研生試劑-酶抑制法快速檢測(cè)農(nóng)藥殘留
鑒于常規(guī)檢測(cè)所需儀器設(shè)備昂貴且龐大、笨重,需要熟練專業(yè)技術(shù)人員操作,只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行抽樣檢測(cè),難以滿足樣品現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的要求,各國(guó)科技工作者還應(yīng)用新原理、新技術(shù)試圖研究開發(fā)出一系列特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、準(zhǔn)確安全、簡(jiǎn)單廉價(jià)的快速檢測(cè)新方法。本研究重點(diǎn)概述國(guó)內(nèi)外近期關(guān)于酶抑制法、免疫分析法和生物傳感器在農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)中的研究和應(yīng)用狀況,并展望了酶抑制法、免疫分析法和生物傳感器在農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)應(yīng)用中的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
酶抑制法是利用有機(jī)磷及氨基甲酸酯類農(nóng)藥可特異性地抑制昆蟲中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)中乙酰膽堿酯酶(AChE)的活性,造成神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)乙酰膽堿的積累,影響正常傳導(dǎo),使昆蟲中毒致死這一毒理學(xué)原理,將AChE與樣品反應(yīng),如果樣品中沒有農(nóng)藥殘留或者殘留量極少,AChE的活性就不被抑制,反之,如果農(nóng)藥殘留量比較高,AChE的活性就會(huì)被農(nóng)藥所抑制。在酶反應(yīng)試驗(yàn)中加入底物和顯色劑觀察顏色的變化或測(cè)定某種特定化合物反應(yīng)的物理化學(xué)信號(hào)的變化,可判斷是否存在有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留。目前,依據(jù)酶抑制法原理設(shè)計(jì)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法主要有速測(cè)卡法(紙片法)、比色法(分光光度法)和膽堿酯酶生物傳感器。
1.1速測(cè)卡法(紙片法)
將膽堿酯酶(ChE)和乙酰膽堿類似物靛酚乙酸酯分別經(jīng)固化處理后加載到濾紙片上。靛酚乙酸酯在ChE催化下迅速發(fā)生水解反應(yīng),生成乙酸和靛酚(藍(lán)色)。如果ChE與機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥結(jié)合,便失去催化靛酚乙酸酯水解的能力。因此,在樣品中只要有微量有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥存在,就能強(qiáng)烈地抑制藍(lán)色靛酚的生成,靠目測(cè)就可判斷農(nóng)藥殘留情況:藍(lán)色(即空白對(duì)照卡顏色)或天藍(lán)色(陰性),淺藍(lán)色或白色(陽(yáng)性)。衛(wèi)生部食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗(yàn)所等7家單位的實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,速測(cè)卡法(紙片法)對(duì)常用農(nóng)藥的檢出限為0.3~3.5 mg/kg[7],均高出農(nóng)藥殘留*,因此在使用速測(cè)卡檢驗(yàn)蔬菜樣品為陽(yáng)性時(shí),即可視為有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥已超標(biāo)。該方法檢出時(shí)間為15~30 min,對(duì)超出中國(guó)允許殘留量或違禁使用的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的有效檢出率可達(dá)80%以上。該方法不需儀器,操作方便、快速,測(cè)試成本低,適用于現(xiàn)場(chǎng)篩選。國(guó)內(nèi)企業(yè)利用該法原理的商品化速測(cè)卡和速測(cè)儀適用于基地、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和超市的一般性農(nóng)藥殘留現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)篩查。
1.2比色法(分光光度法)
將蔬菜、水果的農(nóng)藥殘留樣品提取液與從敏感生物 中 提 取 的ChE(GB/T 5009.199—2003推 薦 使 用AChE,NY/T 448—2001推 薦 使 用 丁 酰 膽 堿 酯 酶(BuChE),GB/T 18630—2002推薦使用小麥酯酶)作用,以硫代乙酰膽堿(GB/T 5009.199—2003)或碘化硫代丁酰膽堿(NY/T 448—2001)或碘化硫代乙酰膽堿(GB/T 18630—2002)為底物,二硫代二硝基苯甲酸(GB/T 5009.199—2003,NY/T 448—2001)或2,6-二氯靛酚(GB/T 18630—2002)為顯色劑,經(jīng)一定時(shí)間反應(yīng)后,利用分光光度計(jì)在412 nm(GB/T 5009.199—2003)或410 nm(NY/T 448—2001)或600 nm(GB/T 18630—2002)波長(zhǎng)下比色,根據(jù)吸光值的變化計(jì)算ChE的抑制率(GB/T 5009.199—2003,NY/T 448—2001)或直接利用吸光值(GB/T 18630—2002),判斷有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量是否超標(biāo)[GB/T 5009.199—2003規(guī)定抑制率≥50%(陽(yáng)性),NY/T 448—2001抑制率≥70%(陽(yáng)性),GB/T 18630—2002吸光值<0.7(未檢出);0.7~0.9(可能檢出);>0.9(檢出)]。
比 色 法(分 光 光 度 法)檢 出 限 一 般 在0.05~5.00 mg/kg,檢出時(shí)間為30 min,對(duì)超出中國(guó)允許殘留量或違禁使用的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的有效檢出率可達(dá)80%以上。國(guó)內(nèi)企業(yè)按GB/T5009.199—2003或NY/T 448—2001對(duì)分光光度計(jì)進(jìn)行改裝使之適合比色法檢測(cè)要求,目前,常用國(guó)產(chǎn)農(nóng)藥殘留速測(cè)儀均為多通道光路設(shè)計(jì),可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品,直接顯示檢測(cè)結(jié)果,還可帶有數(shù)據(jù)接口,通過(guò)數(shù)據(jù)管理軟件上傳檢測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)上傳輸,自動(dòng)化程度較高,是目前各省市和縣區(qū)質(zhì)檢監(jiān)督部門日常檢測(cè)的主要速測(cè)儀器。
AChE和BuChE是酶抑制法的關(guān)鍵和核心,影響ChE的活性和穩(wěn)定性的因素很多,因此,為酶抑制法快速檢測(cè)用酶制定標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行。目前,只有*頒布了《NY/T 1157—2006農(nóng)藥殘留檢測(cè)丁酰膽堿酯酶》[9],對(duì)BuChE的外觀、比活力、定性(包括SDS-PAGE、Km值、布比卡因抑制試驗(yàn))、穩(wěn)定性、敏感性、裝置等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了明確規(guī)定。而由于相應(yīng)的缺失,zui常用的AChE活性、定性、穩(wěn)定性和敏感性等指標(biāo)沒有統(tǒng)一的測(cè)試和鑒定標(biāo)準(zhǔn),造成國(guó)
內(nèi)市場(chǎng)上商品AChE質(zhì)量參差不齊,嚴(yán)重影響速測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外,中國(guó)現(xiàn)行的3個(gè)蔬菜中有機(jī)磷及氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留量快速檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施均達(dá)10年或10年以上。而近10年來(lái),中國(guó)多次修訂了有關(guān)農(nóng)藥殘留*,發(fā)布的《GB 2763—2012食品安全 食品中農(nóng)藥zui大殘留*》[10]已于2013年3月1日起實(shí)施;zui近幾年,速測(cè)產(chǎn)品及其配套試劑都得到了快速發(fā)展,并且在實(shí)際應(yīng)用中積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為下一步修訂和更新蔬菜中有機(jī)磷及氨
基甲酸酯農(nóng)藥殘留量快速檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。