阳 111000）

中药是中华民族传承千年的产物，至今仍在临床治疗中发挥着不可替代的作用，随着生活水平的日益提高，人们愈加关注自身的健康问题，中药材制品如药品、保健食品和化妆品被广泛开发和应用，中药材的安全性也愈受重视。然而，由于目前的中药材农药登记品种有限、种植过程中病虫害种类复杂以及药农用药规范性意识不足，导致中药材种植期间出现农药应用过量的现象，从而使农药残留超标并引发中药材质量安全问题。为提高中药材种植中农药使用的有效性和规范性以及加强对中药材中农药残留的监控，该文对中药材中农药使用现状和现代农药残留检测方法进行汇总分析，并为中药材中农药开发、利用和监控提供参考依据。

1 中药材中农药应用现状

1.1 中药材中农药应用问题

化学农药因其药效强、起效快、成本低等特点而广泛应用于中药材病虫草害的预防和治理方面，主要农药残留种类为有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类和苯甲酰脲类等农药类型[1-2]。最早研究发现的有机氯类农药如滴滴涕、有机磷类农药如敌敌畏和部分拟除虫菊酯类农药因具有高毒、半衰期长和传播较远的特性，现已被禁止生产、销售和使用。然而根据文献报道，对542 批中药材进行农药残留检测，结果表明，263 批样品有农药残留，检出率达48.52%，共检出184种农药，包括早已禁止使用的农药种类（如六六六）以及多种限用农药（如涕灭威、克百威和硫丹等），其中益母草、苦参的农药检出率最高[3]。常用中药材大多数为多年生药材，在生长过程中经常出现各种病虫害现象，人参因含有多种有效成分，其制品受到人们普遍青睐，国内外市场前景乐观，但是我国人参种植户对于病虫灾害缺乏科学的认识与处理方法，只通过频繁使用农药、化肥等手段进行防治，导致人参的质量很难得到保证，在国际市场开发中，因品质很难达到标准水平，极大影响了我国人参种植产业链的发展前景[4]。

1.2 中药材用农药登记情况

随着科学技术的不断进步，农药品种逐渐增多，然而已登记用于中药材的农药种类和数量却十分有限。目前我国人工种植的中药材大部分属于小宗作物范畴，农药用量较少，农药开发投资回报率低，很多企业对中药材进行农药登记的积极性较低，因此导致已登记用于中药材的农药品种极少，大部分中药材尚没有相应的农药登记，中药材种植时“无药可用”现象已对中药产业的发展产生严重影响。现阶段有农药登记信息的中药材品种主要包括人参、枸杞、铁皮石斛、三七、贝母、白术、金银花、地黄、黄精、杭白菊、元胡、党参、玄参、菊花（非观赏菊花）、板蓝根、当归、黄连、大黄、苍术和川芎共20种，其中农药登记种类较多的中药材品种是人参、枸杞和铁皮石斛等，农药有效成分共有81种，登记农药主要以杀菌剂和杀虫剂为主[5]。在实际生产中，由于已登记农药远不能满足实际需求，药农根据在其他作物中的使用经验，将未登记农药用于中药材生产，造成了中药材禁用农药残留或农药残留超标等产品质量问题。因此，在中药材生产规模急剧增加的情况下，加快中药材用农药登记，并对药农进行科学用药指导至关重要。

2 中药材农残检测技术

通常农药残留分析分为样品前处理和残留检测两个方面。最常用的样品前处理技术为固相萃取技术，其中固相微萃取技术是一种新型的样品前处理技术，集采样、萃取、浓缩于一体，具有设备简单、操作方便的特点；前处理技术还包括液液微萃取、微波萃取和超临界流体萃取等[1]。有研究者对磁固相萃取在不同基质（食品、中药材、环境和生物样品）农残提取分离中的应用情况进行分析，表明磁固相萃取技术具有操作简便，可快速分离吸附剂与样品溶液中的目标化合物的优点，在农残检测领域被广泛应用[6]。另外，分子印迹技术是模拟抗原抗体、受体配体等识别体系，制备出空间结构和识别位点与目标物特异性结合的聚合物技术，可用于农残分析前处理过程，分子印迹中的新型材料主要包括石墨烯材料、碳纳米管、磁性纳米材料等[7]。陈艳丽[8]使用分子印迹技术与磁性纳米材料结合的方式制得磁性分子印迹聚合物，对氟氯氰菊酯进行提取富集，结果表明，磁性分子印迹聚合物可作为高效分离金银花中氟氯氰菊酯的材料。吴肖肖等[9]分别从碳纳米管、石墨烯和富勒烯3个部分详细分析了碳纳米材料作为萃取吸附剂用于有机磷农药检测的独特优势，碳纳米材料具有的电子特性和导电性能，使其在有机磷农药检测领域得到了良好的发展。

根据对农药残留检测文献的统计与分析，目前以气相色谱、液相色谱和光谱为主要分析方法，并将农药残留检测技术分为三类：一是气相色谱、气相-质谱联用、气相-串联质谱联用技术等；二是高效液相-串联质谱、超高效液相色谱、超高效液相色谱-串联质谱等；三是拉曼光谱、红外光谱等，第一类技术应用频次最高，其次是第二类[10]。随着分析技术的不断提高以及农药检测种类的增多和残留限度标准的提升，单一的检测技术已无法满足现代农残检测的需求，现将更高效、简便且精准的联用技术和新型技术应用现状进行列举分析。

2.1 气相色谱-（串联）质谱联用法

气相色谱法具备分离效率高、分析速度快以及灵敏度高的特点，特别适用于农作物和中药材中有机磷类、有机氯类及氨基甲酸酯类农药残留的检测[11]。王海艳[12]采用GC-MS 法进行中药材农药残留检测，结果显示，6种农药中仅敌敌畏在中药材中的残留量＜0.15 mg/kg，GC-MS 法适用于中药材中多种农药残留的检测分析。相关研究显示，气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）不仅能排除假阳性，而且具有高灵敏度和准确性，比单一的气相色谱（GC）和气质联用（GC-MS）更适于农残检测[13]。邓永丽[14]以三七药材为代表，建立QuEChERS 结合气相色谱串联质谱法（QuECh-ERS-GC-MS/MS）同时检测其中18种有机磷农药残留，结果表明所建立的分析方法线性关系良好、准确度高、精密度高、加标回收率良好。已有研究表明，采用QuEChERS结合GC-MS/MS 的分析方法，可同时测定人参中41种农药残留，且方法简单、灵敏度高、准确性良好[15]。黄学者等[16]建立了QuEChERS-GC-MS/MS 方法数据库，可以一次准确检测出中药材中400 余种农药残留，经试验数据表明，此方法具有简便、快速和高通量的特性。

2.2 液相色谱-（串联）质谱联用法

液相色谱结合质谱技术可有效地对沸点较高和热稳定性差的多种农药残留进行定性和定量分析。熊颖等[17]采用SPE-LC-MS/MS 和SPE-GC-MS/MS 方法，对绞股蓝中109种农药（含禁用农药49种）残留情况进行检测，建立的方法线性关系良好，检测限为0.001～0.060 mg/kg，能够快速、有效地检测绞股蓝的农药残留。有关研究报道，采用快速滤过型净化法结合HPLC-MS/MS，同时对人参中嘧菌酯、苯醚甲环唑、吡虫啉、茚虫威和噻嗪酮的残留进行分析，确定的方法检出限和定量限均较低、回收率较好且方法稳定，能够更快速、准确地检测人参中农药残留[18]。

2.3 超高效液相色谱-串联质谱联用法

张振山等[19]基于QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱（QuEChERS-UPLC-MS/MS）检测技术对砂仁中氨基甲酸酯类的10种农药成分进行分析，此方法具有简便快捷、灵敏度高、基质效应小、准确度高的优势，适用于砂仁中氨基甲酸酯类农药的检测。据相关研究报道，采用UPLC-MS/MS 法对半夏中农药进行检测，建立了79种农药残留量的检测方法，并从217 批半夏样品中检出农药27种，该方法操作简单、指标针对性较强、灵敏度高、准确性好，适用于半夏中农药残留的快速筛查和定量检测[20]。

2.4 免疫分析技术

免疫分析技术以抗原抗体的特异性结合为基础，通过对抗原或抗体进行标记达到信号检测的目的，其操作简单、快速、灵敏度高，在农药残留分析方面的应用飞速发展，根据技术原理和检测形式的不同，可分为放射免疫分析、酶联免疫分析、荧光免疫分析、免疫层析技术、化学发光免疫分析、毛细管电泳免疫分析、免疫芯片和免疫传感器[21]。欧阳辉[22]将化学发光分析与免疫传感技术相结合，建立人参和西洋参中甲基对硫磷和吡虫啉的高灵敏检测方法，线性范围均是1.0～500 ng/mL，检出限均为0.33 ng/mL（S/N=3）。有关研究表明，采用胶束毛细管电泳在线推扫技术（MEKC on-line Sweeping）可准确检测麻黄、金银花、大青叶中啶虫眯和吡虫啉残留量，该方法预处理操作简单，回收率高，精密度高且省时经济，适用于中药材的农药残留检测[23]。目前，最多用于中药分析的免疫分析技术为酶联免疫检测吸附试验（ELISA）和免疫胶体金试纸条技术（GICA），具有操作简单、灵敏度高、高通量检测和现场快速检测等优点，为中药材品质优劣及安全性评价方面提供判断依据[24]。

2.5 表面增强拉曼光谱技术

表面增强拉曼光谱（SERS）是基于拉曼光谱和纳米技术建立的一种新型光谱检测技术，广泛应用于农药残留、重金属等中药常见污染物的检测。相关文献显示，有机磷类和氨基甲酸酯类农药因分别含有S 原子、N 原子，能够与Ag 和Au 纳米基底结合，从而被SERS 技术准确检测，此外，也可利用SERS 技术检测有机氯类、噻菌灵、氯菊酯等其他类型农药，且达到大幅降低定量限和检出限的检测效果[25]。

2.6 高能射线成像技术

陈述通过高能射线成像技术成功检测中药农药残留量，且比光谱和激光检测法的检测精度更高，研究者首先采用高能射线成像处理和中药农药残留的高能射线图像边缘轮廓检测及显著特征点提取，之后根据特征提取结果进行中药农药残留检测优化，最终完成对中药农药残留的优化检测[26]。这种基于高能射线成像技术，将视觉图像识别和分块特征匹配相结合的分析方法，可有效提高农药残留分析的准确性，在中药材农药残留研究中具有很好的应用前景[27]。

2.7 毛细管电泳-质谱联用技术

杜雪纯等建立了毛细管电泳-质谱联用（CE-MS）检测方法，用于白芍中19种有机氮类农药残留检测，结果表明，该方法在检测浓度范围内线性良好，回收率为80.1%～108.4%，检测限为0.503～10.100 μg/kg，方法专属性强、重现性好，能够准确分析白芍中有机氮类农药的残留情况[28]。

2.8 荧光光谱分析技术

荧光光谱技术具有灵敏度高，能够根据荧光特性反映农药残留量随时间的变化规律，检测中不破坏样品，对检测的专业性要求偏低等优势，为提高农残检测的多样化和广谱性，现已开发出同步-导数荧光光谱、三维荧光光谱、与人工神经网络技术相结合荧光光谱、荧光生物传感器、与金属纳米材料相结合荧光光谱等分析方法[29]。张举成等采用三维荧光光谱法检测茯苓中异丙威含量，建立的分析方法稳定性良好，在一定浓度范围内呈线性，重现性好且检测限低，检测简便快速，适用于茯苓中异丙威残留量的分析研究[30]。

2.9 超临界流体色谱串联质谱技术

超临界流体色谱串联质谱（SFC-MS/MS）比液质联用技术消耗的有机溶剂量少、分析效率高，有研究者采用在线超临界流体萃取-超临界流体色谱串联质谱技术开发一种用于玉米粉、茶叶基质中71种农残的检测方法，结果说明此方法检出限、线性、相对标准偏差、回收率良好，方法灵敏、快速简便[31]。为改善菊花农药残留测定中的基质效应问题，有研究者采用SFC-MS/MS 技术建立7种菊花中112种农药残留的测定方法，验证结果表明该方法线性良好，检出限范围为0.01～31.41 μg/L，在改善农药基质效应方面作用显著，并且提高了分析效率[32]。

3 结论与展望

为保障中药材产业可持续发展，解决中药材中农药残留问题势在必行，可采取以下几个措施进行逐步完善。一是开展中药材种植实际用药情况调研，针对不同中药材对其生长过程中发生的病虫草害和农药需求情况进行统计，借鉴其他农作物的施药方法，在学校或科研机构中开展农药试验研究，积累中药材防治用药数据，为制定中药材中农药应用提供科学依据；二是加快中药材用农药登记进度，国家以政策红利或补贴方式鼓励农药企业开展中药材用农药登记；三是完善中药材中农药残留标准的制定，通过开发现代检测技术不断提升农残检测水平，并制定中药材中各种农药残留限度，对中药材质量进行严格监控，可有效防止禁用农药的应用或农药超标现象，保障中药材产品质量；四是深入探索中药材初加工、炮制和制剂制备过程中农药残留脱除率，对最终农药的摄入安全性进行风险评估；五是加强对药农用药知识的培训，提高药农的专业技术水平、用药规范性和用药安全性意识。