农药自从应用于农业生产, 就给人类带来巨大的经济利益。但是, 由于农药品种和用量的不断增加, 农药在食品和环境中的残留问题、**问题越来越突出, 他的负面影响已引起各级部门的关注。因此, 为了保护作物、环境及人类的**, 选择合适的方法和监控手段, 是开展农产品质量**监控的首要问题。农药残留分析一般分为单残留分析、多残留分析。多残留分析通常又分为单类型多残留分析、多类型多残留分析和未知样本农药多残留分析。农产品农药残留检测主要是后两种。农产品质量**例行监测关注的是农产品中各种农药, 要求检测能够快速、准确的提供检测数据, 其关键是选定技术参考标准、检测方法。
1 标准化技术
农药残留标准是农产品质量**农药残留检测数据判定的依据。目前, 我国已制定79 种农药在32 种农副产品中的197 项农药*高残留限量标准(MRL 值) 的强制性**标准农药*高残留限量(MRIs) 、160 种农药在19 种作物上的351 项推荐性*高残留限量标准。
日本在蔬菜产品中农药残留限量标准共有1743 项。其中对十字花科、菊科、伞形科、茄科、百合科、食用菌、薯芋类、瓜类等蔬菜制定了1712 个农药残留限量标准, 其它蔬菜作出31 个限量标准。美国对58 种农药在叶类蔬菜、球茎蔬菜、葫芦类蔬菜、果类蔬菜及番茄、黄瓜、甘蓝、花椰菜、洋葱、茄子、甜瓜、佛手瓜、蘑菇、黄秋葵等单项蔬菜共制定出677 项农药残留限量标准, 农产品方面的农药残留*高限量多达9635 项。
WHO/ FAO 制定的残留限量标准有3000 多项,针对不同种类及单项蔬菜上分别使用的农药作出*高残留限量标准, 总计7 大类及单种蔬菜42 种上对不同使用的79 种农药作出了723 个*高农药残留限量指标。欧盟蔬菜中农药*高残留限量是按蔬菜分类制定的。①对根和根茎类蔬菜使用的96 种农药给出了*高残留限量。②对果菜类蔬菜给出了47 种农药残留*高限量。③对芸薹类蔬菜给出了44 种农药残留*高限量值。④对叶菜类蔬菜给出了46 种农药残留*高限量值。⑤对鲜豆类蔬菜给出了95 种农药残留*高限量值。⑥对**类蔬菜给出了47 种农药残留*高限量值。检测方法标准方面, 我国相继颁布了《蔬菜水果有机磷氨基甲酸酯农药残毒快速检测方法》(N Y/ T448 - 2001) 、《蔬菜水果有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯和有机氯农药多残留检测方法》(N Y/ T761 - 2004) 等农业行业标准, 加上之前颁布的《食品中有机磷和氨基甲酸酯类农药多种残留的测定》( GB/ T17331 - 1998) 和《食品中有机氯和拟除虫菊酯类农药残留的测定》( GB/ T17332 -1998) 等**标准为农产品质量**例行监测提供了同时测定20 多种农药残留的法定检测依据。在国外, 英国中央科学实验室(CSL) 开发了104 种农药残留量同时检测的方法; 德国科学研究协会开发并改进的S19 多残留检测方法可以分模块进行480 种农药残留检测; 美国FDA 农药分析手册(PAM) 的多残留方法可检测300 多种农药; 美国CDFA - MRMS 是多残留同时检测方法中比较简单、快速, 且对例行监测行之有效的检测手段。
2 快速检测技术
有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯是目前市场上*主要的3 类杀虫剂, 特别是有机磷类杀虫剂仍在生产上起主导作用, 更是菜农优选使用的一类杀虫剂。针对有机磷和氨基甲酸酯类农药, 科学工作者在农药残留快速检测技术方面做了大量的研究,并取得了较大的进步。
2.1 比色卡
利用此方法, 早期的比色卡通常检测样本中有机磷农药总体残留量, 受操作条件的影响较大。经改进后, 比色卡与仪器结合, 提高了检测稳定性和重现性, 检测的农药范围拓宽到有机磷、氨基甲酸酯和部分菊酯在样本中的总体残留量。
2.2 速测仪
利用胆碱酯酶的水解生理活性, 模拟有机磷、氨基甲酸酯类农药杀虫毒理, 采用紫外分光光度计比色法来判断样本中的农药残留总体情况。采用该方法研制的农药残毒快速检测仪器是目前*主要的速测设备, 有些检测灵敏度高达0.5mg/ L (甲胺磷) 、0.003mg/ L (呋喃丹) , 可以与色谱仪的灵敏度相媲美。仪器的设计也逐渐自动化、小型化、便携化, 使得农产品质量**检测流动实验室迅速发展。
2.3 生物传感器
生物传感器法是将传感技术和**法相结合而建立的检测手段。近年来, 测定农药的生物传感器研究取得了长足进步, 测定方法多样化、检测灵敏度越来越高、仪器自动化程度提高、响应时间缩短、适应现场检测能力越来越强。然而方法的选择性有限, 原理**于胆碱酯酶的功能被抑制。生物材料胆碱酯酶的失活包括生物材料固定化过程中的失活始终困扰着这一研究领域, 随着新技术、新材料的不断涌现, 生物传感器必将更加小型化、实用化、商品化。
2.4 酶联**检测技术
酶联**检测法(简称酶**法EL ISA) 是利用生物抗体作为检测器的分析方法, 优点在于样本用量少、前处理和纯化步骤简单, 快速, 检测成本低、专一性强, 适合于做成试剂盒现场筛选。浙江大学已在克百威的测定上研制出了EL ISA 试剂盒、试剂条, *低检测限高达0.005mg/ L 。
3 色谱检测技术
为了适应农药多残留分析, 色谱检测技术迅速发展, 大体积进样(LVI) 技术的出现, 使各种联用技术不断提高灵敏度并显示出了强大应用潜力。
3.1 气相色谱( GC) 及其联用技术
气相色谱是色谱技术中*为成熟的技术, 也是目前农产品农药残留定量检测的主要设备。由于毛细管气相色谱的发展, 农药多残留检测、快速气相色谱、联机技术等得到了很大的提高。
质谱是目前*常用的农药残留定性确证手段,大部分农药可用GC - MS 进行检测。近年来, 质谱联用技术发展迅速, 相继有报道利用GC - IT -MS (气相色谱- 离子捕获质谱) 、GC - CI - MS、GC - CID - MS (碰撞诱导解离质谱) 、GC - MS -MS (多极质谱串联) 等技术分析蔬菜、水果上农药残留, 并获得较好的实验结果。负化学电离NCI在农药残留分析中可以非常方便的获得分子离子峰, 提高了定性的准确性。
原子发射检测器(AED) 是利用等离子体做激发光源, 使进入检测器的被测组分原子化, 然后原子被激发至激发态, 在跃迁至基态时发射出原子光谱。GC - AED 就是根据这些光谱的波长和强度进行定性和定量分析, 可以测定O、F、C1 、Br 、N、S、P 等元素。GC/ AED 的元素响应几乎与分子结构无关, 因而不依赖于化合物的校准就能定量所发现的所有农药。由于农药几乎总是含有杂原子, 并且一个分子中往往含有几个, 利用这一方法分析水果和蔬菜样品, 具有多方面的适应性和潜在用途。
有文献报道了一种基于保留时间锁定(RTL) 气相色谱新技术基础, 采用保留时间和元素含量或检测器响应的数据库检索, 可以筛选567 种农药和可疑***破坏物。
3.2 液相色谱及其联用技术
相对于GC , 液相色谱适应的范围更广, 可分析高沸点、热不稳定、非挥发性化合物, 与质谱联用(HPLC - MS) 对痕量残留农药分析可一次进样完成定性定量目的。由于样品从HPLC 出来不被破坏, 使得HPLC 和可以联用其它先进的结构鉴定技术, 如HPLC - NMR (高效液相色谱- 核磁共振) 、HPLC - NMR - MS。后者检测灵敏度可以达到ng级, 可以测定未知化合物的准确结构。
3.3 其他色谱及联用技术
为了使一些较为复杂的样品得到有效的分离测定, 以连续色谱分离测定的GC - GC (多维气相色谱) 、HPLC - GC (液相色谱- 气相色谱) 、GPC -HPLC (凝胶渗透色谱- 液相色谱) 等技术得到了逐步的应用。双柱双检测器气相色谱在蔬菜水果农药多残留快速扫描(MRMS) 中以1～1.5h 就可确定农产品中是否含有禁限用农药成分和残留农药的残留量。
4 前处理技术
农药残留分析工作中大部分的时间都花在前处理上, 如何解决前处理技术瓶颈是农残分析工作者不可回避的问题。近年来, 固相萃取( SPE) 、固相微萃取(SPME) 、超临界流体萃取( SFE) 、微波萃取(MAE) 、快速溶剂萃取(ASE) 、凝胶渗透色谱( GPC) 等前处理技术不同程度地出现了自动化仪器装置。比较成熟的SPE、SPME、GPC 技术已经有商品化的色谱联用仪器上市, 如SPE -GC - MS、SPE - HPLC、SFE - HPLC 等, 大大加快了农药残留检测的速度。
5 应用和发展趋势
随着食品**行动计划推广和农产品市场准入的不断加强, 农产品农药残留监控将备受关注。以农药残毒快速检测为初筛和色谱法定性定量检测的两步分析检测模式, 将成为农产品质量**检测实验室首先应考虑的问题。农产品农药多残留监控分析技术的发展趋势应体现以下一些特点: 现场检测得到重视, 速测法和色谱法两步检测模式成为监控主要手段; 检测方法、仪器设备的选择体现快速、灵敏、高效特点; 气相色谱、液相色谱检测技术更加成熟; 前处理和检测设备联用一体化进程加快;监控范围越来越宽, 多残留技术得到长足发展。