植物源酯酶农药残留快速检测试纸的研制与应用进展5400字

1、植物源酯酶农药残留快速检测试纸的研制与应用进展5400字 随着社会的发展，温饱问题逐渐被食品安全和绿色食品所取代，然而，生产者为了提高产量和减少病虫害危害，化学防治仍然是当前最主要的防治方法，近30a大多数国家农药施用量增加了35%40%1。过度使用农药会导致农药残留，通过生物链最终被人体吸收，这对人体的内分泌和生殖发育照成慢性毒性2。特别是有机氯农药，如艾氏剂、双对氯苯基三氯乙烷（DDT）和六氯环己烷（HCH），具有较强的持久性、蓄积性、毒性和环境迁移能力，从而导致了更大的危险系数3。因此，如何快速检测农药残留成为当前重要命题。目前，农药残留分析方法主要有：薄层色谱法（TLC）、气相色谱法（

2、GC）、气相色谱-质谱法（GC-MS）、液相色谱法（HPLC）、液相色谱-质谱法（LC-MS）、超临界流体色谱（SFC）、 毛细管电泳（CE）、免疫分析（IA）。但是，上述方法需要实验专员操作，且费时费力，一般应用于实验室进行定量分析4；为了满足现场检测的需求，农药残留快速检测试纸的研制与开发得到重视，基于植物酯酶比动物酯酶更便宜和易保存等特点，因此开发出反应灵敏的植物源酯酶是当前研究热点。本文综述植物酯酶酶抑制发检测农药残留的工作原理、酶源、检测方法、主要应用领域等，以期进一步认识植物酯酶在农药快速检测中的研究现状。1 植物酯酶检测农药残留的原理植物酯酶抑制法，通过样品中含有的农药与酯酶反应

3、后，显色剂同底物反应的比色原理测定农产品当中的农药残留量。具有短测量时间、高灵敏度、结果可靠和检测体系容易实现等特点。基于其比色原理，目前的测定方法有靛酚乙酯法和固蓝 B盐法等。1.1 固蓝B盐法检测植物酯酶的原理当植物酯酶遇到有机磷农药时，农药能抑制植物酯酶活性，而活性能用比色来测定，即如果样品中农药残留量很低，植物酯酶活性没有受到抑制，则反应得到的紫红色偶氮化合物的则多，显色明显；反之，如果农药残留量很高，植物酯酶的活性受到抑制，反应得到的紫红色偶氮化合物的较少，则不能显色或很少。其中显色反应方程式如下5：乙酸-α-萘酯+水 萘酚+乙酸固蓝B盐+萘酚 紫红色偶氮化合物+氯化锌+

4、盐酸1.2 2，6-二氯靛酚法检测植物酯酶的原理当样品中含有机磷类农药时，会抑制植物酯酶的活性，底物分解过程变慢或者不分解，溶液不变色或为浅蓝色，吸光值则较高；反之，如果农药残留量很低，植物酯酶的活性不受其影响，底物分解很快，最终颜色很蓝，吸光值则较低。因此吸光与农药残留量呈正相关。其中显色反应方程式如下6：碘化硫代胆碱 硫代胆碱硫代胆碱 +2，6-二氯靛酚 蓝色褪却2 植物源酯酶的筛选目前，植物源酯酶研究发展迅速，国内外陆续在不同作物不同部位中提取酯酶，大部分已经进行农药残留分析试验（表1）。以往研究数据表明不同作物的植物酯酶活性和灵敏度不同，且同一种作物但不同部位活性和灵敏度也不相同。且来

5、源不同的植物酯酶对其活性的影响较明显，如植物酶源的品种、批次都会直接对检测结果的重现性产生一定影响7。但目前对植物酯酶的特征上和产生这种现象的机制尚不完全清楚8，导致植物酯酶在农药残留检测应用中受到阻碍。因此，研究植物酯酶的特性以及筛选植物源酯酶显得尤为重要。3 应用条件试纸法（速测卡法）是根据酶抑制法的原理检测农药残留，将浸渍了胆碱酯酶或其它敏感酶类的滤纸片作为检测酶片，根据试纸的颜色变化来反映酶活性受到农药抑制的程度。该方法可用肉眼直观的辨认来判定农药残留是否超标。该法操作简单、使用方便，但灵敏度较低，一般在初步筛查鉴定使用，且由试纸法检测结果的符合率超过80%17。在使用过程中需要注意几

6、个问题：速测卡需保存于干燥的地方，冷藏保存1a，开封后7d内使用最佳；速测试纸可以检测有机磷和氨基甲酸酯类农药残留，但是对其它类型的农药无法检出；随机抽取34个样品，且每个样品叶片、果实、叶柄和茎也需检测；制样时注意更换或洗净制样工具，如剪刀、烧杯等，防止样品间交叉污染；浸样时间不宜过长或过短，一般510 min，避免假阳性的发生。总之，在检测过程中需要细致的把握每一个环节。4 应用前景植物酯酶的提取工艺是保障酯酶活性和检测灵敏度的关键；同时，纯化酯酶可以提高酶的活性；酶的固定化工艺使酶固化，有利于储存和使用，适合快速分析筛查。现在，已经有很多研究对植物酯酶的提取条件进行优化，刘文君等6通过比

7、较底物优越性研究，结果表明2，6-二氯靛酚乙酸酯与植物酯酶反应效果更好。陈士恩等18通过真空冷冻浓缩，羧甲基纤维素层析，及真空冷冻干燥，提取小麦酯酶量达2.3%；吴定等19用70%饱和硫酸铵对小麦酯酶进行纯化，酶催化反应温度在 45、pH4.55.5时酶活性最大。张宁20和黄志勇21通过正交设计优化酶抑制法的测定条件，获得的植物酯酶在pH6.0时最优，与动物酯酶测量精确度没有显著差异，符合农药残留分析要求。侯明迪22使用小麦酯酶测定有机磷农药DDVP和甲基对硫磷的条件、方法，通过加入活化剂使甲基对硫磷对酶活性的抑制提高了50100倍，建立了甲基对硫磷和DDVP的酯酶抑制方程，方法的最小检出浓度

8、分别是0.01x10-6mg“kg-1、0.166x10-6 mg“kg-1。由此可见，实际应用中植物酯酶的活性受到许多因素的影响。充分地开展不同因素对酯酶活性的影响对植物酯酶抑制法的实际应用具有很大的指导意义。但是到目前为止真正能投入工业生产的植物酯酶很少，故还需进一步的研究和发展。5 问题与展望传统的农药残留检测方法通常是复杂的，耗时的，破坏性的。快速、无损、实时在线是农残检测的发展方向。且试纸成本需1.01.5元/个样品23。目前，酶抑制法检测的农药种类只有有机磷和氨基甲酸酯类2种，方法精度较低，且检测限大多高于国际、国内规定的农药残留限量标准。阳性检测结果还需进一步利用仪器进行定性、定

9、量，因此不能作为法律仲裁依据24。目前，各速测产品生产企业或通过自主分离、提取和纯化，或通过市场直接购买，或直接委托其他企业或单位帮助生产酶试剂，这些酶因为不同的来源、类别、生产工艺等原因，在活性和稳定性等质量上都有较大的差别25，26。综上所述，农药残留快速检测在得到了快速发展和应用的同时，还存在着许多未解决的问题。因此，需要建立一套有效的农药残留速测产品的认定管理办法，加强对速测产品的监督管理，进而对速测产品的生产和销售市场进行规范，从而推进速测方法、产品在农产品生产环节中的广泛使用27；应加大对农残速测技术的研究，加强科研立项和经费投入，组织研发、生产、管理、使用等农产品相关机构之间的合

10、力攻关，从而快速解决目前农药残留速测方法中存在的农药检测范围小、灵敏度低、准确性差等关键技术瓶颈问题，以提升我国农药残留的速测技术水平28。参考文献1 Liu YB， Pan XB， Li JS. A 1961–2010 record of fertilizer use， pesticide application and cereal yields： a review J. Agronomy for Sustainable Development， 2015， 35（1）： 83-93.2 Sugeng AJ， Beamer PI， Lutz EA， et al. Hazard-

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