食品中农兽药残留快速检测技术研究进展

1、食品中农兽药残留快速检测技术研究进展食品是人类生存的必需品，食品安全关系着人类身体 的基本安全。在市场经济的背景下，许多商家为达到利益最 大化，不惜采取一些违规违法的手段来降低成本。众多问题 食品安全之一的农兽药不规范使用成为重灾区。根据全国食 品样品监督抽检通告显示 2017 年第二季度食品中农兽药残 留指标不合格问题占不合格总数的 22.0%，比一季度高 7.0 个百分点， 其趋势并不乐观。 因此， 为了加强食品安全监管， 保证食品的质量安全，保护消费者的生命健康，研究快速、 简单、高灵敏度、大批量检测食品的农兽药残留检测方法具 有重要意义。快速检测技术概述 食品安全快速检测技术是指在对食

2、品进行检测时，一般 实验室快速检测要求包括样品制备在内，能够在 2 小时以内 出具检测结果；现场快速检测能在 30 分钟内出具检测结果。 现有的实验室精密仪器分析方法准确度、灵敏度很高，稳定 性好，但是检测成本高，对检测人员要有完整的系统的培训 和经验要求，尤其对检测环境要求严苛，检测时间过长，无 法满足大批量样品现场快速检测的需求。因此，快速 ?z 测技 术以其检测速度快、时间短、成本低、对检测人员要求低等 特点，正逐渐成为食品安全检测中的主流技术。常用快速检测技术 酶抑制法。酶抑制法是利用农药可特异性地抑制乙酰胆 碱酯酶的活性，且抑制程度与农药浓度和颜色变化程度呈正 相关关系，通过观察颜色

3、变化或测定酶与某种特定化合物反 应的物理化学信号的变化，即可判断是否存在农药残留。目 前市场上已出现较为成熟的农残检测方法或设备，例如速测 卡法（纸片法） 、比色法（分光光度法） 、胆碱酯酶生物传感 器等。该方法操作简便，对人员专业要求低， 30min 即可出 结果，适用于现场大批量样品的初步筛查；但其仅限于有机 磷和氨基甲酸酯类农药，且酶活易受温度、pH 、样本基质等因素的影响，易出现假阳性或假阴性现象。使用时应符合方 法对样本的选择性要求。免疫分析方法。（1）酶联免疫吸附法（ ELISA ）。 ELISA 是基于抗原与 抗体的特异反应，将待测物与酶连接，然后通过酶催化底物 反应产生颜色，用

4、于定量或半定量测定。 ELISA 是近年来发 展最快的一种免疫分析方法，已成为农兽药残留检测中的首 选方法。王乾龙等建立了豆芽中2， 4-二氯苯氧乙酸残留的直接竞争酶联免疫吸附分析法，方法线性范围为（2250）ng/mL（ R2=0.997），检测限为 0.63ng/mL ;唐英等对 ELISA 使用中对结果影响的因素进行分析，实现自动化准确分析， 提高了检测精度和稳定性。然而， ELISA 对外界环境有一定 的要求，不能很好地用于现场检测，仅适宜于实验室内快速 检测。（2）胶体金免疫层析法。胶体金免疫层析技术（简称 GICA ）是根据免疫反应原理、利用大孔径微孔滤膜为载体、 以胶体金作为固相

5、标记物来定性、半定量或定量检测样本中 待测物质的快速分析技术，已广泛应用于农兽药残留检测。近年来随着胶体金读数仪的发展，该技术已逐渐从定性 判断转为半定量、定量检测，且可对数据进行存储，建立可 记录、可传输、可分析汇总、可追溯的食品安全检测全程数 据分析系统。例如，万宇平等研制出一种胶体金读数仪，由 相机进行胶体金试纸条图像的采集，通过一系列的算法分析 搜索出检测限位置并计算出灰度值，再通过胶体金试纸条的 检测值 -浓度特征曲线实现定性和定量， 最后将检测结果通过 GPRS 无线网络实时发送到远程服务器，已成功应用于实际 的监管领域和食品生产企业。（3）免疫荧光法。免疫荧光技术是根据抗原抗体反

6、应 的原理，先将已知的抗原或抗体标记上荧光素，制成荧光抗 体，再用这种荧光抗体（或抗原）作为探针检测组织或细胞 内的相应抗原（或抗体） 。在抗原抗体复合物上含有标记的 荧光素，荧光素受外来激发光的照射而发生明亮的荧光（黄 绿色或橘红色） ，可以看见荧光所在的组织细胞，从而确定 抗原或抗体的性质、定位，以及利用定量技术测定含量。王 旗等研制出一种快速检测牛奶中泰乐菌素残留的荧光微球 免疫层析试纸条，可定性检测牛奶中的残留的泰乐菌素，检 测时间低于25min ,检测限为25卩g/L ,具有简便快速、特异 性良好、样本无需前处理等特点，可用于基层奶站和现场快 速筛选。生物传感器技术。生物传感器是指利

7、用酶、抗体或适配 体等作为感受器表面的识别元件，将检测过程中产生的化学 信号经信号转换器变换成可测量的物理信号，进而实现对待 测成分检测的分析技术。蒋雪松等开发了一种用于农产品中 的毒死蜱农药残留的快速检测的电化学免疫传感器，对毒死 蜱的检测限为0.01卩g/mL ,回收率大于85% ,检测时间小于 1h ，传感器经过再生处理后能重复使用，经济性较好。但生 物传感器因其选择性有限、生物材料固定化易失活、重现性 差等原因暂未得以广泛应用。光谱检测法。（ 1 ）表面增强拉曼光谱法。表面增强拉曼光谱法是拉 曼光谱法的拓展，它与常规拉曼光谱相比，信号增加了百万 倍，因此有效解决了拉曼光谱在表面科学和痕

8、量分析中存在 的低灵敏度问题，目前已在农兽药残留检测中有所应用。顾 振华等运用基于表面增强拉曼光谱技术的便携式拉曼光谱 仪对水产品养殖、运输过程水样中的孔雀石绿进行了检测， 检测限为5.0卩g/L,对每个样品的检测时间从制备到结果显 示一般只需要 3min ；欧阳思怡等报道了表面增强拉曼光谱在 农药残留分析中的研究进展，分析其优势和不足，并提出表 面增强拉曼光谱在农药残留中的发展方向。（2）红外光谱法。红外光谱法是基于每种分子都有其 组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进 行结构分析和鉴定的分析方法。红外光谱具有高度特征性， 可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴 定

9、，已有几种汇集成册的标准红外光谱集出版，可将这些图 谱贮存在计算机中，用以对比和检索，进行分析鉴定；也可 利用化学键的特征波数来鉴别化合物的类型，并可用于定量 测定。莫欣欣等建立了近红外光谱技术结合化学计量学方法 对菜籽油中多效唑残留进行定性检测方法。（ 3）荧光光谱法。荧光光谱法是利用某些物 ?|对紫外光或可见光照 射后所产生的能够反映该物质特性的荧光，对其进行分析的 方法。荧光分析是一种高灵敏度的分析方法，通常情况下要 比分光光度计的灵敏度高出 2-3 个数量级。张彦青等建立了 荧光光谱法测定食物中的苋菜红色素含量的方法，检出限为 0.031mg/L ,测得样品的回收率为 92.13%10

10、5.61%。荧光法 具有灵敏度高、选择性强、信息量丰富、方法简便、高效精 确等诸多优点，但其前提条件是物质的分子必须有强的紫外 或可见光吸收结构，而当前市场上所用农药几乎不具备这种 条件，因此在实验时需要在待检农药溶液中加入某种荧光试 剂才能产生荧光，但相应的实验干扰因素也会增多，都能影 响荧光的测定，使得研究难度增大快速检测技术发展趋势 近年来，快速检测技术在食品安全检测领域中的地位逐 步提高， 我国现有的标准体系已将 ELISA 方法、酶抑制法等 快速检测技术纳入国家标准、行业标准，而 2017 年，国家 食品药品监督管理总局发布的食品快速检测方法评价技术 规范，对快速检测方法的规范化起到

11、里程碑式的意思。（1）前处理简便化：实现更简便的前处理操作和更短 的时间在快速检测中是紧迫的事情，未来前处理将主要朝着 简单、快速、高效、自动化、模式化、样品使用量少、废弃 物无污染的方向发展。（2）配套仪器便携化：一般实验室检测方法配套的仪 器笨重，且有严格的放置要求，快速检测技术对设备的要求 是尽可能得便捷化、轻量化，以实现现场检测、野外检测。（3）检测结果半定量化：现有的快速检测技术多为定 性判断，但经过几年的发展，一些技术已逐步成熟，同时配 套的数据采集设备也不断地更新升级，未来的快速检测技术 实现现场半定量、甚至定量检测都将成为可能。（4）与物联网技术联用：一物一码技术，即一个物品 一个代码，是一种先进的溯源系统，根据代码可以查询食品 的来源的运输流转过程，以及该食品的安全质量情况，该技 术尽量发展迅猛。将快速检测技术与物联网技术联用，可以 有效地采集食品、环境信息，既可以对食品进行控制，也可 以对食品的来源甚至包括其流通环节进行监视。展望目前，能进行食品中农兽药残留的快速检测技术主要有 酶抑制法、免疫分析法、生物传感器、光谱检测法等，每种 方法各有优点，在实际应用中应根据需要选择。快速检测技 术