蔬菜安全检测中农残速测技术的运用分析

作者: 陈丛婧

摘 要:本文分析了蔬菜农残速测技术在食品安全检测中的应用现状。针对农残速测设备灵敏度不足、检测结果判定标准不统一、样品前处理方法有待优化等问题,提出了提升检测设备性能、完善检测结果判定规范、优化样品前处理流程等解决策略,以期为蔬菜农残速测技术的规范应用提供参考。

关键词:蔬菜安全;农药残留;快速检测;样品前处理;检测标准

Abstract: This article analyzes the current application status of vegetable pesticide residue rapid detection technology in food safety testing. In response to the issues of insufficient sensitivity of pesticide residue rapid testing equipment, inconsistent criteria for determining test results, and the need to optimize sample pretreatment methods, solutions have been proposed to improve the performance of testing equipment, improve the standards for determining test results, and optimize the sample pretreatment process. The aim is to provide reference for the standardized application of vegetable pesticide residue rapid testing technology.

Keywords: vegetable safety; pesticide residues; rapid detection; sample pre-treatment; testing standards

蔬菜是人们日常饮食中不可或缺的食材,其质量安全直接关系到消费者健康。为保障蔬菜质量安全,农业农村部印发了《“十四五”全国农产品质量安全提升规划》,明确要加强蔬菜农药残留检测。传统农残检测耗时较长,难以适应日益增长的检测需求[1]。农残快速检测技术具有检测速度快、操作简便等优势,在蔬菜安全检测中得到广泛应用。但实际运用中仍存在一些问题,急需进一步研究和完善,以更好地保障蔬菜质量安全,促进农业绿色发展。

1 蔬菜安全检测的主要范畴

蔬菜安全检测涵盖了一系列关键环节和多维度指标,以全面评估蔬菜中潜在危害因素对人体健康构成的风险。检测内容主要包括农药残留、重金属污染、微生物污染以及生长调节剂残留等方面。以农药残留检测为例,需要重点关注有机磷、拟除虫菊酯、氨基甲酸酯等高毒高残留农药,这类农药对人体神经系统和内分泌系统危害较大[2]。在重金属污染检测中,镉、汞、砷、铅等重金属元素是关键检测对象,它们可通过食物链富集,对肝脏、肾脏等器官造成慢性损伤。微生物污染检测则侧重于致病性大肠杆菌、沙门氏菌等食源性致病菌,以及霉菌毒素如黄曲霉毒素等。此外,一些蔬菜如韭菜、芹菜还可能残留对人体有害的生长调节剂,如矮壮素、膨大素等,也是蔬菜安全检测的重点内容。可以看出,蔬菜安全检测需要从农田到餐桌进行全程质量控制和多环节、多指标的综合检测评估,以最大程度保障公众“菜篮子”安全。

2 农药残留快速检测技术原理及分类

农药残留快速检测技术是基于农药分子结构与理化性质,利用先进的分析仪器设备,在简化样品前处理步骤的基础上实现农药残留的快速、灵敏检测。根据检测原理的不同,常见的农残快检技术可分为免疫分析法、生物传感法和仪器快速检测法等[3]。免疫分析法利用抗原抗体特异性结合反应,通过竞争法或夹心法实现农药残留的快速定性定量分析,酶联免疫吸附测定就是一种典型的免疫分析技术。生物传感法则是将生物敏感元件与物理化学传感器相结合,将农药残留生物学检测信号转化为可定量的电信号或光信号,实现残留量的快速测定,典型技术如植物体组织生物传感技术。仪器快速检测法主要包括便携式气相色谱、表面增强拉曼光谱等,这类技术以快速简便的样品前处理技术为基础,在牺牲一定灵敏度和选择性的情况下,通过优化色谱柱、流动相体系、离子源等,达到与常规仪器分析方法相近的检测性能,大大提高了现场快速检测能力。综合应用多种快速检测技术,能够实现对不同极性、不同类型农药残留的快速筛查和定量分析。

3 蔬菜安全检测中农残速测技术运用存在的问题分析

3.1 检测设备性能存在局限

蔬菜农残快速检测技术虽然具有明显优势,但是在实际应用中仍存在一些局限性,其中检测设备性能不足是一个关键问题。目前常用的农残速测设备如酶联免疫分析仪、胶体金免疫层析仪等,在灵敏度、特异性和重现性等方面与传统精密仪器尚有差距。以便携式气相色谱为例,其色谱柱柱效较低,馏分能力有限,难以实现复杂基质中痕量农残的有效分离检测[4]。另外,快检设备的检测通量和自动化程度也有待提高,在面对大批量样品时难以满足检测效率要求。以表面等离子体共振传感技术为例,尽管其灵敏度较高,但样品前处理烦琐,且芯片表面的再生修饰困难,批次分析能力受限。此外,许多农残快检设备缺乏完善的质控体系,检测结果的准确性和可比性难以保证。

3.2 检测结果判定标准不统一

农残快速检测技术在蔬菜安全检测中的应用已日益广泛,但由于检测结果判定标准不统一,在实际运用中可能导致检测结论出现偏差。农残快检设备通常采用比色法、荧光法等信号转导模式,将农药残留量转化为特定的光学信号。然而,不同厂家生产的试剂盒和检测设备在信号强度与农残含量的对应关系上缺乏统一的校准标准,导致相同样品在不同设备上的检测结果可能存在较大差异。以酶抑制法检测有机磷农药为例,由于采用的酶制剂、底物试剂和反应条件不同,不同检测体系的抑制率与残留量的对应关系并不完全一致,给检测结果的判定带来困难[5]。此外,对于复杂基质样品,基质效应可能导致检测信号的非特异性增强或抑制,进一步影响检测结果的准确性。而目前缺乏针对不同基质、不同检测体系的基质效应校正规程,不同检测者可能采用不同的校正方法,导致检测结果缺乏可比性。

3.3 样品前处理方法优化不足

农药残留检测中样品前处理直接影响检测的灵敏度、选择性和准确性。然而,在蔬菜农残速测技术的实际应用中,样品前处理方法的优化还存在一些不足之处。以超声辅助提取为例,虽然其可以显著提高农残的提取效率,缩短提取时间,但在处理芹菜、胡萝卜等植物组织较硬的蔬菜时,超声破碎效果欠佳,可能导致农残提取不完全。微波辅助萃取技术虽然能够快速加热样品,促进农残析出,但由于蔬菜中水分含量和盐度差异较大,萃取过程中易发生局部过热或冷点效应,影响农残提取的均匀性和重现性。QuEChERS法作为一种应用广泛的样品前处理技术,在处理某些高脂肪、高色素的蔬菜样品时,精制效果往往不够理想,残留的脂类和色素可能对某些快速检测产生干扰。此外,针对不同极性农残的样品前处理条件优化还不够系统,有些极性较低的农药,如杀螨剂噻螨酮等,在常规的提取条件下回收率较低,而一些高极性农药在净化过程中易发生损失。

4 提高农残速测技术运用水平的对策

4.1 提升检测设备灵敏度

针对农残速测设备灵敏度和特异性不足的问题,可从优化检测原理和改进关键部件两方面入手。在免疫分析法方面,采用高亲和力的单克隆抗体替代多克隆抗体,有助于提高检测的特异性和重现性。同时,引入竞争法替代间接法,可显著降低背景信号,提高检测灵敏度。在胶体金免疫层析技术中,通过优化纳米金的粒径和形貌,改进包被工艺,可获得信噪比更高的检测条带,实现痕量农残的直观判定。

对于农残快速检测中的仪器设备,可重点从检测器件的升级改造入手。以便携式气相色谱为例,采用石英毛细管柱替代填充柱,并结合程序升温进样技术,可有效提高色谱分离度,降低基质干扰。同时,引入脉冲放电光离子化等新型电离源,可显著提升对难电离农残的检测灵敏度。在表面增强拉曼光谱检测中,优化拉曼探针的表面等离子体共振特性,并引入表面活性剂辅助富集技术,可获得数量级更高的信号增强效果。

此外,在农残速测设备的开发中,应加强多参数集成检测功能,实现对不同类型农残的一站式筛查。例如,将荧光免疫分析与表面增强拉曼光谱技术耦合,可实现对不同极性农残的同时检测,提高检测通量。在多组分检测中,引入化学计量学方法,建立农残组分与光谱信号的非线性关系模型,可有效消除组分间的交叉干扰,提高检测的选择性。同时,农残速测设备应重视模块化、集成化设计,提高部件的通用性和可替换性,并优化人机交互界面,以提升检测设备的易用性和可靠性。

4.2 完善检测结果判定规范

农残速测结果的准确判定是保证蔬菜农残检测可靠性的关键。建立统一的农残速测结果判定规范,对于提高不同检测机构、不同检测方法之间的结果可比性和一致性至关重要。①应加强农残速测仪器设备的计量校准,定期开展校准、核查和比对活动,确保检测信号的量值溯源。以酶抑制法检测有机磷农药为例,应选择高纯度的有机磷农药标准物质,优化酶抑制反应的温度、pH值等条件,并与液相色谱-质谱联用等基准方法进行比对,建立检测信号强度与农残含量的校准曲线,确保定量检测结果的准确性。②应建立农残速测方法的性能验证和质量控制体系。针对不同类型的农残速测方法,制定统一的方法验证规程,对检测灵敏度、选择性、重现性等关键性能指标进行系统评估。例如,在胶体金免疫层析法中,应优化样品提取、纯化条件,考察不同基质对检测结果的影响。同时,在日常检测中应采用标准添加、平行双样等内部质控措施,定期开展能力验证和实验室间比对,以保证检测结果的可靠性。③建立农残速测结果的统一判定标准和报告规范十分必要。根据不同农残的毒理学特性和残留限量标准,制定明确的阳性判定阈值和定量报告范围。对于痕量农残的检出,应明确待测物的最低检出浓度,避免错报或漏报。在检测报告中,应详细说明样品来源、前处理方法、检测方法原理、检测结果不确定度等关键信息,并采用规范化的数据格式和表达方式,以利于不同检测结果的对比分析。④应重视农残速测人员的培训和考核,提高从业人员的专业素质和职业道德,确保农残速测工作的规范有序开展。

4.3 优化样品前处理流程

为进一步提升农残速测技术的适用性和可靠性,优化样品前处理流程势在必行。传统的液液萃取法可采用微波辅助或超声辅助技术,通过精确控制萃取温度和时间,显著提高农残的提取效率。同时,选用高选择性、低毒性的萃取溶剂,如离子液体等绿色溶剂,可减少有机溶剂的使用量,降低环境污染风险。固相萃取技术可引入分子印迹聚合物或限制接触介质材料,通过与目标农残分子间的特异性结合作用,显著提高提取的选择性,降低基质干扰。此外,优化填料粒径、pH值、洗脱条件等,可进一步提高固相萃取的通量和回收率。

针对不同农残的理化性质差异,可开发耦合多种前处理技术的组合式提取方案。例如,将QuEChERS法与固相萃取技术联用,利用QuEChERS法快速提取农残,再用固相萃取柱进行净化和富集,可有效去除色素、脂肪等基质干扰,适用于复杂基质样品的农残检测。对于热敏性农残,可采用冷冻萃取或低温萃取技术,在低温条件下完成样品提取和净化,避免农残的降解损失。针对高极性农残,可通过调节提取体系的pH值或加入缓冲盐,提高农残的离子化程度,改善其在有机相中的分配行为[2]。

5 结语

农残速测技术是保障蔬菜质量安全的重要手段。未来应加强农残速测设备的升级换代,建立统一的检测标准和质控体系,优化不同农残的前处理方案,并重视多技术联用和自动化集成,不断提升农残速测技术的快速、准确和高通量检测能力,为蔬菜产业的绿色发展保驾护航。

参考文献

[1]劳苏海.农残速测技术在农产品质量安全检测中的应用[J].新农民,2024(12):34-36.

[2]乔礼,赵建波,罗俊霞.市售酶抑制法农残速测试剂盒对多种农药的敏感性研究[J].河南农业,2024(7):35-37.

[3]罗俊霞,赵建波,宋伟,等.一种酶抑制-比色法农残速测试剂盒对多种农药的敏感性研究[J].广西植保,2023,36(1):5-9.

[4]罗俊霞,赵建波,赵倩倩,等.市售农残速测试剂盒对5种有机磷农药的敏感性评价[J].农学学报,2022,12(8):73-80.

[5]李聪.基于农残速测技术的基层农产品质量安全监测工作分析[J].新农业,2021(24):50-51.

作者简介:陈丛婧(1992—),女,浙江瑞安人,硕士,工程师。研究方向:质量管理。

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