研生试剂-酶抑制法快速检测农药残留
鉴于常规检测所需仪器设备昂贵且庞大、笨重,需要熟练专业技术人员操作,只能在实验室内进行抽样检测,难以满足样品现场快速检测的要求,各国科技工作者还应用新原理、新技术试图研究开发出一系列特异性强、灵敏度高、方便快捷、准确安全、简单廉价的快速检测新方法。本研究重点概述国内外近期关于酶抑制法、免疫分析法和生物传感器在农药残留快速检测技术中的研究和应用状况,并展望了酶抑制法、免疫分析法和生物传感器在农药残留快速检测应用中的未来发展趋势。
酶抑制法是利用有机磷及氨基甲酸酯类农药可特异性地抑制昆虫中枢和周围神经系统中乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,造成神经传导介质乙酰胆碱的积累,影响正常传导,使昆虫中毒致死这一毒理学原理,将AChE与样品反应,如果样品中没有农药残留或者残留量极少,AChE的活性就不被抑制,反之,如果农药残留量比较高,AChE的活性就会被农药所抑制。在酶反应试验中加入底物和显色剂观察颜色的变化或测定某种特定化合物反应的物理化学信号的变化,可判断是否存在有机磷或氨基甲酸酯类农药残留。目前,依据酶抑制法原理设计的农药残留检测方法主要有速测卡法(纸片法)、比色法(分光光度法)和胆碱酯酶生物传感器。
1.1速测卡法(纸片法)
将胆碱酯酶(ChE)和乙酰胆碱类似物靛酚乙酸酯分别经固化处理后加载到滤纸片上。靛酚乙酸酯在ChE催化下迅速发生水解反应,生成乙酸和靛酚(蓝色)。如果ChE与机磷或氨基甲酸酯类农药结合,便失去催化靛酚乙酸酯水解的能力。因此,在样品中只要有微量有机磷或氨基甲酸酯类农药存在,就能强烈地抑制蓝色靛酚的生成,靠目测就可判断农药残留情况:蓝色(即空白对照卡颜色)或天蓝色(阴性),浅蓝色或白色(阳性)。卫生部食品卫生监督检验所等7家单位的实验与验证数据的统计结果表明,速测卡法(纸片法)对常用农药的检出限为0.3~3.5 mg/kg[7],均高出农药残留*,因此在使用速测卡检验蔬菜样品为阳性时,即可视为有机磷或氨基甲酸酯类农药已超标。该方法检出时间为15~30 min,对超出中国允许残留量或违禁使用的有机磷和氨基甲酸酯类农药的有效检出率可达80%以上。该方法不需仪器,操作方便、快速,测试成本低,适用于现场筛选。国内企业利用该法原理的商品化速测卡和速测仪适用于基地、农贸市场和超市的一般性农药残留现场检测筛查。
1.2比色法(分光光度法)
将蔬菜、水果的农药残留样品提取液与从敏感生物 中 提 取 的ChE(GB/T 5009.199—2003推 荐 使 用AChE,NY/T 448—2001推 荐 使 用 丁 酰 胆 碱 酯 酶(BuChE),GB/T 18630—2002推荐使用小麦酯酶)作用,以硫代乙酰胆碱(GB/T 5009.199—2003)或碘化硫代丁酰胆碱(NY/T 448—2001)或碘化硫代乙酰胆碱(GB/T 18630—2002)为底物,二硫代*甲酸(GB/T 5009.199—2003,NY/T 448—2001)或2,6-二氯靛酚(GB/T 18630—2002)为显色剂,经一定时间反应后,利用分光光度计在412 nm(GB/T 5009.199—2003)或410 nm(NY/T 448—2001)或600 nm(GB/T 18630—2002)波长下比色,根据吸光值的变化计算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),判断有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量是否超标[GB/T 5009.199—2003规定抑制率≥50%(阳性),NY/T 448—2001抑制率≥70%(阳性),GB/T 18630—2002吸光值<0.7(未检出);0.7~0.9(可能检出);>0.9(检出)]。
比 色 法(分 光 光 度 法)检 出 限 一 般 在0.05~5.00 mg/kg,检出时间为30 min,对超出中国允许残留量或违禁使用的有机磷和氨基甲酸酯类农药的有效检出率可达80%以上。国内企业按GB/T5009.199—2003或NY/T 448—2001对分光光度计进行改装使之适合比色法检测要求,目前,常用国产农药残留速测仪均为多通道光路设计,可同时检测多个样品,直接显示检测结果,还可带有数据接口,通过数据管理软件上传检测数据,实现数据共享和网上传输,自动化程度较高,是目前各省市和县区质检监督部门日常检测的主要速测仪器。
AChE和BuChE是酶抑制法的关键和核心,影响ChE的活性和稳定性的因素很多,因此,为酶抑制法快速检测用酶制定标准势在必行。目前,只有*颁布了《NY/T 1157—2006农药残留检测丁酰胆碱酯酶》[9],对BuChE的外观、比活力、定性(包括SDS-PAGE、Km值、布比卡因抑制试验)、稳定性、敏感性、装置等技术指标进行了明确规定。而由于相应的缺失,zui常用的AChE活性、定性、稳定性和敏感性等指标没有统一的测试和鉴定标准,造成国
内市场上商品AChE质量参差不齐,严重影响速测结果的准确性。另外,中国现行的3个蔬菜中有机磷及氨基甲酸酯农药残留量快速检测标准发布实施均达10年或10年以上。而近10年来,中国多次修订了有关农药残留*,发布的《GB 2763—2012食品安全 食品中农药zui大残留*》[10]已于2013年3月1日起实施;zui近几年,速测产品及其配套试剂都得到了快速发展,并且在实际应用中积累了大量实践经验,为下一步修订和更新蔬菜中有机磷及氨
基甲酸酯农药残留量快速检测标准打下了坚实基础。