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農產品農藥殘留分析技術進展


 農藥自從應用于農業生產, 就給人類帶來巨大的經濟利益。但是, 由于農藥品種和用量的不斷增加, 農藥在食品和環境中的殘留問題、安全問題越來越突出, 他的負面影響已引起各級部門的關注。因此, 為了保護作物、環境及人類的安全, 選擇合適的方法和監控手段, 是開展農產品質量安全監控的首要問題。
農藥殘留分析一般分為單殘留分析、多殘留分析。多殘留分析通常又分為單類型多殘留分析、多類型多殘留分析和未知樣本農藥多殘留分析。農產品農藥殘留檢測主要是后兩種。農產品質量安全例行監測關注的是農產品中各種農藥, 要求檢測能夠快速、準確的提供檢測數據, 其關鍵是選定技術參考標準、檢測方法。
1  標準化技術
  農藥殘留標準是農產品質量安全農藥殘留檢測數據判定的依據。目前, 我國已制定79 種農藥在32 種農副產品中的197 項農藥*高殘留限量標準(MRL 值) 的強制性國家標準農藥*高殘留限量(MRIs) 、160 種農藥在19 種作物上的351 項推薦性*高殘留限量標準。
日本在蔬菜產品中農藥殘留限量標準共有1743 項。其中對十字花科、菊科、傘形科、茄科、百合科、食用菌、薯芋類、瓜類等蔬菜制定了1712 個農藥殘留限量標準, 其它蔬菜作出31 個限量標準。美國對58 種農藥在葉類蔬菜、球莖蔬菜、葫蘆類蔬菜、果類蔬菜及番茄、黃瓜、甘藍、花椰菜、洋蔥、茄子、甜瓜、佛手瓜、蘑菇、黃秋葵等單項蔬菜共制定出677 項農藥殘留限量標準, 農產品方面的農藥殘留*高限量多達9635 項。
WHO/ FAO 制定的殘留限量標準有3000 多項,針對不同種類及單項蔬菜上分別使用的農藥作出*高殘留限量標準, 總計7 大類及單種蔬菜42 種上對不同使用的79 種農藥作出了723 個*高農藥殘留限量指標。歐盟蔬菜中農藥*高殘留限量是按蔬菜分類制定的。①對根和根莖類蔬菜使用的96 種農藥給出了*高殘留限量。②對果菜類蔬菜給出了47 種農藥殘留*高限量。③對蕓薹類蔬菜給出了44 種農藥殘留*高限量值。④對葉菜類蔬菜給出了46 種農藥殘留*高限量值。⑤對鮮豆類蔬菜給出了95 種農藥殘留*高限量值。⑥對**類蔬菜給出了47 種農藥殘留*高限量值。檢測方法標準方面, 我國相繼頒布了《蔬菜水果有機磷氨基甲酸酯農藥殘毒快速檢測方法》(N Y/ T448 - 2001) 、《蔬菜水果有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯和有機氯農藥多殘留檢測方法》(N Y/ T761 - 2004) 等農業行業標準, 加上之前頒布的《食品中有機磷和氨基甲酸酯類農藥多種殘留的測定》( GB/ T17331 - 1998) 和《食品中有機氯和擬除蟲菊酯類農藥殘留的測定》( GB/ T17332 -1998) 等國家標準為農產品質量安全例行監測提供了同時測定20 多種農藥殘留的法定檢測依據。在國外, 英國中央科學實驗室(CSL) 開發了104 種農藥殘留量同時檢測的方法; 德國科學研究協會開發并改進的S19 多殘留檢測方法可以分模塊進行480 種農藥殘留檢測; 美國FDA 農藥分析手冊(PAM) 的多殘留方法可檢測300 多種農藥; 美國CDFA - MRMS 是多殘留同時檢測方法中比較簡單、快速, 且對例行監測行之有效的檢測手段。
2  快速檢測技術
  有機磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯是目前市場上*主要的3 類殺蟲劑, 特別是有機磷類殺蟲劑仍在生產上起主導作用, 更是菜農優選使用的一類殺蟲劑。針對有機磷和氨基甲酸酯類農藥, 科學工作者在農藥殘留快速檢測技術方面做了大量的研究,并取得了較大的進步。
2.1  比色卡
  利用此方法, 早期的比色卡通常檢測樣本中有機磷農藥總體殘留量, 受操作條件的影響較大。經改進后, 比色卡與儀器結合, 提高了檢測穩定性和重現性, 檢測的農藥范圍拓寬到有機磷、氨基甲酸酯和部分菊酯在樣本中的總體殘留量。
2.2  速測儀
  利用膽堿酯酶的水解生理活性, 模擬有機磷、氨基甲酸酯類農藥殺蟲毒理, 采用紫外分光光度計比色法來判斷樣本中的農藥殘留總體情況。采用該方法研制的農藥殘毒快速檢測儀器是目前*主要的速測設備, 有些檢測靈敏度高達0.5mg/ L (甲胺磷) 、0.003mg/ L (呋喃丹) , 可以與色譜儀的靈敏度相媲美。儀器的設計也逐漸自動化、小型化、便攜化, 使得農產品質量安全檢測流動實驗室迅速發展。
2.3  生物傳感器
  生物傳感器法是將傳感技術和**法相結合而建立的檢測手段。近年來, 測定農藥的生物傳感器研究取得了長足進步, 測定方法多樣化、檢測靈敏度越來越高、儀器自動化程度提高、響應時間縮短、適應現場檢測能力越來越強。然而方法的選擇性有限, 原理**于膽堿酯酶的功能被抑制。生物材料膽堿酯酶的失活包括生物材料固定化過程中的失活始終困擾著這一研究領域, 隨著新技術、新材料的不斷涌現, 生物傳感器必將更加小型化、實用化、商品化。
2.4  酶聯**檢測技術
  酶聯**檢測法(簡稱酶**法EL ISA) 是利用生物抗體作為檢測器的分析方法, 優點在于樣本用量少、前處理和純化步驟簡單, 快速, 檢測成本低、專一性強, 適合于做成試劑盒現場篩選。浙江大學已在克百威的測定上研制出了EL ISA 試劑盒、試劑條, *低檢測限高達0.005mg/ L 。
3  色譜檢測技術
  為了適應農藥多殘留分析, 色譜檢測技術迅速發展, 大體積進樣(LVI) 技術的出現, 使各種聯用技術不斷提高靈敏度并顯示出了強大應用潛力。
3.1  氣相色譜( GC) 及其聯用技術
  氣相色譜是色譜技術中*為成熟的技術, 也是目前農產品農藥殘留定量檢測的主要設備。由于毛細管氣相色譜的發展, 農藥多殘留檢測、快速氣相色譜、聯機技術等得到了很大的提高。
  質譜是目前*常用的農藥殘留定性確證手段,大部分農藥可用GC - MS 進行檢測。近年來, 質譜聯用技術發展迅速, 相繼有報道利用GC - IT -MS (氣相色譜- 離子捕獲質譜) 、GC - CI - MS、GC - CID - MS (碰撞誘導解離質譜) 、GC - MS -MS (多極質譜串聯) 等技術分析蔬菜、水果上農藥殘留, 并獲得較好的實驗結果。負化學電離NCI在農藥殘留分析中可以非常方便的獲得分子離子峰, 提高了定性的準確性。
原子發射檢測器(AED) 是利用等離子體做激發光源, 使進入檢測器的被測組分原子化, 然后原子被激發至激發態, 在躍遷至基態時發射出原子光譜。GC - AED 就是根據這些光譜的波長和強度進行定性和定量分析, 可以測定O、F、C1 、Br 、N、S、P 等元素。GC/ AED 的元素響應幾乎與分子結構無關, 因而不依賴于化合物的校準就能定量所發現的所有農藥。由于農藥幾乎總是含有雜原子, 并且一個分子中往往含有幾個, 利用這一方法分析水果和蔬菜樣品, 具有多方面的適應性和潛在用途。
有文獻報道了一種基于保留時間鎖定(RTL) 氣相色譜新技術基礎, 采用保留時間和元素含量或檢測器響應的數據庫檢索, 可以篩選567 種農藥和可疑***破壞物。
3.2  液相色譜及其聯用技術
  相對于GC , 液相色譜適應的范圍更廣, 可分析高沸點、熱不穩定、非揮發性化合物, 與質譜聯用(HPLC - MS) 對痕量殘留農藥分析可一次進樣完成定性定量目的。由于樣品從HPLC 出來不被破壞, 使得HPLC 和可以聯用其它先進的結構鑒定技術, 如HPLC - NMR (高效液相色譜- 核磁共振) 、HPLC - NMR - MS。后者檢測靈敏度可以達到ng級, 可以測定未知化合物的準確結構。
3.3  其他色譜及聯用技術
為了使一些較為復雜的樣品得到有效的分離測定, 以連續色譜分離測定的GC - GC (多維氣相色譜) 、HPLC - GC (液相色譜- 氣相色譜) 、GPC -HPLC (凝膠滲透色譜- 液相色譜) 等技術得到了逐步的應用。雙柱雙檢測器氣相色譜在蔬菜水果農藥多殘留快速掃描(MRMS) 中以1~1.5h 就可確定農產品中是否含有禁限用農藥成分和殘留農藥的殘留量。
4  前處理技術
  農藥殘留分析工作中大部分的時間都花在前處理上, 如何解決前處理技術瓶頸是農殘分析工作者不可回避的問題。近年來, 固相萃取( SPE) 、固相微萃取(SPME) 、超臨界流體萃取( SFE) 、微波萃取(MAE) 、快速溶劑萃取(ASE) 、凝膠滲透色譜( GPC) 等前處理技術不同程度地出現了自動化儀器裝置。比較成熟的SPE、SPME、GPC 技術已經有商品化的色譜聯用儀器上市, 如SPE -GC - MS、SPE - HPLC、SFE - HPLC 等, 大大加快了農藥殘留檢測的速度。
5  應用和發展趨勢
  隨著食品安全行動計劃推廣和農產品市場準入的不斷加強, 農產品農藥殘留監控將備受關注。以農藥殘毒快速檢測為初篩和色譜法定性定量檢測的兩步分析檢測模式, 將成為農產品質量安全檢測實驗室首先應考慮的問題。農產品農藥多殘留監控分析技術的發展趨勢應體現以下一些特點: 現場檢測得到重視, 速測法和色譜法兩步檢測模式成為監控主要手段; 檢測方法、儀器設備的選擇體現快速、靈敏、高效特點; 氣相色譜、液相色譜檢測技術更加成熟; 前處理和檢測設備聯用一體化進程加快;監控范圍越來越寬, 多殘留技術得到長足發展。
 
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