胶体金快速检测技术在豇豆农药残留分析中的应用现状、问题及对策研究

摘 要：豇豆在我国20多个省份均有种植，口感脆嫩，深受消费者喜爱。但在种植生长过程中病虫害较多，其农药残留问题备受关注。本文系统分析胶体金快速检测技术在豇豆农药残留分析中的应用现状，深入探讨该技术在检测灵敏度不足、结果稳定性差等方面存在的问题。针对这些问题，提出开发新型纳米材料、优化样品前处理技术等改进对策，以期为提升豇豆农药残留监管水平提供理论参考。

关键词：豇豆；农药残留；胶体金快速检测技术；改进对策

Application Status， Problems and Countermeasures of Colloidal Gold Rapid Detection Technology in Pesticide Residue Analysis of Cowpea

SONG Xinyi， XIE Wanru， YUAN Dian

（Mianxian Agricultural Product Quality and Safety Monitoring and Inspection Center， Hanzhong 724200， China）

Abstract： Cowpeas are grown in more than 20 provinces in China， with a crisp and tender taste and are loved by consumers. However， in the process of planting and growing， there are many diseases and pests， and the problem of pesticide residue is concerned. In this paper， the application of colloidal gold rapid detection technology in pesticide residue analysis of cowpea was systematically analyzed， and the problems of insufficient sensitivity and poor stability of results were deeply discussed. In view of these problems， the development of new nanomaterials， optimization of sample pretreatment technology and other improvement measures were proposed， in order to provide theoretical reference for improving the level of pesticide residue supervision in cowpea.

Keywords： cowpea; pesticide residues; colloidal gold rapid detection technology; improvement strategies

随着人们生活水平的提高，食品安全问题日益受到社会各界的广泛关注。豇豆作为我国主要蔬菜品种之一，其农药残留问题直接关系到消费者健康和产业的可持续发展。胶体金快速检测技术具有操作简便、检测快速快等优点，在农产品质量安全监管领域发挥着重要的作用。然而，该技术在实际应用中仍面临诸多挑战，急需深入研究并提出有效的改进措施，以满足日益严格的农产品安全监管要求。

1 胶体金快速检测技术在豇豆农药残留分析中的应用现状

胶体金快速检测技术在我国豇豆、韭菜、芹菜等农产品质量安全监管领域得到了广泛应用和推广。胶体金快速检测技术基于抗原抗体反应原理，通过特异性结合反应检测样品中的目标物质，主要包括样品制备、称量、提取和检测等操作步骤。2021年5月，我国开展食用农产品“治违禁 控药残 促提升”三年行动，对农药残留问题突出的重点品种进行治理。豇豆作为“三棵菜”中农药残留治理对象，各地农业农村部门积极推广胶体金快速检测技术，从政策支持角度，各级政府高度重视并提供资金支持。近年来，勉县农业农村局调剂25万元用于开展以豇豆为重点的农药残留专项治理。在技术培训方面，各地通过举办培训班、现场指导等形式，帮助技术人员掌握检测技能。以汉中市为例，采取理论讲解与实验操作相结合的方式，对豇豆经常检出农药清单中的禁限用农药进行胶体金快检演示，从取样、制样等方面进行详细讲解。目前，胶体金快速检测技术已经形成了一套完整的工作机制，建立了县、镇、村三级农产品质量安全网格化管理体系，对豇豆种植户进行建档立卡，并开展定期巡查和检测工作，有效保障了豇豆产品的质量安全。

2 胶体金快速检测技术在豇豆农药残留分析中存在的问题

2.1 检测灵敏度不足

胶体金快速检测技术在豇豆农药残留检测灵敏度方面面临着严重的技术瓶颈，主要体现在以下两个方面。①胶体金快速检测作为一种定性和半定量检测方法，其检测灵敏度远低于气相色谱-质谱联用等标准分析方法。以豇豆中常见的有机磷类农药残留检测为例，气相色谱-质谱联用方法的检出限通常在0.01 mg·kg-1，而胶体金快速检测的检出限普遍在0.1 mg·kg-1以上，这一差距导致部分低含量但已超过国家标准规定最大残留限量的样品无法被准确检出，严重影响监管工作的有效性[1]。②检测体系的信号响应能力不足，这主要表现在胶体金标记物与目标农药分子的结合能力较弱。例如，在豇豆禁用农药水胺硫磷的检测工作中，当样品中水胺硫磷含量低于0.5 mg·kg-1时，检测试纸条的显色带往往呈现出模糊的色带，难以准确判断是否超标，直接影响检测结果的准确性和可靠性[1]。

2.2 检测结果稳定性差

胶体金快速检测技术在豇豆中农药残留检测结果的稳定性方面主要存在以下两个问题。①样品基质干扰问题突出。豇豆中含有大量的植物性成分，如色素、多酚类物质和蛋白质等，这些物质会干扰胶体金与目标农药分子的特异性结合，导致检测结果出现假阳性或假阴性。具体表现为同一批次样品在多次重复检测中出现结果不一致的情况，影响检测数据的可靠性。②检测结果的重现性较差，这主要是由于检测试纸条的制备工艺和储存条件不够稳定所致。例如，在盐亭县农业农村局开展的胶体金速测豇豆中农药残留的工作中，使用同一批次的检测试纸条对阿维菌素进行检测时，发现不同检测人员得到的结果存在明显差异，有的试纸条显色不均匀，有的则出现背景干扰严重的问题。检测结果的不稳定性严重影响了检测工作的质量，也增加了监管工作的难度[2]。

2.3 检测范围存在局限性

胶体金快速检测技术在豇豆中农药残留检测范围方面存在明显局限性，主要体现在以下两个方面。①当前胶体金快速检测技术无法实现多种农药残留的同时检测，每次检测只能针对单一种类的农药进行分析。现有的检测试纸条往往只能检测1种或少数几种特定农药，而豇豆生产过程中可能使用多种不同类型的农药，这种单一检测的局限性导致检测效率低下，增加了检测成本和时间[3]。②检测试剂的适用性受限，目前的胶体金快速检测技术主要针对常见农药品种开发，对新型农药或者特殊类别农药的检测能力不足。现有的胶体金检测试纸条能检测水胺硫磷等传统农药，而对于一些新型农药则缺乏相应的快速检测手段，严重影响了农药残留监管工作的全面性和有效性[4]。

2.4 应用成本过高

胶体金快速检测技术在豇豆农药残留分析中的应用成本方面存在较大难题，主要体现在以下两个方面。①检测设备和试剂成本较高，一台标准的胶体金快速检测设备价格通常在数万元以上，而每次检测所需的专用试纸条成本也较高，单次检测的试剂成本在50～100元，这种高额的设备和耗材投入对基层农产品质量监管部门造成了较大的经济压力[5]。②人力资源投入成本大，由于胶体金快速检测技术要求操作人员具备专业技能，需要投入大量资金用于人员培训。例如，在汉中市开展的胶体金快速检测豇豆中农药残留技能提升培训中，不仅需要聘请专业教师进行理论讲解和实验操作示范，还需要为每位参训人员配备完整的实验用品。这种持续的人力资源投入增加了检测工作的总体成本，影响了该技术在基层监管工作中的推广应用。

3 改进对策

3.1 提升检测灵敏度

针对胶体金快速检测技术在豇豆农药残留分析中灵敏度不足的问题，建议采取以下改进措施。①开发和应用新型纳米材料增强检测灵敏度，可以通过引入石墨烯、量子点等新型纳米材料作为信号放大元件，利用其优异的光学性质和电子传递性能，显著提升检测系统的信号响应强度。同时，可以采用表面等离子体共振增强技术，通过优化胶体金纳米粒子的形貌和尺寸，提高其对目标农药分子的识别能力，实现检测灵敏度的数量级提升。②优化检测体系的识别元件设计，通过分子模拟和计算化学方法，对抗原抗体结构进行理性设计和改造，提高识别元件与目标农药分子的亲和力；采用双抗体夹心法检测策略，通过在检测系统中引入第二种特异性抗体，形成多重识别位点，显著增强检测信号的稳定性和可靠性，有效降低检测下限，使其更接近标准分析方法的检测水平，从而满足实际监管工作的需求。

3.2 增强结果稳定性

针对胶体金快速检测技术在豇豆农药残留分析中结果稳定性差的问题，建议采取以下改进措施。①开发专门的样品前处理技术，可以采用选择性吸附材料如分子印迹聚合物或多孔有机骨架材料对样品中的干扰物质进行定向去除，设计特异性的样品提取缓冲液体系，通过优化pH值、离子强度和表面活性剂组成，有效抑制基质中色素、多酚等干扰物质的共提取，显著提高检测体系的抗干扰能力和结果重现性。②改进检测试纸条的制备工艺和质量控制体系，建议通过自动化喷膜系统实现抗体和胶体金的精确定量涂布，采用真空冷冻干燥技术提高试纸条的储存稳定性，并建立完整的质量控制体系。开发配套的标准品和质控样品，通过规范的验证程序确保检测结果的可靠性，为豇豆农药残留监管工作提供更加稳定和可靠的技术支持。

3.3 拓展检测应用范围

针对胶体金快速检测技术在豇豆农药残留分析中检测范围存在局限性的问题，建议采取以下改进措施。①开发多残留同时检测技术平台，通过设计多通道检测卡，在同一检测条上集成多个检测单元，每个单元针对不同类别的农药，采用不同的识别元件和标记物，以实现多种农药的一次性快速筛查。利用微流控技术和生物传感器技术，构建智能化的检测平台，以提高检测通量。②加强新型识别元件的研发和应用，针对新型农药和特殊类别农药，建议通过噬菌体展示技术或核酸适配体筛选技术，开发具有高特异性和高亲和力的新型识别分子，以扩展检测范围。采用广谱性抗体或多克隆抗体技术，开发能够同时识别多种结构类似农药的检测试剂，并通过理性设计和分子改造，提高识别元件的适用性。

3.4 降低技术应用成本

针对胶体金快速检测技术在豇豆农药残留分析中应用成本过高的问题，建议采取以下改进措施。①优化检测设备和试剂的生产工艺，通过改进胶体金纳米粒子的制备方法，采用连续流动反应器等自动化设备实现规模化生产，降低原材料消耗和人工成本；开发模块化、便携式的检测设备，通过标准化设计和批量化生产降低制造成本，并通过优化试纸条的制备工艺，提高生产效率。②建立区域性检测技术服务平台，通过整合多个监管部门的检测需求，集中采购检测设备和试剂，发挥规模效应，降低采购成本；建立标准化的检测操作规程和远程技术支持系统，通过网络课程和在线指导等形式开展人员培训，降低培训成本。推行检测设备共享机制，通过统筹调配实现设备的高效利用，并建立专业的技术服务团队，为多个监管部门提供技术支持，提高检测工作的经济效益。

4 结语

农药残留胶体金快速检测技术在豇豆质量安全监管中发挥着重要作用，但在检测灵敏度、结果稳定性、检测范围和应用成本等方面仍存在诸多问题。通过开发新型纳米材料、优化样品前处理技术、构建多残留同时检测平台以及建立区域性检测服务体系等措施，可有效提升检测技术的性能指标，降低应用成本。

参考文献

[1]卢燕平.应用胶体金免疫层析法快速检测甜椒中5种农药残留[J].福建热作科技，2024，49（2）：6-8.

[2]潘喜芳，黄全书，施显超，等.胶体金免疫层析法在豇豆农药残留检测中的应用[J].现代食品，2023（4）：

31-33.

[3]王冬梅.永安市豇豆产业发展存在问题与对策[J].基层农技推广，2024，12（2）：132-134.

[4]张继梅，冯文霞，白新明，等.胶体金免疫层析法在韭菜农药残留检测中的应用研究[J].寒旱农业科学，2024，3（5）：476-481.

[5]丁宁，刘鹏琰，卞军，等.基层对草莓个性化胶体金快检监管服务探讨[J].农业技术与装备，2023（9）：109-111.

作者简介：宋昕怡（1995—），女，陕西勉县人，本科，助理工程师。研究方向：农产品质量安全监管、农产品检测。