多通道農藥殘留快速檢測儀

1 前言

隨著人們生活水平的提高，人們的視線已從“吃得飽”轉移到“吃的安全、吃的放心”，對食品安全注重的程度日益提高。其中食品中農藥殘留也日益成為人們關注的焦點。為了保護消費者的身體健康，我國農藥殘留強制性標準GB2763-2005《食品中農藥最大殘留限量》對農藥殘留也做出了明確的規定。農藥是現代農業生產中必不可少的生產資料，對預防病蟲害、保障農作物高產、穩產等起到重要的作用。但農藥也是一把雙刃劍，在為社會創造價值的同時，也對社會造成了一定的危害。過量農藥的噴灑以及蔬菜、瓜果未在安全間隔期內施藥或未度過安全期的采摘，都會造成農藥在蔬菜、瓜果等食品中的大量殘留。長期食用此類食物會造成農藥在人體內的積蓄進而引起中毒。與此同時，大量農藥的噴灑也造成環境的污染、破壞生態平衡。

我國作為農業大國，同時也是生產和消費農藥的大國。我國農藥的年總產量已經超過30萬噸，位于世界前列。根據農藥的結構，可將農藥分為：有機氯、有機磷、氨基甲酸酯、三嗪除草劑類等農藥。其中有機磷和氨基甲酸酯類農藥是我國目前使用量最大的農藥，占整個農藥使用量的70%，且多噴灑在蔬菜、瓜果的表面，很容易被人們攝入。高含量的有機磷農藥可導致急性中毒事件，低濃度農藥長期攝入也會引起神經傳導阻礙、神經麻痹乃至死亡。目前，國家推薦的檢測方法為氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜-質譜法、液相色譜-質譜法等。上述方法所采用的儀器均為高精端儀器，購置和維護成本較高，需專門的技術人員進行操作。對于地域遼闊、農作物品種豐富的中國，采用上述儀器對農藥殘留進行檢測顯得力不從心。而一些小型儀器更受到實驗室人員的青睞，如：測土儀或者土壤養分測定儀。測土儀是測定土壤中氮、磷的含量，由此可推斷出施肥量的多少。因此，根據農藥殘留快速檢測技術而建立農藥殘留快速檢測儀檢測果蔬食品中農藥殘留，是保障提高市場準入制度的有力武器。

2 農藥殘留快速檢測儀的原理、特點及分類

2.1 農藥殘留快速檢測方法—酶抑制率法

酶抑制率法是利用有機磷和氨基甲酸酯類農藥的毒理特性而建立的一種生物技術。有機磷和氨基甲酸酯類農藥可特異性的抑制昆蟲中的乙酰膽堿酯酶，從而引起昆蟲中神經遞質乙酰膽堿的積累，造成昆蟲神經功能的紊亂甚至引起死亡。根據有機磷和氨基甲酸酯類農藥對乙酰膽堿酯酶的特異性反應（正是由于此特性，該法只能對有機磷和氨基甲酸酯類農藥進行測量），向農藥提取物中加入乙酰膽堿酯酶(AchE)、底物（硫代乙酰膽堿，ATCh）和顯色液（二硫代二硝基苯甲酸，DTNB），根據反應的動力學曲線即可判斷樣品中有機磷和氨基甲酸酯類農藥的殘留量。其反應式為：

從反應式可以看出，農藥殘留越多，乙酰膽堿酯酶被抑制程度越大，從而生成的黃色化合物越少，反之，生成的黃色化合物越多。在整個反應體系中酶的種類和質量是決定檢測靈敏度的關鍵因素。動物乙酰膽堿酯酶與有機磷和氨基甲酸酯類農藥的特異性反應最強，靈敏度高，干擾小，但國內無法大批量制備，只能從國外購買。動物的丁酰膽堿酯酶與植物來源的植物酯酶來源廣、價格便宜，但靈敏度低、易受干擾。

2.2 農藥殘留快速檢測儀特點

農藥殘毒快速檢測儀器旨在能夠現場、快速、準確、方便地檢測果蔬等食品中農藥殘留量，為果蔬食品的監管提供有力的技術手段，因此儀器本身應具有以下特點：

（1）測量準確，且具有較低檢出限；

（2）不受測量地點、環境的影響；

（3）不局限于實驗室內，應適用于野外作業或流動車工作；

（4）操作簡單，非專業人員也可操作；

（5）儀器結構應模塊化，甚至全固態化，使用時不受外界環境干擾，甚至達到“免維修”。

2.3 農藥殘留快速檢測儀的分類

目前，市場上農藥殘留的檢測儀器存在兩種叫法，其一農藥殘留快速檢測儀，其二農藥殘毒快速檢測儀。市售的用于農藥殘留檢測的快速檢測儀大多是基于酶抑制率法而建立。酶抑制率法從本質上說是評價農藥的毒性，即使農藥（如敵敵畏和甲胺磷）的濃度相同，對酶的抑制作用也不同，因此筆者更傾向于第二種叫法。農藥殘留快速檢測儀按通道類型分為：單通道和多通道；按儀器類型分為：陣列式和掃描式；從單色裝置分為：固態發光器件、濾光片和光柵式。農藥殘留快速檢測儀主要由光源系統、分光系統、培養顯色系統、檢測系統及與儀器配套的試劑盒等構成。以GDYN-308S農藥殘毒檢測儀為例，儀器由超高亮度硅光光源、培養顯色一體化比色池、集成光電傳感器、溫度傳感器、微處理器和打印機構成，該儀器屬多通道、陣列、固態發光器件式農藥殘留檢測儀。超高亮硅光二極管既作光源又做單色器，使用壽命可達10萬h。儀器采用模塊化設計，具有8個檢測通道，采用陣列式檢測方式。試劑盒中酶試劑為進口試劑且采用雙重保護技術，保證了測量的準確度和靈敏度。市場上還存在一種掃描、濾光片、光柵式農藥殘留檢測儀，主要由鎢燈、濾光片(或光柵)、檢測器等構成。與超高亮硅光二極管相比，鎢燈作為光源價格比較昂貴且使用壽命短，與此同時，還需增加分光系統。儀器來回搬動過程中很容易造成儀器光學系統的損壞。因此，該類型儀器與固態發光器件式檢測儀器相比，購置和維護成本較高，在現場或流動車中適用性較差。

3 農藥殘留檢測儀的分析步驟

以GDYN-308S農藥殘毒檢測儀為例，介紹農藥殘留檢測儀的分析步驟。

3.1 儀器

GDYN-308S農藥殘毒檢測儀、GDYQ-701S樣品提取儀、便攜式電子臺秤、其他配件（附在農藥殘毒檢測箱內）。

3.2 試劑

（1）農殘試劑1

將農殘試劑1固體試劑全部倒入500mL塑料方瓶中，然后加入500mL蒸餾水（或純凈水）使之溶解并搖勻（或用蒸餾水稀釋至500mL塑料方瓶標簽指示的刻度線處使之充分溶解搖勻）即可使用。

（2）農殘試劑2

將農殘試劑2真空玻璃瓶（溶質）尖端用小砂輪片劃一下并打開，將隨注射器所帶的長針頭安裝到1mL注射器上，用此1mL注射器將瓶內的溶液全部取出并注入標有農殘試劑2的塑料滴甁中，然后將農殘試劑

2塑料滴管尖端（溶劑）剪開，將塑料滴管中的溶液全部滴入標有農殘試劑2的塑料滴甁中。然后蓋緊滴瓶瓶蓋搖勻，備用（真空玻璃瓶與塑料滴管中溶液轉移前應將尖端處溶液用手指彈下再打開與剪開，轉移后應用混合液反復潤洗真空玻璃瓶與塑料滴管和注射器內壁2次）。

（3）農殘試劑3

將農殘試劑3塑料滴管剪開并將滴管中的固體試劑全部洗入到標有農殘試劑3的25mL塑料方瓶溶液中，蓋緊瓶蓋，搖動使之充分溶解混勻即可使用。

（4）農殘試劑4

將農殘試劑4塑料滴管剪開并將滴管中的固體試劑全部洗入到標有農殘試劑4的25mL塑料方瓶溶液中，蓋緊瓶蓋，搖動使之充分溶解混勻即可使用。

（5）有機磷及氨基甲酸酯類農藥標準品。

（6）去離子水或蒸餾水。

3.3 操作流程

農藥殘留快速檢測儀分析步驟主要包括農藥提取、培養、顯色、測量等，如圖1所示。

第1步：用隨機所帶的感量為0.01g電子臺秤稱取具有代表性樣品2.0g于樣品提取瓶中，加入提取試劑在GDYQ-701S樣品提取儀中超聲提取3min；

第2步：取提取后試劑，加入試劑2、試劑3，在GDYN-308S農藥殘毒檢測儀中培養10min；

第3步：加入試劑4 100μL，在GDYN-308S農藥殘毒檢測儀中顯色3min；

第4步：儀器根據自身記錄的酶催化動力學曲線，自動給出樣品中農藥殘留對乙酰膽堿酯酶的抑制率。

3.4 實驗結果

3.4.1 農藥殘留檢測儀與隨機試劑適配的靈敏度考察了各種農藥在不同抑制率條件下的檢出濃度，如表1所示。從表1可知，GDYN-308S農藥殘毒檢測儀對各種農藥的檢出限完全符合G B /T5009.199-2003蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留量的快速檢測—酶抑制率法（分光光度法）的技術指標。

3.4.2 農藥殘留快速檢測儀通道一致性考察了GDYN-308S農藥殘毒檢測儀甲胺磷標準品在不同抑制率條件下各通道的一致性，結果如表2所示。由表2可知，儀器各通道之間具有良好的一致性。

3.4.3 農藥殘留快速檢測儀的重復性以甲胺磷標準溶液為待測樣品，考察了其抑制率為60%時測量的重復性，計算11次的平均值為60.4%，相對標準偏差為1.3%。

3.4.4 實際樣品的檢測

對市售蔬菜進行抽樣檢測，并對檢出抑制率≥取樣（2.0g）提取（3min）培養（10min）顯色（3min）檢驗結果

試劑1 10.0mL

試劑2、試劑3取上清液1.00mL 各100μL 試劑4 100μL

GDYN-308S農藥殘毒檢測儀完成50%的30份樣品用氣相色譜法進行復檢。結果表明對于30份樣品，GDYN-308S農藥殘毒檢測儀的檢測結果與氣相色譜法檢測結果的符合率為86.6%。

4 農藥殘留檢測儀的應用

4.1 田間地頭

我國幅員遼闊，農副產品的種類較多，生產蔬菜的大型基地較少，還是以小農戶生產為主。農民對如何選擇農藥的品種、合理的施藥量、施藥次數、農藥的安全間隔期等問題不是很了解，往往容易造成農藥殘留量超過國家限量標準。在開展“質量和安全年”活動過程中，各省、市、地都積極地采購農藥殘留檢測儀，以確保蔬菜的質量安全。例如：山東省壽光市集中為農戶采購500多臺GDYN-308S農藥殘毒檢測儀，幫助種植大戶建立了蔬菜安全實驗室，確保蔬菜農藥殘留量不超標。此舉措受到了農民的一致好評，農民再也不擔心自己辛辛苦苦種植的蔬菜因農藥殘留超標而被退回，反而由于控制農藥殘留量蔬菜的價格大幅度提高，農民切身感覺得到了實惠。

4.2 農貿市場、超市等農貿市場、超市是蔬菜進入消費者的交易平臺，其采購和出售蔬菜的質量直接影響到消費者的身體健康。在提高市場準入制度的同時，農藥殘留快速檢測儀可以說為其實施提供了強有力的技術保障。目前，在各大超市、農貿市場都建立了自己的食品安全快速檢測小型實驗室，配備了農藥殘留快速檢測儀，有效地確保了蔬菜瓜果的質量安全。

4.3 執法部門

農藥殘留快速檢測儀由于操作簡單、檢測速度快、適用于現場等特點，廣泛的應用于工商局、技術監督局稽查大隊、衛生疾控等執法部門。農藥殘留快速檢測儀可以配置于食品安全檢測車，將實驗室轉移到現場，可以在各類農貿市場、專業批發市場、超市、副食品商場、酒店等場所流動檢測，真正實現了流通領域農藥殘留的動態監管。

5 總結

多通道農藥殘毒快速檢測儀器（以GDYN-308S農藥殘毒檢測儀為例）檢測靈敏度、準確度完全符合GB/T5009.199-2003中所規定的技術指標，各通道間具有良好的一致性和重復性。鑒于該儀器檢測速度快、操作方便、測量準確等特點，特別適用于一線監測人員在田間地頭、農貿市場、超市等場合的檢測。該技術突破了實驗室檢測的局限性，樣品無需運送，真正實現了現場快速檢測。