食品检验检测中的残留农药快速检测方法研究

摘 要：食品安全问题一直是社会关注的焦点，其中残留农药的检测尤为重要。传统的残留农药检测方法存在耗时长、操作复杂等缺点，难以满足食品安全监管的需求。本文综述食品检验检测中残留农药快速检测方法的研究进展，重点介绍基于免疫分析技术、光学检测技术和色谱-质谱技术的快速检测方法。

关键词：食品安全；残留农药；快速检测

Research on Rapid Detection Methods for Residual Pesticides in Food Inspection and Testing

XIA Xiaoli， YANG Xiaomin， KONG Li

（Rizhao Quality Inspection and Testing Research Institute， Rizhao 276800， China）

Abstract： Food safety issues have always been a focus of social concern， among which the detection of residual pesticides is particularly important. The traditional residual pesticide detection methods have drawbacks such as long time consumption and complex operation， which are difficult to meet the needs of food safety supervision. This article reviews the research progress of rapid detection methods for residual pesticides in food inspection and detection， with a focus on rapid detection methods based on immunoassay technology， optical detection technology， and chromatography-mass spectrometry technology.

Keywords： food safety; residual pesticides; rapid detection

随着农业生产的不断发展，农药在提高农作物产量、改善农产品品质方面发挥着重要作用。为保障食品安全，有效监控农药残留水平，开展残留农药检测工作十分必要。近年来，快速检测方法受到广泛关注，其具有检测速度快、操作简便、仪器设备相对简单等优点，为残留农药检测提供了新的思路和手段。本文对残留农药快速检测方法的研究进展进行综述，以期为相关工作者提供参考。

1 快速检测方法概述

1.1 快速检测的概念

快速检测是相对于传统检测方法而言的，指通过简化样品前处理、缩短检测时间、降低检测成本等措施，在保证检测结果可靠的前提下，实现对目标物的快速分析和测定。与传统检测方法相比，快速检测方法具有检测速度快、操作简便、仪器设备简单等优点[1]。

1.2 与传统检测方法的区别

与传统检测方法相比，快速检测方法在样品前处理、检测原理、仪器设备等方面存在明显差异。传统方法通常需要复杂的样品前处理过程，如提取、净化、浓缩等，而快速检测方法多采用简化的前处理方式，如稀释、过滤等。传统方法主要基于物质的理化性质进行分离分析，而快速检测方法则利用物质的特异性识别、光学信号传导等原理实现快速检测。此外，快速检测所需的仪器设备通常较为简单，便于操作和维护。

1.3 基于不同原理的快速检测技术

根据检测原理快速检测技术可分为多种类型，包括免疫分析技术、光学检测技术、色谱-质谱技术等[2]。免疫分析技术利用抗原抗体的特异性结合反应实现目标物的快速检测，代表性技术有酶联免疫吸附测定法和免疫层析技术。光学检测技术通过光学信号的变化反映目标物是否存在及其含量，常见的有表面等离子体共振技术和光纤传感技术。色谱-质谱技术通过优化色谱分离条件和质谱检测参数，实现残留农药的快速分离和检测，如气相色谱-质谱联用技术和超高效液相色谱-质谱联用技术。

2 基于免疫分析技术的快速检测方法

2.1 酶联免疫吸附测定法

酶联免疫吸附测定法是一种利用酶标记抗体或抗原，通过抗原抗体的特异性结合反应，并结合酶促反应产生的可检测信号，实现目标物定量分析的免疫分析技术。该方法具有灵敏度高、特异性强、可实现快速分析等优点，已成为残留农药检测领域的重要工具。

酶联免疫吸附测定法根据反应原理和操作流程的不同，可分为直接竞争法、间接竞争法和双抗体夹心法等不同类型[3]。直接竞争法是将酶标记的抗原与样品中的目标物同时加入包被抗体的微孔板中，二者竞争性结合抗体，结合量越少，酶促反应产生的信号越强，样品中目标物含量越高。间接竞争法是将抗原包被在微孔板上，样品中的目标物与酶标记的抗体进行竞争结合，结合量越多，酶促反应产生的信号越弱，样品中目标物含量越高。双抗体夹心法是将捕获抗体包被在微孔板上，样品中的目标物与酶标记的检测抗体形成“抗体-抗原-酶标记抗体”的夹心复合物，酶促反应产生的信号与样品中目标物含量成正比。

2.2 免疫层析技术

免疫层析技术是通过抗原抗体在层析介质上的特异性反应实现对目标物的定性或半定量分析。免疫层析技术的核心是将特异性抗体固定在层析介质上，形成检测线和对照线。当样品中含有目标物时，目标物会与标记的信号报告分子的特异性抗体结合，形成免疫复合物。该复合物随着样品液的运移，被检测线上固定的抗体捕获，形成可见的检测线，表明样品中存在目标物；而未结合的标记抗体会被对照线上的抗体捕获，形成对照线，表明试纸条正常工作。通过观察检测线和对照线的颜色深浅，可以判断样品中是否含有目标物及其含量的高低。免疫层析试纸条具有设计巧妙、制备简单、检测快速等特点，已成为残留农药现场快速检测的重要工具。试纸条的关键在于选择高亲和力、高特异性的抗体，合理设计层析介质和样品垫，优化包被条件和信号放大系统，从而实现高灵敏度、低检出限的快速分析[4]。

3 基于光学检测技术的快速检测方法

3.1 表面等离子体共振技术

表面等离子体共振技术是一种基于金属表面等离子体共振效应的高灵敏、无标记、实时检测技术。表面等离子体共振技术利用金属薄膜表面激发的表面等离子体波与入射光发生共振，形成表面等离子体共振信号。当待测物与金属表面固定的识别分子（如抗体、核酸适配体等）结合时，会引起表面折射率的变化，进而导致表面等离子体共振信号发生变化。通过检测表面等离子体共振信号的变化，可实现对目标物的快速、灵敏检测。表面等离子体共振技术具有灵敏度高、无须标记、可实现实时动态监测等优点，在残留农药检测领域具有广阔的应用前景。通过合理设计表面等离子体共振传感器，优化金属薄膜的制备工艺，选择高亲和力、高特异性的识别分子，可建立高灵敏度、高选择性的表面等离子体共振农药残留检测方法。表面等离子体共振技术可实现农药残留的快速、在线连续监测，大幅缩短检测时间，提高检测效率。通过优化金属薄膜的材料选择、厚度控制、表面修饰等，可提高传感器的灵敏度和稳定性。选择与目标农药高亲和力、高特异性的识别分子（如单克隆抗体、核酸适配体等），可显著提高检测的选择性和特异性。

3.2 光纤传感技术

光纤传感技术是一种利用光纤传导特性，将识别元件固定在光纤表面，通过检测识别元件与目标物结合引起的光信号变化，实现目标物快速、在线检测的新型传感技术[5]。光纤传感技术的核心是光纤传感器的设计和制备。通过在光纤表面修饰敏感材料（如量子点、分子印迹聚合物和有机配体等），构建特异性识别层，实现对目标农药的选择性识别和富集。当农药分子与识别层结合时，会引起光纤传导特性的改变，如折射率、吸收系数、荧光强度等发生变化，通过检测这些光信号的变化，可实现对农药残留的快速、灵敏检测。光纤传感器的性能主要取决于敏感材料的选择和制备工艺。量子点具有尺寸小、比表面积大、光学性质优异等特点，可用于构建高灵敏度的光纤传感器。通过表面修饰，引入特异性识别基团，可显著提高量子点光纤传感器的选择性。分子印迹聚合物具有预定义的识别位点，对目标分子具有高亲和力和特异性，可用于制备高选择性的光纤传感器。光纤传感技术在农药残留检测中的应用不断深入，各类农药如有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等都有相应的光纤传感检测方法。研究人员通过合理设计光纤传感器，优化敏感材料的制备工艺，建立了高灵敏度、高选择性的光纤农药残留检测方法。光纤传感器体积小、便于集成，可实现农药残留的在线连续监测，大大提高了检测效率。

4 基于色谱-质谱技术的快速检测方法

4.1 气相色谱-质谱联用技术

气相色谱-质谱联用的关键在于色谱柱的选择和进样技术的改进。采用短柱、小内径柱、高载气流速等策略，可大幅缩短色谱分离时间，实现残留农药的快速分离。同时，使用高速进样技术，如大体积进样、快速加热进样等，可显著提高进样量和进样速度，进一步缩短分析时间。采用选择离子检测模式，可显著提高检测灵敏度和选择性。通过优化离子源温度、电子能量、碰撞能量等参数，可最大限度地提高目标分析物的离子化效率和碎片离子丰度，实现痕量农药残留的灵敏检测[6]。研究人员通过系统优化气相色谱-质谱检测条件，建立了多种农药残留的快速检测方法。这些方法具有分析速度快、灵敏度高、重现性好等特点，可在数分钟内实现数十种至数百种农药残留的同时检测，大大提高了检测效率。气相色谱-质谱联用技术的样品前处理也在不断改进，采用QuEChERS、固相微萃取等快速前处理技术，可显著缩短样品制备时间，进一步提高检测速度。

4.2 超高效液相色谱-质谱联用技术

超高效液相色谱-质谱联用技术是残留农药检测领域的另一项重要技术。与高效液相色谱相比，超高效液相色谱采用短柱、小粒径填料（通常小于2 μm），可在更高的压力下实现快速、高效的色谱分离。与串联质谱联用，超高效液相色谱-质谱可实现残留农药的高灵敏度、高选择性检测，是多残留农药同时分析的理想技术。

超高效液相色谱-质谱联用技术的关键在于色谱分离和质谱检测条件的优化。在色谱分离方面，采用短柱、小粒径填料，可显著缩短分析时间，提高色谱分离效率。优化流动相组成、梯度洗脱条件等，可实现多种农药残留的快速分离。在质谱检测方面，采用电喷雾电离、大气压化学电离等软电离技术，可获得目标分析物的准分子离子峰，提高检测的灵敏度和选择性。优化质谱参数，如离子源温度、碰撞能量、多反应监测条件等，可最大限度地提高检测性能。

超高效液相色谱-质谱联用技术在残留农药检测中的应用优势明显。与气相色谱-质谱相比，超高效液相色谱-质谱联用技术适用于更多种类的农药的检测，特别是极性较强、热稳定性差的农药。采用超高效液相色谱-质谱联用技术可实现数百种农药残留的同时分析，大大提高了检测通量。优化样品前处理方法，如QuEChERS、固相萃取等，可进一步缩短分析时间，提高检测速度。超高效液相色谱-质谱联用技术的定量检测通常采用基质匹配标准曲线法，可有效减少基质效应的干扰，提高定量分析的准确性。

5 结语

随着科学技术的进步，残留农药快速检测方法不断涌现，极大地提高了检测效率，为食品安全监管提供了有力保障。免疫分析技术、光学检测技术、色谱-质谱技术等为残留农药快速检测开辟了新的途径，使得现场快速筛查、实验室精确检测等成为可能。今后，相关人员要继续加强残留农药快速检测方法的研究，不断提高检测的灵敏度、准确性和适用性，为守护人们“舌尖上的安全”贡献力量。

参考文献

[1]唐淑军，梁幸，周春梅，等.基于气相色谱-串联质谱法的混样检测快速定量筛查蔬菜农药残留及关键控制技术研究[J].农产品质量与安全，2024（2）：69-74.

[2]吕建聪.农产品质量检测中的农药残留快速检测技术研究[J].河北农机，2024（6）：108-110.

[3]孙召伟，赵小中，胡波，等.一步式农药残留快速检测集成卡制备及应用[J].农业工程，2024，14（2）：109-113.

[4]马斌.食品检验检测中的残留农药快速检测方法研究[J].现代食品，2024，30（2）：126-128.

[5]吴正浩，郝振霞，陈红平，等.荧光方法在酶抑制农药残留快速检测中的研究进展[J].食品安全质量检测学报，2024，15（1）：29-40.

[6]白佩玲.食品检验检测机构农药残留检测能力验证及注意事项探讨[J].现代食品，2023，29（7）：81-83.