（食品科学专业论文）农药残留多频脉冲电子舌快速检测方法学研究.pdf

浙江工商大学硕士学位论文 农药残留多频脉冲电子舌快速检测方法学研究 摘要 农药的使用促进了现代农业生产的发展，然而随着农药品种和用 量的不断增加，农药在食品和环境中的残留所引发的一系列问题越来 越突出，对人类健康与环境的危害己引起广泛的国际关注。因此，发 展快速、可靠、灵敏和实用的农药残留分析方法对其进行检测极为重 要。 本文以多频脉冲电子舌为研究手段，以有机磷类农药与拟除虫菊 酯类农药作为研究对象，初步探索多频脉冲电子舌在农药检测中的应 用。多频脉冲电子舌是以多频率大幅脉冲作为激发扫描信号，辅以特 定传感器阵列，检测待测物质的整体响应信号，结合多元统计方法构 建的一类新型电子舌，具有检测速度快、样品前处理简单等优点，在 农药残留检测方面具有很大的潜力。本研究的主要内容如下： ( 1 ) 多频脉冲电子舌在商品农药定性方面的应用 多频脉冲电子舌对七种商品农药( 敌敌畏，辛硫磷，马拉硫磷， 乙酰甲胺磷，氰戊菊酯，氯氰菊酯和溴氰菊酯) 进行区分辨识，以铂 电极、金电极、钯电极、铜电极、钛电极和镉电极作为工作电极，每 个工作电极在1h z ，1 0h z 和1 0 0h z 三个频率段下进行扫描，数据 处理采用主成分分析方法，结果显示以钯电极的1 0 0h z 频率段，镉 电极的1 0h z 频率段和铜电极的1 0h z 频率段作为多频脉冲电子舌的 浙江工商大学硕士学位论文 最佳传感器阵列，对七种商品农药的区分辨识效果较好。 ( 2 ) 同时定量检测混合样品中的氰戊菊酯，氯氰菊酯和溴氰菊酯 根据多频脉冲电子舌应用方法学要求，首先利用主成分分析挑选 适合三种菊酯类农药标准物质( 氰戊菊酯，氯氰菊酯和溴氰菊酯) 的 最佳传感器阵列，结果表明1h z 频率段的铂电极，1 0h z 频率段的钯 电极和lh z 频率段的金电极为适合三种农药标准物质区分辨识的最 佳传感器阵列。多频脉冲电子舌利用最佳的传感器阵列检测不同浓度 的三种菊酯类农药标准物质，结合s i m c a 数据处理方法，得出对无 水乙醇中三种农药标准品的最低检测浓度分别为：氰戊菊酯1 0 0 m g l ，溴氯氰菊酯o 7 0m g l ，氯氰菊酯o 8 0m g l 。 在三种农药标准物质的检测范围内，对混合样品中的氰戊菊酯， 氯氰菊酯和溴氰菊酯进行了定量检测。多频脉冲电子舌检测三种农药 校正组溶液，特征值数据通过偏最小二乘法( p l s ) 和主成分回归 ( p c r ) 训练后，建立预测模型，利用该模型预测预报组中各组分的 浓度，p l s 并 i p c r 的总相对预报误差r p e t 分别为7 8 和1 0 6 ，p l s 相对p c r 来说，预报结果较准确。 多频脉冲电子舌系统通过选择不同的金属电极作为传感器阵列， 结合多元统计方法，在农药检测方面做了初步探索，为电子舌在此方 面的应用提供实验基础与理论依据。 关键词：多频脉冲电子舌：农药；主成分分析；s i m c a ；偏最小二 乘法；主成分回归 n 浙江工商大学硕士学位论文 m e t h o d o l o g yo ff a s td e t e c t i o no f p e s t i c i d er e s i d u e sb ym u l t i - - f r e q u e n c y a m p l i t ud ep u l s ee l e c t r o n i ct o n g u e a b s t r a c t t h ea p p l i c a t i o no fp e s t i c i d e sh a sg r e a t l yp r o m o t e dt h ed e v e l o p m e n t o fm o d e ma g r i c u l t u r e h o w e v e r ，w i t ht h ei n c r e a s ei nt h ev a r i e t ya n d d o s a g eo fp e s t i c i d e s ，t h ep r o b l e m sc a u s e db yp e s t i c i d er e s i d u e si nf o o d a n de n v i r o n m e n th a v eb e c o m em o r ea n dm o r es e r i o u s ，a n di t sh a r mt o h u m a nh e a l t ha n de n v i r o n m e n th a sa r o u s e dw i d ei n t e m a t i o n a la t t e n t i o n s oi ti si m p e r a t i v et od e v e l o pas i m p l ea n dr a p i dd e t e c t i o nm e t h o df o r p e s t i c i d er e s i d u e s i nt h i s p a p e r , an o v e l e l e c t r o n i c t o n g u e m u l t i f r e q u e n c y a m p l i t u d ep u l s ee l e c t r o n i ct o n g u e ( m f p e t ) w a su s e dt od e t e c tt w o w i d e l yu s e dp e s t i c i d e ：o r g a n o p h o s p h o r o u sp e s t i c i d e a n d p y r e t h r o i d p e s t i c i d e t h es e n s o rp a r to fm f p e t 一a s t a n d a r dt h r e e e l e c t r o d e s y s t e mw a sc o n s i s t e do fs e v e r a lm e t a l l i cw o r k i n ge l e c t r o d e s ，aa g a g c l r e f e r e n c ee l e c t r o d ea n dap i l l a rp l a t i n u me l e c t r o d ea sc o u n t e re l e c t r o d e t h ei n n o v a t i v ea s p e c ti nt h i se l e c t r o n i ct o n g u ei st h ea p p l i c a t i o no fan e w e l e c t r o c h e m i c a lm e t h o d _ t h em u l t i f r e q u e n c yl a r g e 。a m p l i t u d ep u l s e i i i 浙江工商大学硕士学位论文 v o l t a m m e t r y ( m l a p v ) w h i c hi sv e r yu s e f u lf o rd i s c r i m i n a t i n gs a m p l e s i nt h ev o l t a m m e t r i ce l e c t r o n i c t o n g u eb ya p p l y i n gt h r e ef r e q u e n c y s e g m e n t s ，1h z ，10h za n d10 0h z m u l t i v a r i a t ed a t aa n a l y s i s ( m v d a ) s u c ha sp r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i s ( p c a ) ，p a r t i a ll e a s ts q u a r e s ( p l s ) ， s o f t i n d e p e n d e n tm o d e l i n g o fc l a s s a n a l o g y s t a t i s t i c a l i s o l i n e a r m u l t i c a t e g o r ya n a l o g y ( s i m c a ) ，p r i n c i p a lc o m p o n e n tr e g r e s s i o n ( p c r ) w a so f t e nu s e dt oa n a l y z i n gt h ed a t af r o mt h ee l e c t r o n i ct o n g u e w i t ht h ea d v a n t a g e so fr a p i dd e t e c t i o na n ds i m p l es a m p l ep r e p a r a t i o n ， m f p e ts e e m st ob es u i t a b l ef o rd e t e c t i n gt h ep e s t i c i d er e s i d u e s t h e m a i nr e s e a r c hw o r ki sa sf o l l o w s ： ( 1 ) q u a l i t a t i v ed i s c r i m i n a t i o no fp e s t i c i d e su s i n gm f p - e t s e v e n p e s t i c i d e s ( d i c h l o r o v o s ，p h o x i m ，m a l a t h i o n ，a c e p h a t e ， f e n v a l e r a t e ，c y p e r m e t h r i n ，d e l t a m e t h r i n ) w e r e d i s c r i m i n a t e dw i t h m f p - e tt h r o u g has e n s o ra r r a yo fp l a t i n u m ，g o l d ，p a l l a d i u m ，c u p r u m ， t i t a n i u ma n dc a d m i u me l e c t r o d e su n d e rt h em e n t i o n e dt h r e e f r e q u e n c y s e g m e n t so f1h z ，10h za n d10 0h z p r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i sw a s u s e dt op r o c e s st h ed a t a t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep e s t i c i d e sc o u l db e s u c c e s s f u l l yd i s c r i m i n a t e db yc o m b i n i n gt o g e t h e rp a l l a d i u me l e c t r o d ei n 10 0h z ，c a d m i u me l e c t r o d ei n10h za n dc u p r u me l e c t r o d ei n10h z ( 2 ) q u a n t i t a t i v ed e t e c t i o no ft h r e ep y r e t h r o i dp e s t i c i d e s ，f e n v a l e r a t e ， c y p e r m e t h r i na n dd e l t a m e t h r i nu s i n gm f p e t o nt h eb a s i so ft h em e t h o d o l o g yf o ra p p l i c a t i o no f m f p - e t , f i r s t l y , i v 浙江工商大学硕士学位论文 p c aw a su s e dt od e t e r m i n ew h i c hs e n s o ra r r a yf o rm f p e tw a st h eb e s t o n et od i s t i n g u i s ht h r e ep y r e t h r o i dp e s t i c i d e s ( f e n v a l e r a t e ，c y p e r m e t h r i n , a n dd e l t a m e t h r i n ) t h er e s u l ts h o w e dt h a tt h es u i t a b l es e n s o ra r r a yw a s c o m p o s eo fp l a t i n u me l e c t r o d ei n1h z ，p a l l a d i u me l e c t r o d ei n10h za n d g o l de l e c t r o d ei n1h z t h e n ，m f p - e tw i t ht h i ss u i t a b l es e n s o ra r r a yw a s a d o p t e dt od e t e c tt h ec o n c e n t r a t i o n so ft h et h r e ep e s t i c i d e sa n dt h ed a t a w e r ea n a l y z e db ys i m c a t h el o w e s td e t e c t a b l ec o n c e n t r a t i o n sf o r f e n v a l e r a t e ，c y p e r m e t h r i n ，a n dd e l t a m e t h r i ni na b s o l u t ee t h a n o lw e r e1 0 0 m e g l ，o 8 0m g la n d0 7 0m g lr e s p e c t i v e l y w i t h i nt h ea b o v ed e t e c t i o nr a n g e s ，t h ec o n t e n t so ft h r e ep y r e t h r o i d p e s t i c i d e s ，f e n v a l e r a t e ，c y p e r m e t h r i na n dd e l t a m e t h r i ni nt h ec o m p o s i t e s o l u t i o nw e r eq u a n t i f i e d m f p - e tw a su s e dt oq u a n t i f yt h ec a l i b r a t i o n s a m p l ec o m p o s e do ft h e s et h r e ep e s t i c i d e s t h em o d e lw e r ee s t a b l i s h e d b ye x p e r i m e n t a ld a t ap r o c e s s i n gw i t hp l sa n dp c r t h ee s t a b l i s h e d m o d e lw a su s e dt op r e d i c tt h ec o n c e n t r a t i o n so ft h ec o m p o n e n t si nt h e p r e d i c t i o ns a m p l e t h ef i n a lr e s u l td e m o n s t r a t e dt h a tp l s ，g a v eab e t t e r d i s c r i m i n a t i o na m o n gt h et h r e ec o m p o n e n t st h a np c rd i dw i t ht h e r e l a t i v ep r e d i c t i o ne r r o r s ( r p e v ) b e i n ga t7 8 a n d10 6 r e s p e c t i v e l y m f p e ts h o w e da p r o m i s i n ga p p l i c a t i o n i n q u a l i t a t i v e a n d q u a n t i t a t i v ea n a l y s i so fp e s t i c i d e s ，b a s e do ns e l e c t i n gt h ea p p r o p r i a t e s e n s o ra r r a yc o m p o s e do ft h ed i f f e r e n tn o n m o d i f i e dm e t a le l e c t r o d e sa n d c o m b i n i n gt o g e t h e rt h ed i f f e r e n tf r e q u e n c ys e g m e n t so fm u l t i f r e q u e n c y v 浙江工商大学硕士学位论文 l a r g ea m p l i t u d ep u l s ev o l t a m m e t r y k e y w o r d s ：m u l t i f r e q u e n c ya m p l i t u d ep u l s e e l e c t r o n i c t o n g u e ； p e s t i c i d e ；p c a ；s i m c a ；p l s ；p c r v l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得浙江工商大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 签名：土：塑整日期：叼年】7 月ie l 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解浙江工商大学有关保留、使用学位论文 的规定：浙江工商大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内 容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 日期；唁 砺 7 j f 弓月f 日 浙江工商大学硕士学位论文 第1 章引言 1 1 农药残留状况及其研究进展 “民以食为天，食以安为先，食品的安全问题关系到人民的身体健康和国 计民生，日益成为全球关注的重要问题之一。食品安全问题主要表现在食品源头 污染，如农药残留，化肥滥用，兽药残留，重金属污染，生物毒素，转基因食品， 食品掺假，食品投毒等。随着生活水平的提高，人们对农药残留的问题越来越关 注，然而现有检测农药残留的方法多为光谱、色谱、波谱与色谱联用以及生物技 术( 潘元海等，2 0 0 0 ；王健等，2 0 0 2 ；e r i e ，2 0 0 2 ；k o 吗i r oe ta 1 j19 9 7 ) 等，这些方法 虽然分析灵敏度高，但分析费用高、时间长，需要有高素质的技术操作人员。并 且，此类技术不能对蔬菜进行有效的产前、产中、产后监督管理，不适合我国的 产销制度以及即采即售的果菜产销方式。 1 1 1 农药分类 农药残留是指农药使用后残存于生物体、农副产品和环境中的农药原体、有 毒代谢物、降解物和杂质的总称，残存的数量称为残留量。农药可以按照防治对 象、成份和来源、作用方式及毒理机制和化学结构分类，如图卜l ，其中造成农 药残留污染的主要是化学农药，而化学农药中有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯 应用较广泛( 林玉锁等，2 0 0 0 ；张一宾等，1 9 9 7 ) 。本研究选择有机磷农药和拟除 虫菊酯类农药作为研究对象。 1 1 1 1 有机磷农药 有机磷农药是人类最早合成而且至今仍在广泛使用的一类杀虫剂，也是目前 我国使用最主要的农药之一( 王向红，2 0 0 6 ) 。有机磷农药是为取代有机氯农药 发展起来的，具有药效高，品种多，防治范围广，成本低，选择作用高，药害小， 在环境中降解快、残毒低等优点，现仍在世界范围内广泛应用，有着极为重要的 地位( 陈茹玉，2 0 0 2 ) 。但有机磷农药对人、畜毒性较高，常因使用、保管等不 慎，发生中毒。近年来许多研究报告指出，有机磷农药具有烷基化作用，可能会 对动物有致癌、致畸、致突变作用( c a t a l g o le ta 1 ，2 0 0 7 ；e d d l e s t o ne ta 1 ，2 0 0 7 ) 。 浙江工商大学硕士学位论文 按防治对象分按农药来源分按化合物结构分 杀虫剂，杀螨剂， 杀菌剂，除草剂， 杀鼠荆，杀线虫 剂，植物生长调 节剂，杀软体动 物剂，杀卵剂， 脱叶剂，干燥剂， 增效剂等 按作用方式分 胃毒性农药，触 杀性农药，内吸 性农药，重蒸性 农药，治疗性农 药，保护性农药， 特异性农药( 驱 避引诱拒食生长 调节靶标酶作用 增效) 农 药 矿物源 农药 化学合 成农药 无机化 合物 有机合成 化合物 天然有机物 图1 - 1 农药的分类 f i g 1 一lt h ek i n d so fp e s t i c i d e s 有机氮，有机 氯，有机磷， 氨基甲酸酯， 拟除虫菊酯， 有机硫，有机 硅，有机金属， 酰胺，苯氧羧 酸，酚，醚， 酮，脲类，三 氯苯，二氮苯， 苯甲酸，脒， 香豆素，黄酰 脲类。烟酰亚 胺，噻唑，嗯 噻等其他。 有机磷农药( o p s ) 除少数品种为固体( 如乐果、敌百虫) 外，多数为油状液 体，工业品呈淡黄色至棕色，具有大蒜样特殊臭味。一般不溶于水，而溶于多种 有机溶剂及油中，稳定性较差，在中性和酸性条件下稳定，不易水解，在碱性条 件下易水解而失效。o p s 是含有c - - p 键或c o p ，c - - s - - p ，c n p 键的有 机化合物，可分为5 类化学结构类型：磷酸酯，一硫代磷酸酯，二硫代磷酸酯， 膦酸酯和硫代磷酰胺( 张曙明，1 9 9 9 ) 。o p s 的毒性主要是抑制生物体内的胆碱 脂酶( c h e ) 的酶活性，导致乙酰胆碱( a c h ) 代谢紊乱，产生迟发性神经毒 性，引起运动失调，昏迷，呼吸中枢麻痹，瘫痪甚至死亡。作为典型的酶毒剂， o p s 可以通过消化道摄入，也可以通过皮肤、粘膜、呼吸道吸收而引发中毒( b a s i r i e ta 1 ，2 0 0 7 ；d a n 瞄s i oe t 甜，2 0 0 7 ；i v 矗ne ta 1 ，2 0 0 7 ；j e a n t ye ta 1 ，2 0 01 ；w o r e ke ta l j ， 2 0 0 7 ) 。 2 浙江工商大学硕士学位论文 1 1 1 2 拟除虫菊酯类农药 拟除虫菊酯类农药是2 0 世纪7 0 年代研发成功的一类仿生杀虫剂，是继有机 氯、有机磷和氨基甲酸酯之后具有生物活性优异、环境相容性较好的一大类杀虫 剂，在国际农药市场中占1 9 的份额( 陈茹玉，2 0 0 2 ；刘尚钟，2 0 0 4 ) ，已成为农 用及卫生杀虫剂的主要支柱之一( p a n ge ta 1 ，2 0 0 0 ；s 矗n c h e z - f o r t f i ne ta 1 ，2 0 0 5 ) 。 拟除虫菊酯类农药具有性质稳定，不易光解，无特殊臭味及安全系数高，使用浓 度低，触杀作用强，灭虫速度快，残效时间长等优点，被称为是杀虫剂农药的一 个新的突破( p a n g e ta 1 ，2 0 0 0 ) 。但是，拟除虫菊酯类农药易产生抗药性和内吸 性。我国是茶叶生产大国，在茶叶种植过程中使用多种拟除虫菊酯农药，例如联 苯菊酯、氯菊酯、氯氰菊酯、功夫菊酯等，此类农药毒性一般较大且有蓄积性， 中毒表现为神经系统症状和皮肤刺激症状( h o e c ke ta 1 ，2 0 0 7 ；l 6 p e z l 6 p e ze ta 1 ， 2 0 0 1 ；v d t z q u e ze ta 1 ，2 0 0 7 ) 。 1 1 2 农药的污染状况 由于农药是一类有毒化学物质，而且是人们主动投加到环境当中，长期大量 使用，对环境生物安全和人体健康都将产生较大的不利影响，产生的危害后果很 严重。农药对大气、土壤和水体污染，对环境质量的影响与破坏，尤其是地下水 污染问题已引起广泛重视；农药污染的生态效应十分深远，尤其是对生物多样性 保护的影响；农药对人体健康的危害，尤其是三致作用和对生殖性能的影响等。 ( 华小梅等，2 0 0 2 ；林玉锁等，2 0 0 0 ；f i o d n ie ta 1 ，1 9 9 8 ；y 0 n ge ta 1 ，1 9 9 9 ) 1 1 2 1 农药对土壤的污染 土壤中的农药主要来源于：农业生产过程中为防治农田病、虫、草害直接 向土壤使用的农药；农药生产、加工企业废气排放和农业上采用喷粉喷雾时， 粗雾粒或大粉粒降落到土壤上；被污染植物残体分解以及随灌溉水或降水带入 到土壤中；农药生产、加工企业废水、废渣向土壤的直接排放以及农药运输过 程中的事故泄露等。土壤是最重要的环境对象之一，它在地球上构成一个特殊的 生物地质化学外壳，成为生物圈最重要的组成部分，但是，如果土壤中农药浓度 很高时，就会对土壤中生物的生命活动产生不利的影响并在土壤中积累，这又反 过来影响生物圈的自净能力。一般而言，农药在土壤中的降解速率越慢，残留期 就越长，就越容易导致对土壤的污染( 华小梅等，2 0 0 2 ；林玉锁等，2 0 0 0 ) 。 3 浙江工商大学硕士学位论文 1 1 2 2 农药对水的污染 农药对水体的污染主要来自于：直接向水体施药；农田施用的农药随雨 水或灌溉水向水体的迁移；农药生产、；0 n t 企业废水的排放；大气中的残留 农药随阵雨进入水体；农药使用过程中，雾滴或粉尘微粒随风飘移沉降进入水 体以及施药工具和器械的清洗等( 华小梅等，2 0 0 2 ；林玉锁等，2 0 0 0 ) 。 1 1 2 3 农药对大气的污染 大气中农药污染的途径主要来源于地面或飞机喷雾或喷粉施药；农药生 产、加工企业废气直接排放；残留农药的挥发等。大气中的残留农药漂浮物或 被大气中的飘尘所吸附，或以气体与气溶胶的状态悬浮在空气中。空气中残留的 农药，将随着大气的运动而扩散，使大气的污染范围不断扩大。大气中的农药残 留浓度，与距施药地区的距离与使用后的时间关系极大，距离越远，时间越长， 浓度越低，反之则越高( 华小梅等，2 0 0 2 ；林玉锁等，2 0 0 0 ) 。 1 _ i 2 4 农药对生物的污染 农药的大量使用造成了环境严重污染，使得生物赖以栖息的环境都被污染， 导致生物数量减少，比如水源的污染导致水体生物大量减少，甚至死亡；而对于 陆生生物来说染毒也很严重，主要染毒途径有经口，经皮和经呼吸道( 华小梅等， 2 0 0 2 ；林玉锁等，2 0 0 0 ) 。 1 1 2 5 农药对人类的危害 农药对人体的危害是很大的，可以通过口，皮肤以及呼吸道使人急性中毒或 者慢性中毒，危害到酶系系统，肝脏以及三致作用。农药中毒一直是我国农药使 用和生产中存在的一个突出问题，我国每年发生的农药中毒事故几万起，死亡人 数较多( 华小梅等，2 0 0 2 ；林玉锁等，2 0 0 0 ) 。 1 1 3 农药残留分析方法在国内外的研究发展状况 农药残留的主要检测方法是带有高灵敏度、高选择性检测器的气相色谱法、 高效液相色谱法、高效薄层色谱法等。近年来，随着对快速检测方法的需求，生 物测定技术，包括酶抑制技术、酶联免疫技术和生物传感器技术等，以其简单、 快速、特异性强、样品量少而得到迅速发展。 1 1 3 1 气相色谱法( g c ) 农药残留分析中，气相色谱法应用较广，占有关色谱法报道的7 0 以上。气 4 浙江工商大学硕士学位论文 相色谱法具有应用范围广，分离效能高，分析速度快，灵敏度高，准确度精密度 高( v a g ie ta 1 ，2 0 0 7 ；a y o r a - c a f ia d ae ta 1 ，2 0 0 7 ) ，分离和测试一次完成，选择 性高以及易于自动化( b a r r oe ta 1 ，2 0 0 6 ) 等优点。但是被分离的农药在色谱柱内 运行时必须处于“气化状态，而“气化”与农药的性质和其所处的工作温度有 关，所以不能气化或已发生热分解的农药就不能用气相色谱法分析。此外色谱峰 的定性可信度差，而且定量分析必须要标准品进行标定。k h u m m u e n g 教授等利 用二维气相色谱氮磷检测器法对蔬菜中的杀真菌剂进行分离和定量检测，最低 检测限可达到7 4n g l ( k h u m m u e n ge ta 1 ，2 0 0 6 ) ；j f i n i o r 教授等用气相色谱电子 捕获器结合固相萃微取法( s p m e g c e c d ) 定量检测水中1 8 种有机氯杀虫剂 ( j f m i o re ta 1 ，2 0 0 7 ) ，回收率在8 0 - 1 2 0 之间，检测限可达到4 5 x 1 0 - 3 _ 1 5n g l ； v a g i 教授等采用超声萃取法萃取海底沉积物，经气相色谱法电子捕获器结合检 测出1 7 种有机氯，回收率较高( v a g ie ta 1 ，2 0 0 7 ) 。 1 1 3 2 高效液相色谱法( h p l o ) 高效液相色谱法可检测的对象占有机物的8 0 左右，应用领域广，它可以分 离检测极性强、分子量大及离子型农药和药物，尤其对不易气化或受热易分解的 化合物更能显示出它的突出优点。近年来，采用高效色谱柱、高压泵和高灵敏度 的检测器、柱前或柱后衍生化技术以及计算机联用等，大大提高了液相色谱的检 测效率、灵敏度、速度和操作自动化程度( h ee ta 1 ，2 0 0 6 ；b r a g ae ta 1 ，2 0 0 7 ) ， 现已成为农药和药物残留检测不可缺少的重要方法。其缺点是溶剂消耗量大，检 测器种类较气谱少，灵敏度不如气谱高，液谱柱制备较气谱柱困难，流动相有毒， 价格较贵。d a r c h i v i o 博士等利用高效液相色谱结合固相萃取法同时检测地下水 中1 6 种常用的农药，固相萃取对五种不同的吸附剂进行比较，检测限达到 0 0 0 3 - 0 0 4 烬l ( d a r c h i v i oe ta 1 ，2 0 0 7 ) ；c h e n 等采用微波萃取与固相萃取相结 合的方法从谷物中提取出农药经高效液相色谱检测，此方法的检测限为1 9 - 3 7 n g g ，回收率在8 6 - 1 0 5 之间( c h e ne ta 1 ，2 0 0 7 ) 。 1 1 3 3 色一质联用 色质联用尤其适合于农药多残留分析，将色谱与质谱结合起来，能够发挥质 谱定性和色谱分离效果好的专长，使分离和鉴定同时进行，其对结构相似物具有 鉴定能力，还可以直接进行复杂物分析，避免了因提取操作造成的样品损失，可 5 浙江工商大学硕士学位论文 以分析一些低浓度的样品( w a n ge ta 1 ，2 0 0 7 ；h i e m s t r ae ta 1 ，2 0 0 7 ) d 气相色谱一 质谱( g c - m s ) 是农药多残留和背景不详样品定性定量分析的有力工具，大部 分农药可用g c - m s 检测，但对极性或热不稳定性，分子量较大或不易气化的农 药需要采用液相色沓质谱( l c m s ) 联用技术。西班牙的s 自a c h e z b r u n e t e 教授 利用基质固相分散萃取法提取下水道污泥中的1 6 种有机磷农药，经过洗提，净化 后按其国内的标准采用气相色谱与质谱联合检测，检测限在0 0 3 n g 儋一0 7 n g g 之 间，结果发现氯甲桥萘残留较多，平均浓度为7 6n g g ( s f i n c h e z - b r u n e t ee t a 1 ，2 0 0 7 ) ；西班牙的c o r t 6 s a g u a d 教授采用固相微萃取和气质联用的技术可检测 到不同品牌苹果酱中残留的5 6 种农药( c o r t 6 s a g u a d os e ta 1 ，2 0 0 7 ) ；b a n e r j e e 利用乙酸乙酯固相萃取葡萄酱中的农药残留成分，然后净化，所得提取液采用液 一质联用的方法检测到8 2 种农药，此方法回收率可以达到7 0 - 1 2 0 ( b a n e r j e ee t a 1 ，2 0 0 7 ) ；p a n 等人采用超声萃取法萃取叶状类蔬菜上残留的久效磷，乐果， 吡虫啉，多菌灵，西维因，西玛津六种农药，无需净化经液质联用检测，回收率 达到8 3 ，最低检测限为1 4l a g k g ( p a ne ta 1 ，2 0 0 7 ) 。 1 3 4 薄层色谱法( t l c ) 薄层色谱法是以固体吸附剂( 如硅胶、氧化铝等) 为担体，水为固定相溶剂， 流动相一般为有机溶剂所组合的分配型层析分离分析方法，薄层色谱法广泛应用 于有机氯类、有机磷类、氨基甲酸脂类、拟除虫菊酯类等杀虫剂的残留分析 ( h a m a d ame ta 1 ，2 0 0 2 ；s h e r m aje ta 1 ，2 0 0 0 ) 。f u t a g a m i 等用三套不同展开剂： 正已烷一丙酮( 8 0 ：2 0 ，v v ) ；甲苯；甲醇一水( 7 0 ：3 0 ，v v ) 在g f 2 5 4 h p t l c 板上成功地分 离了人类急性中毒后血浆中2 5 种常见的有机磷农药，其中敌敌畏、杀螟硫磷、马 拉硫磷、杀扑磷、对硫磷、敌百虫的检测限分别1 1 ，0 1 2 ，0 1 2 ，0 0 5 ，0 6 ，0 1 i t g m l ( f u t a g a m ie ta 1 ，1 9 9 7 ) 。 t 1 3 5 毛细管区带电泳( c e ) 毛细管区带电泳是对一般常规液相色谱方法难以分离的离子型化合物的理 想分析方法，操作简单，具有很大灵活性，在分析化学、生物化学、分子生物学、 药物化学、食品化学、环境化学、医学和法学等许多领域均有广泛的应用( 刘海 涛，2 0 0 6 ；唐建设，2 0 0 5 ) 。d i n e l l i 教授等用毛细管区带电泳分离模式分析了自来 水样中氯磺隆和甲磺隆，并考查了毛细管电泳对水中磺酰脲类除草剂9 种代谢产 6 浙江工商大学硕士学位论文 物的分离检测，使用固相萃取富集手段，以毛细管胶束电泳色谱定量分析了土壤 样品中氯磺隆、氯嘧啶磺隆和甲磺隆3 种除草剂，检测限达n 1 0p g k g ( d i n e l l ie t a 1 ，1 9 9 5 ) ；g a r r i s o n 教授等在p h = 4 5 ，5 0m m o l l 的醋酸盐缓冲液体系中，用毛 细管区带电泳检测了2 ，4 - 二氯苯氧乙酸，2 ，4 - 滴丙酸，2 甲4 氯丙酸和2 ，4 ，5 一涕丙 酸( g a r r i s o ne ta 1 ，1 9 9 4 ) 。 1 1 3 6 酶抑制法 酶抑制法原理是利用有机磷和氨基甲酸酯类农药对动物体内乙酰胆碱脂酶 ( a c h e ) 具有抑制作用的原理，在乙酰胆碱脂酶及其底物( 乙酰胆碱) 的共存 体系中加入样品提取液( 样品中含有水) ，如果样品中不含有有机磷或氨基甲酸 酯类农药，酶的活性不被抑制，乙酰胆碱就会被酶水解，水解产物与加入的显色 剂就会产生颜色，反之，就不显色。根据目测颜色的变化或分光光度计测定吸光 度值，计算抑制率，从而判断出样品中农药残留的情况。常用的酶抑制方法有比 色法，速测卡法和固相酶速测技术( 高俊娥，2 0 0 7 ；黄志勇，2 0 0 3 ；王惠，2 0 0 7 ) 。 现有的酶速测技术所测定的样品和农药种类有限，一般只能针对有机磷和氨基甲 酸酯类农药，应用面狭窄，且无法进行定量分析，应用上受到一定限制。华中农 业大学侯学文利用胆碱酯酶水解碘化硫代丁酰胆碱后形成的硫代胆碱，与二硫双 对硝基苯甲酸发生化学反应生成黄色产物，在4 1 2n m l p 色测定，结果表明胆碱酯 酶对辛硫磷比较敏感，其抑制中浓度为为3 9 0 4 9p g l ( 侯学文，2 0 0 3 ) 。 1 1 3 7 酶联免疫技术( e l l s a ) 酶联免疫技术以其简单，快速，灵敏和选择性强( k u m a re ta l ，2 0 0 6 ，w a t a n a b e e ta 1 ，2 0 0 4 ) 等优势在农药残留测定方面应用较多，即可以定性也可以定量，使 用多孔滴定板，一次可以进行大批量样品的测定。但是e l i s a 一次只能检测单一 农药和结构相似的少数几种农药，不能解决农药多残留分析问题；且抗体制备困 难；分析会受到特异性或非特异性的干扰；在不能肯定试样中农药品种的情况下， 检测具有一定的盲目性；此外有可能出现假阳性或假阴性现象等。骆爱兰以间苯 氧基苯甲酸( p b a ) 为半抗原，与牛血清蛋白偶联后免疫新西兰大白兔，获得对 多种菊酯类农药有特异性的广谱性抗体，并建立优化了间接竞争e l i s a 检测方 法，对p b a 最低检出限达0 1 9 3p g m l ，抑制中浓度为3 7 0 7l a g m l ，且对氯菊酯、 甲氰菊酯、氯氰菊酯、三氟氯氰菊酯、溴氰菊酯均有特异性识别，对氰戊菊酯识 7 浙江工商大学硕士学位论文 别弱，抑制中浓度分别为4 0 6 6 、4 2 3 2 、4 2 8 6 、4 8 7 4 、8 9 7 9 、7 7 3 6 0p g m l ( 骆 爱兰，2 0 0 5 ) 1 1 3 8 生物传感器技术 生物传感器法在农药残留快速检测技术中具有优异的选择性、较高的灵敏度 和一定的现场检测能力，而且有可能不用试剂，在组分复杂的试样中快速和连续 测定被分析物。生物传感器分为化学生物传感器和免疫传感器，虽然具有潜在的 应用前景，但是还存在一些急需解决的问题，如一些生物识别元件长期稳定性、 可靠性、一致性等问题，主要就是分析结果的稳定性和使用寿命；批量生产还不 能实现( j e a n t ye ta 1 ，2 0 0 1 ；g u l l ae ta 1 ，2 0 0 2 ) 。x a v i e r 等利用酸碱指示剂( 氯酚 红) 和a c h e 共同固定在多孔硅珠上，构建成检测氨基甲酸酯类农药的光纤型酶 传感器，底物酶促反应产生的乙酸导致p h 值降低，可被氯酚红感应，颜色由黄 色变为紫色( 6 0 2 n m 处右最大吸收峰) 。当农药存在时，a c h e 活性受到限制， 吸光度将发生相应改变。这样，通过测定每一支前后的体系吸光度变化，就可计 算出农药的含量。该传感器对甲萘威，西维西的线性响应范围分别为3 0 - 5 0 0p g l 和8 0 0 - 3 0 0 0 g l ，检测限分别为8 g l 和5 0 0 g l ，回收率在9 3 - 9 5 之间( x a v i e r e ta 1 ，2 0 0 0 ) 。 1 1 3 9 生物测定法 生物测定法是将待测农药残留的样品适用于活体生物上，利用生物的反应信 号确定残留量的方法，在除草剂的残留量分析应用上最为广泛。在杀虫剂残留分 析中，使用最多的指标生物为果蝇和蚊幼虫，就是将样品提取浓缩后，不必纯化， 直接采用药膜法，在标准化容器内形成药膜，接入果蝇，一定时间后检查死亡率。 袁振华等对大型水蚤检测农药残留作了探索性的研究，结果表明大型水蚤测试技 术完全适用于蔬菜中的农药残留测定，并认为该方法具有快速、灵敏、简便、经 济等特点( 袁振华，1 9 9 5 ) 。 上述农药残留检测方法，大部分都可以达到农药残留检测的目的，并具有较 高的灵敏度和精密度，但是这些方法往往前处理比较复杂，费时费力，仪器昂贵， 虽然目前也有很多的快速检测方法，但也存在一定的缺陷，比如生物传感器技术 的稳定性，很难满足实时检测的要求。鉴于电子舌具有检测速度快，样品前处理 简单等优点，在农药残留检测方面具有很大的潜力。目前电子舌技术研究比较广 8 m7 晌学碰学住论女 泛，抽】d 二识别味道( t o k o ，2 0 0 0 ；a p c t r e i ，2 0 0 4 ，2 0 0 6 ) ，酒娄( 皿师一等，2 0 0 6 ；l c g i nc t a l ，2 0 0 3 ，2 0 0 5 ；i i a ne ta l ，2 0 0 7 b ；t o k o ，e ta 1 1 9 9 5 ；p a r r ave ta l ，2 0 0 4 ，2 0 0 6 a ， 2 0 0 6 b 、2 0 0 6