有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測技術(shù)研究

楊梅 王成會(huì) 孫財(cái)遠(yuǎn) 饒益齡

摘 要：有機(jī)磷農(nóng)藥被廣泛用作殺蟲劑和除草劑，具有廣泛的適應(yīng)性，高效性和便利性，并廣泛用于蔬菜和水果的生長過程中。但是，其殘留在農(nóng)作物上可能對(duì)人體造成傷害，例如引起慢性中毒，致癌作用和基因突變等。本文主要介紹有機(jī)磷農(nóng)藥殘留不同的檢測方法，以便更好地了解有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測方法的趨勢和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：有機(jī)磷農(nóng)藥;檢測方法;氣相色譜法;免疫分析法;酶抑制法。

前 言

有機(jī)磷農(nóng)藥是一類含有磷原子的有機(jī)酯類化合物的總稱，大多為磷酸酯類或硫代磷酸酯類，其進(jìn)入人體后，能夠與人體內(nèi)的膽堿酯酶形成磷酸化膽堿酯酶，使得人體內(nèi)的膽堿酯酶活性受到抑制，從而引起中毒、致癌等，對(duì)人類的身體造成傷害[1]。有機(jī)磷農(nóng)藥被廣泛用作殺蟲劑和除草劑，具有廣泛的適應(yīng)性，高效性和便利性，并廣泛用于蔬菜和水果的生長過程中。因此，了解對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的檢測對(duì)生態(tài)環(huán)境、人類健康有著重要的意義。

我國的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測分析技術(shù)始于1950年。近年來，國內(nèi)外研究者在有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的分析檢測方面取得了重要進(jìn)展，并且出現(xiàn)了許多有效的鑒別和分析檢測方法[2]。目前，有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測方法主要有酶抑制法、氣相色譜法、免疫分析法等。

1、免疫分析法

在環(huán)境和食品分析中，農(nóng)藥殘留的檢測至關(guān)重要。免疫學(xué)方法被廣泛用于檢測農(nóng)業(yè)和環(huán)境樣品中的農(nóng)藥，其中采用了針對(duì)目標(biāo)分子的抗體。準(zhǔn)確的診斷取決于所用抗體制劑的親和力和特異性，而高親和力抗體對(duì)于檢測極少量農(nóng)藥至關(guān)重要。Chouhan R S[3]等人采用酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）與流動(dòng)注射分析（FIA）技術(shù)的結(jié)合對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥甲基對(duì)硫磷進(jìn)行檢測，其具有靈敏度高，識(shí)別性能好等特點(diǎn)。

Lee JK[4]等人使用多克隆抗體開發(fā)了一種競爭性的間接酶聯(lián)免疫吸附測定法（ciELISA），合成了五種針對(duì)待檢測物的半抗原，通過免疫獲得相對(duì)應(yīng)的抗體，主要用于有機(jī)磷農(nóng)藥乙酰甲酸鹽的檢測。通過實(shí)驗(yàn)得出，在優(yōu)化的異源系統(tǒng)中，乙酰甲酸鹽的IC（50）值為25 ng/mL;編號(hào)為8377的半抗原-1-KLH，檢測范圍為5-140 ng/mL之間，最低檢出限為2 ng/mL。這些結(jié)果表明，ELISA可以作為監(jiān)測環(huán)境和農(nóng)業(yè)樣品中乙酸鹽殘留的分析工具。

2、酶抑制法（EIM）

有機(jī)磷農(nóng)藥能與昆蟲中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)中的乙酰膽堿酯酶結(jié)合，抑制其活性。乙酰膽堿酯酶（AChE）是乙酰膽堿（ACh）的一種水解酶，主要是與神經(jīng)化學(xué)傳遞有關(guān)，引起神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)乙酰膽堿的積聚，影響正常傳導(dǎo)，乙酰膽堿的過量積聚可引起許多行為系統(tǒng)的功能障礙，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致呼吸麻痹和死亡[5]。酶抑制法主要基于這一原理來對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行檢測。

Nikolaos G Karousos[6]等開發(fā)了一種用于測定有機(jī)磷和氨基甲酸酯農(nóng)藥的石英晶體微量天平（QCM）生物傳感器。主要使用了兩種酶系統(tǒng)（乙酰膽堿酯酶和膽堿氧化酶），該系統(tǒng)將乙酰膽堿轉(zhuǎn)化為甜菜堿，產(chǎn)生副產(chǎn)物過氧化氫。在第三種酶反應(yīng)（過氧化物酶）的作用下，過氧化物能夠?qū)⒙?lián)苯胺（3，3'-二氨基聯(lián)苯胺）氧化為不溶性產(chǎn)物，該不溶性產(chǎn)物沉淀出來并可以吸附至表面，非離子表面活性劑的加入能夠增強(qiáng)懸浮沉淀物的表面沉積，以此提高傳感器靈敏度。有機(jī)磷農(nóng)藥通過抑制酯酶活性，從而使得沉淀物（QCM）的質(zhì)量減少。實(shí)驗(yàn)證明，QCM酶傳感器系統(tǒng)可用于測定低至1ppm的西維因和敵敵畏。

3、氣相色譜法

氣相色譜法作為國家有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測方法，具有靈敏度高、檢測速度快、分離效率高的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測中。近幾年來，氣相色譜聯(lián)用技術(shù)在國內(nèi)外迅速發(fā)展。其中，氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）在有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。Abad J M [7]等人采用毛細(xì)管氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）和離子選擇監(jiān)測技術(shù)，測定了江水、沉積物、魚類等環(huán)境樣品中14種有機(jī)磷農(nóng)藥的痕量。農(nóng)藥在水中的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.0～31.4%（除MPP外，其為1.0～10.9%），可在0.02～0.75 ng/ml的范圍內(nèi)測定。農(nóng)藥在水中的檢出限為0.013～0.120 ng/ml。它們從河水、海水、沉積物和魚類樣品中的回收率分別為101～132%、103～145%、93～166%（除異沙基硫磷外）和67～101%（除異沙基硫磷和磷），相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.1～8.0%、0.9～8.2%、6.2～28.5%和4.2～10.8%。實(shí)驗(yàn)證明，氣相色譜法對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留具有良好的檢測性能。

陳登輝[8]研究了采用加速溶劑萃取—雙塔雙柱氣相色譜法（ASE-GC）最土壤中的18種有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：采用加速溶劑萃取法時(shí)，18種有機(jī)磷農(nóng)藥的回收率均可達(dá)到82%～98%，大約為15 分鐘就能萃取一個(gè)樣品，萃取方法較快;采用雙塔雙柱氣相色譜法對(duì)土壤中18種有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行檢測，花費(fèi)時(shí)間大約40分鐘左右，18種有機(jī)磷農(nóng)藥的檢出限均為0.282～1.05 μg/kg，標(biāo)準(zhǔn)曲線的R值均可達(dá)到0.9979以上，雙柱確認(rèn)的相對(duì)偏差在-2.0%～2.0%之間。

4、結(jié)論

綜上所述，有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測方法都有各自的特點(diǎn)，可以根據(jù)需要和要求選擇不同的檢測方法。酶抑制法檢測方法快速、簡單，適合大批量的樣品及現(xiàn)場檢測，但其靈敏度價(jià)差。氣相色譜法的靈敏度高，準(zhǔn)確度高，但是檢測設(shè)備價(jià)格昂貴，并且需要配備專業(yè)的人員來操作。如今，人們對(duì)食品的安全越來越重視，有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測方法也會(huì)受到研究者們的關(guān)注。在改進(jìn)原始檢測方法的同時(shí)，一些新的檢測技術(shù)也不斷發(fā)展，如：毛細(xì)管電泳技術(shù)、分子免疫技術(shù)、酶生物傳感法等。這些檢測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將推動(dòng)有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測走向一個(gè)新高度。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐勤學(xué)，陶小林，黎司.有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的研究進(jìn)展[J].化工時(shí)刊，2008.9，22（9），68-72.

[2] 仲維科， 郝晉， 孫梅心等. 我國食品的農(nóng)藥污染問題[J].農(nóng)藥，2000，39（7）：1-4.

[3] Kumar M A， Chouhan R S， Thakur M S， et al. Automated flow enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA） system for analysis of methyl parathion[J]. Analytica Chimica Acta， 2006， 560（1-2）：30-34.

[4] Lee J K， Ahn K C， Stoutamire D W.，et al. Development of an enzyme- linked immunosorbent assay for the detection of the organophospho- rus insecticide acephate .Journal of Agricultural and Food Chemistry [J] 2003，51 （13）： 3695-3703.

[5] 王向紅，崔小軍，李昕，李旭，龍王碩. 食品中有機(jī)磷農(nóng)藥檢測方法研究進(jìn)展[J]. 食品研究與開發(fā)， 2006（11）：195-199.

[6] Nikolaos G Karousos， Sihem Aouabdi， Allan S Way，等. Quartz crystal microbalance determination of organophosphorus and carbamate pesticides[J]. analytica chimica acta， 2002， 469（2）：189-196.

[7] Abad J M ， Pariente F ， L. Hernández， et al. Determination of Organophosphorus and Carbamate Pesticides Using a Piezoelectric Biosensor[J]. Analytical Chemistry， 1998， 70（14）：2848-2855.

[8] 陳登輝. ASE-GC法測定土壤中18種有機(jī)磷農(nóng)藥[J]. 期刊論文， 2013， 18（2）：95-101

作者簡介：楊梅（1994—），女，碩士研究生，主要從事環(huán)境檢測。