農業產業化的發展使農產品的生產越來越依賴于農藥、抗生素和激素等外源物質。我國農藥在農產品的用量居高不下，而這些物質的不合理使用必將導致農產品中的農藥殘留超標，影響消費者食用安全，嚴重時會造成消費者致病、發育不正常，甚至直接導致中毒死亡。農藥殘留超標也會影響農產品的貿易，世界各國對農藥殘留問題高度重視，對各種農副產品中農藥殘留都規定了越來越嚴格的限量標準，使中國農產品出口面臨嚴峻的挑戰。
目前農藥殘留快速檢測方法種類繁多，究其原理來說主要分為兩大類：生化測定法和色譜檢測法。其中生化測定法中的酶抑制率法由于具有快速、靈敏、操作簡便、成本低廉等特點，被列為國家推薦標準方法（GB/T 5009.199-2003），已成為對果蔬中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留進行現場快速定性初篩檢測的主流技術之一，得到了越來越廣泛的應用。
農藥殘留
危害
主要成分
有機磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯是目前市場上最主要的3 類殺蟲劑, 特別是有機磷類殺蟲劑仍在生產上起主導作用, 更是菜農首選使用的一類殺蟲劑。針對有機磷和氨基甲酸酯類農藥, 科學工作者在農藥殘留快速檢測技術方面做了大量的研究,并取得了較大的進步。
農殘檢測必要性
隨著農業產業化的發展，農產品的生產越來越依賴于農藥、抗生素和激素等外源物質。我國農藥在糧食、蔬菜、水果、茶葉上的用量居高不下，而這些物質的不合理使用必將導致農產品中的農藥殘留超標，影響消費者食用安全，嚴重時會造成消費者致病、發育不正常，甚至直接導致中毒死亡。農藥殘留超標也會影響農產品的貿易。
檢測前處理程序
食品中的農藥殘留分析是在復雜的基質中對目標化合物進行鑒別和定量。農藥殘留的一般分析過程為提取- 凈化- 檢測 [1] 。經典的農藥殘留分析步驟通常是:水溶性溶劑提取- 非水溶性溶劑再分配- 固相吸附柱凈化- 氣相或液相色譜檢測 [2] 。其中提取和凈化是前處理部分,樣品前處理不僅要求盡可能完全提取其中的待測組分,還要盡可能除去與目標物同時存在的雜質,避免對色譜柱和檢測器等的污染,減少對檢測結果的干擾,提高檢測的靈敏度和準確性。因此提取、凈化是農藥殘留分析過程中一個十分重要的前處理步驟,其好壞直接影響到分析結果的正確性和可靠性。
經典的提取、凈化方法主要有:振蕩浸取、組織搗碎、超聲波提取、索氏提取、液- 液分配、柱層析、共沸蒸餾等技術。隨著科技的進步,樣品前處理技術向著省時、省力、廉價、節省溶劑、減少對環境的污染、微型化和自動化方向發展。目前,已報道或已取得廣泛應用的前處理新技術包括:固相萃取、膜輔助萃取、加速溶劑萃取、微波輔助萃取、固相微萃取、液相微萃取、凝膠滲透色譜、超臨界流體萃取、基質固相分散萃取、分子印跡合成受體、超臨界水萃取、吹掃蒸餾技術、分散固相萃取等。 [3]
農藥殘留檢測技術
農藥殘留量檢測是微量或痕量分析,必須采用高靈敏度的檢測技術才能實現。自20世紀50年代,各國科學家就開始研究農藥殘留的檢測方法。常規檢測的分析方法有光譜法、酶抑制法和色譜法。 [3]
光譜法
光譜法是根據有機磷農藥中的某些官能團或水解、還原產物與特殊的顯色劑在特定的環境下發生氧化、磺酸化、絡合等化學反應,產生特定波長的顏色反應來進行定性或定量測定。檢出限在微克級。它可直接檢測固體、液體及氣體樣品,對樣品前處理要求低、環境污染小,分析速度快。但是,光譜法只能檢測一種或具有相同基團的一類有機磷農藥,靈敏度不高,一般只能作為定性方法。 [3]
酶抑制法
酶抑制法是根據有機磷和氨基甲酸酯類農藥能抑制昆蟲中樞和周圍神經系統中乙酰膽堿的活性,造成神經傳導介質乙酰膽堿的積累,影響正常神經傳導,使昆蟲中毒致死這一昆蟲毒理學原理進行檢測的。根據這一原理,通過將特異性抑制膽堿酯酶(ChE)與樣品提取液反應,若ChE受到抑制,就表明樣品提取液中含有有機磷或氨基甲酸酯農藥。
色譜法
色譜法是農藥殘留分析的常用方法之一,它根據分析物質在固定相和流動相之間的分配系數的不同達到分離目的,并將分析物質的濃度轉換成易被測量的電信號(電壓、電流等) ,然后送到記錄儀記錄下來的方法。主要有薄層色譜法、氣相色譜法和高效液相色譜法。 [3]
薄層色譜法
薄層色譜法( Thin Layer Chromatogra2phy, TLC)是一種較成熟的、應用也較廣的微量快速檢測方法, 20世紀60年代色譜技術的發展,使薄層色譜法在農藥殘留分析中得到廣泛應用。薄層色譜法實質上是以固態吸附劑(如硅膠、氧化鋁等)為擔體,水為固定相溶劑,流動相一般為有機溶劑組合而成的分配型層析分離分析方法。
氣相色譜法
氣相色譜法(GC)是在柱層析基礎上發展起來的一種新型儀器方法,是色譜發展中最為成熟的技術。它以惰性氣體為流動相,利用經提取、純化、濃縮后的有機磷農藥(Ops)注入氣相色譜柱,升溫氣化后,不同的Ops在固定相中分離,經不同的檢測器檢測掃描繪出氣相色譜圖,通過保留時間來定性,通過峰或峰面積與標準曲線對照來定量,具有即定性又定量、準確、靈敏度高,并且一次可以測定多種成分的柱色譜分離技術 [4] 。
氣相色譜- 質譜聯用技術
氣相色譜- 質譜聯用(Gas chromatography2mass spectrum, GC2MS)技術是農藥殘留研究強有力的工具。氣相色譜- 質譜聯用是將氣相色譜儀和質譜儀串聯起來作為一個整體的檢測技術。樣本中的殘留農藥通過氣相色譜分離后,對它們進行質譜的從低質量數到高質量數的全譜掃描。根據特征離子的質荷比和質量色譜圖的保留時間進行定性分析,根據峰高或峰面積進行定量,不但可將目標化合物與干擾雜質分開,而且可區分色譜柱無法分離或無法完全分離的樣品。
高效液相色譜法
高效液相色譜法(High2performance liquid chromatogra2phy, HPLC)是以液體為流動相,利用被分離組分在固定相和流動相之間分配系數的差異實現分離,是在液相色譜柱層析的基礎上,引入氣相色譜理論并加以改進而發展起來的色譜分析方法。 [3]
液相色譜- 質譜聯用
液相色譜- 質譜聯用(LiquidChromatography2Mass Spectrum,LC2MS)是利用內噴射式和粒子流式接口技術將液相色譜和質譜聯接起來的方法。LC在分離方面非常有效,而MS允許分析物在痕量水平上進行確認和確證。C2MS對簡單樣品具有幾乎通用的多殘留分析能力,檢測靈敏度高,選擇性好,定性定量可同時進行,結果可靠。主要用于分析熱不穩定、分子量較大、難于用氣相色譜分析的樣品,是農藥殘留分析中很有力的一種方法。 [3]
快速檢測技術
但是傳統的GC/MS等農殘分析技術檢測成本高、時間長，這就給食品安全監管部門對農產品產前、產中、產后的監督工作帶來了許多不便，因此也催生出大量的快速農藥殘留的檢測技術，常見的有化學速測法、免疫分析法、酶抑制法和活體檢測法等。
化學速測法，主要根據氧化還原反應，水解產物與檢測液作用變色，用于有機磷農藥的快速檢測，但是靈敏度低，使用局限性，且易受還原性物質干擾。
免疫分析法，主要有放射免疫分析和酶免疫分析，最常用的是酶聯免疫分析（ELISA），基于抗原和抗體的特異性識別和結合反應，對于小分子量農藥需要制備人工抗原，才能進行免疫分析。
酶抑制法，是研究最成熟、應用最廣泛的快速農殘檢測技術，主要根據有機磷和氨基甲酸酯類農藥對乙酰膽堿酶的特異性抑制反應。
活體檢測法，主要利用活體生物對農藥殘留的敏感反應，例如給家蠅喂食樣品，觀察死亡率來判定農殘量。該方法操作簡單，但定性粗糙、準確度低，對農藥的適用范圍窄。