有机磷农药检测方法的研究进展.docx

有机磷农药检测方法的研究进展杨蕾蕾摘要：有机磷农药（OPPs）是现代农药中最常用的品种之一，广泛应用于农业、工业、医药等领域。但是绝大多数有机磷农药具有很强的毒性，大量使用和滥用高毒有机磷农药不仅引起了食品污染问题，还造成了严重的生态问题。加强对有机磷农药检测方法的研究，对保护生态环境，保障人类健康有着重要意义。目前，报道的检测有机磷的方法有色谱法、光谱法、酶抑制法、免疫分析法等。本文对有机磷农药检测方法的研究进展作一综述。关键词：有机磷农药；色谱；光谱；酶抑制；免疫分析有机磷农药由于其高效、价廉、量小、作用方式多、使用方便、半衰期短等优点而广泛用于我国农作物的病虫害防治，是目前应用量最大、应用面最广的农药，至今还有许多新型有机磷农药不断问世。然而绝大多数有机磷农药是剧毒的，对人和动物的毒害作用很大，随着高毒有机磷农药的大量使用和滥用，由于食品中农药残留量过高引起食物中毒事故频繁发生。有机磷农药除了可导致人体发生急性中毒外，长期接触还可引起致癌、致畸、致突等慢性中毒，而慢性中毒常常不易被察觉。有机磷农药在生产、运输以及在农药中的滥用，严重危害了人类赖以生存的生态环境，土壤中的有机磷随着地表径流，逐渐深入地下水，污染水源和邻近土壤，很大程度上破坏了自然界的生态平衡。农药已经是环境污染中最主要的成分之一。有机磷农药带来的危害已经引起了社会的广泛关注，为此也投入了大量的人力、物力和财力。为了处理和预防由有机磷农药带来了的食品安全问题和环境污染问题，必须严格控制有机磷农药的使用，因此必须要有高效、灵敏、准确的检测方法保证。本文就近年来检测有机磷农药方法的研究进行探讨。1 色谱法 色谱法是一种分离分析的方法，它根据分析物质在固定相和流动相之间的分配系数不同达到的分离目的，并将分析物质的浓度转换成易被测量的电信号（电压、电流等），记录仪进行记录的方法1。目前应用于检测有机磷农药的色谱法主要有薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法。1.1薄层色谱法（TLC） 薄层色谱法实质上就是以固体吸附剂以载体，水为固定相溶剂，流动相为有机溶剂所组合的分配型分离分析方法。常规的TLC法存在展开时间长、展开剂体积需求大和分离结果差等缺点，有明显的扩散效应。高效TLC法是近年来迅速发展的一种高效、快速、简便、结果准确的新技术，较常规TLC法提高了灵敏度，适用于定量测定。郑东等2建立了一种可直接准确检测胃液中的有机磷农药的方法，对含硫有机磷杀虫剂和含多卤代甲烷基有机磷杀虫剂的检出限均达到1-5g。利用薄层色谱法24h监测洗胃，最大限度减少了农药再吸收，阿托品的首次给药量下降为1-15次，平均值为8次2。应用薄层色谱法，用一台烘干机，三台喉头喷雾剂便可直接检测胃液中微量有机磷农药，检测灵敏度高，操作简单，每次检测仅需10分钟。滕军3 运用分散液-液微萃取技术，建立了一种可快速测定血、尿中敌敌畏、乐果、乙基对硫磷等有机磷农药的新方法，结果与公安部行业标准薄层色谱法比较，样品由原来的至少2h缩短为8min，有机磷农药检出限由200g降低为2g/ml(尿)、6g/g(血)。该方法操作简单、省时、对环境污染小，成本低，可快速测定血、尿中有机磷农药。1.2气相色谱法（GC）该法是用气体作为移动相的色谱法。张永涛等4采用了优化快速的溶剂萃取条件,利用石墨化碳黑净化萃取液,气相色谱仪建立了一种测定土壤中10种有机磷农药的定量分析方法。有机磷农药的检出限达到0.3g-1.45g，加标回收控制在71.7-106.6，相对标准差在4.1-9.5。该方法精密度、准确度均高，操作简便，能满足土壤检测有机磷农药的要求。但是本研究所涉及的有机磷农药虽都属于极性化合物，但其极性有较大差别。使用单一萃取溶剂如甲醇、丙酮时不能达到理想效果，当采用混合溶剂对有机磷农药进行萃取时，其回收率明显有改观。但使用沸点较高的甲苯、乙腈等溶剂使萃取液的浓缩较为困难。此外，该法使用的石墨化碳黑虽然对有机物有较广的吸附范围，但不存在永久性吸附，导致测量结果存在误差。何丽芳和邹征欧5经反复试验,建立了一种大豆、苦瓜、油菜、青葱等蔬菜中敌敌畏、甲胺磷、茚虫威、乙酰甲胺磷等13种有机磷类农药多残留检测方法。蔬菜样品经乙腈提取、分配浓缩及净化后,采用GC法测定,13种农药在蔬菜中的平均添加回收率为86.3%-99.8%,相对标准偏差为1.67%-4.54%,最低检出限为0.002-0.01mgkg-1,该方法准确、精密度及灵敏度好,且简便快速、适用范围广。 应用GC法测定有机磷农药时，衬管中的玻璃纤维对乙酰甲胺磷和氧化乐果吸附严重，导致灵敏度降低。样品中的高沸点杂质污染分流平板及毛细管色谱柱，给气相色谱仪的清洁和维护带来不便。GC法需要对样品进行前处理,成本高,而且所需仪器昂贵而笨重,需要专业人员维护,且测定时间一般较长,不利于现场检测6。13高效液相色谱高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，该方法已成为化学、医学等学科领域中重要的分离分析技术。梁达清等7 采用高效液相色谱-串联质谱法测定香菇中 23 种有机磷农药多残留。样品通过乙腈提取，得到的乙腈提取液采用 C18和粉末分散固相萃取净化，高效液相色谱-串联质谱仪分析，采用电喷雾正离子方式多反应监测模式测定，外标法定量。方法的定量限达到 0.01mg/kg；回收率为 70.2%-105%，相对标准偏差为3.5%-13%。该方法灵敏、准确、快速，可满足香菇中多种有机磷农药的检测要求。刘建军 8 采用的超高效液相色谱法和串联质谱法联用测定大米中34种有机磷农药含量的方法与梁达清测定方法的类似，34种有机磷农药的测定下限为0.01mg/kg。在不同浓度水平下进行了回收率和精密度试验，方法的回收率在60.3%-112%之间，但是该方法所用的基质会对质谱仪有影响，从而存在系统误差。2 光谱法 光谱法是当物质被辐射能作用时，内部发生量子化的能级跃迁，从而产生光谱，其波长和强度就是测量对象。2.1荧光光谱法王清路等9通过了解有机磷农药敌敌畏和乐果在大白菜叶面的动态残留情况，利用荧光光谱法建立了一种对敌敌畏和乐果的荧光光谱特征分析和半衰期测定的研究方法。结果表明敌敌畏和乐果均以280 nm波长光线激发时,敌敌畏的发射峰在328nm处,而乐果在574 nm处。大白菜叶面敌敌畏的半衰期约为48 h,而乐果约为72 h。为蔬菜上的农药残留检测提供了参考。程定玺等【】在应用荧光光谱法时发现，在pH 6.0的磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲溶液中,溴化十六烷基三甲基铵与曙红反应,使其荧光强度剧增,当在EY-CTMAB中加入有机磷农药后,溶液在激发波（316 nm）,发射波（550 nm）处体系的荧光强度明显降低,且降低程度与有机磷农药的加入量呈线性关系。有较低的检出限、灵敏度高、干扰较少、谱线比较简单等优点荧光光谱法的应用日益广泛，但仍存在荧光淬灭效应、散射光的干扰等问题，同时，此方法用于复杂基体的样品测定比较困难，且在分析化学领域内发展较晚。2.2分光光度法柴昌信等10应用磷钼黄显色示差分光光度技术测定某钢厂循环管道除垢污水中的总磷, 基于黄色磷钒钼酸配合物颜色强度与磷的浓度成正比测定高浓度磷的含量。结果表明,磷含量在10.0-40.0 mg/L范围符合朗伯-比尔定律,方法精密度1.0%，加标回收率为98.8%-105.0%。分光光度法优点是灵敏度高，仪器设备简单，操作简便、快速，应用广泛，但与化学分析法相比，准确度相对不高。3酶抑制法 酶抑制法是根据昆虫毒理学原理发展而成。有机磷农药作为酶的抑制剂，与乙酰胆碱争夺酶功能部位，抑制了乙酰胆碱的水解。王文等11采用酶抑制法检测大蒜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留，对空白大蒜样品、农药水溶液样品分别进行不同pH值条件下的检测实验,发现待测液的酸碱度没有影响农药的定性判别结果,且极大地抑制了大蒜样品假阳性的发生,因此将该pH值范围(约pH8.0-9.0)确定为最佳检测条件。该方法不仅有效地减小了大蒜检测中产生的含硫物质对乙酰胆碱酯酶的抑制作用,同时保证了有机磷和氨基甲酸酯类农药的正常检测。3.1酶抑制生物传感器法 酶抑制生物传感器具有灵敏度高、响应快速、结构简单、成本低廉等优点。 Losiane等12用乙酰胆碱酯酶传感器测定西红柿中的西维因，并与高效液相色谱法比较，取得较好的分析结果。Suprun等13用传感器对涕灭威、对氧磷和甲基对硫磷等3种农药残留进行检测，检出限分别为30、10和5g/ml。这些研究为胆碱酯酶有机磷传感器的发展做了有意义的探索。 薛瑞等14采用层层自组装技术将乙酰胆碱酯酶和金纳米粒子通过静电作用固定到玻碳电极表面，成红地用于蔬菜样品中甲基对硫磷含量检测。L Yang等15将铂、羧基石墨、全氟硫酸复合成纳米复合物，对酶电极进行了修饰，用于检测甲基对硫磷和虫螨畏，并且检出限达10-14M。刘淑娟等16提出了一种在金电极面上电沉积二氧化锆纳米粒子固定胆碱酯酶，构建电流型传感器，以实现有机磷的定量检测。该传感界面能有效保持酶的活性，使传感器具有良好的响应性能，但只适于测定有机磷和氨基甲酸酯类农药的总量，在实现多种有机磷农药检测方面有待提高。4免疫分析技术 免疫分析法是免疫技术结合生物酶技术、化学发光技术、荧光技术或辐射技术用于物质残留检测的一门新技术17。4.1免疫吸附分析法 现在研究最多的是酶联免疫吸附法，使用方便、操作简单，成本低能够批量生产，能够满足现场快速检测的要求，但反应体系中使用的有机溶剂、离子强度和pH都对结果有较大影响。Xu等18在对河流、湖泊及地下水样品中对硫磷的检测后发现使用固相萃取工艺前后，剂量-反应曲线变化较大。4.2化学发光免疫分析法(CLIA) CLIA是将化学发光和免疫反应相结合的产物，因此化学发光具有荧光的特异性，同时不需要激发光，从而避免了荧光分析中激发光杂散的影响19。 Jin等20应用该法检测蔬菜水果的三唑磷农药，最低检测限达0.063 ng/mL，添加回收率在67-122，与液质串联质谱法进行相关性分析，结果表示有良好的相关性（R2=0.8996）。 该法灵敏度高、设备简单、操作方便、无放射性污染，但检测对象单一。4.3电化学免疫分析法 该法是通过在电极上施加电压或电流，使体系中的组分反应产生化学发光反应，从而对物质进行定量定性分析。Wei等21利用ECLIA对甲基毒死蜱进行检测，得到线性范围在0.4-20ng/mL，在土壤和葡萄糖中的加标回收率96.4-109.3，变异系数为9.1。相比化学发光免疫分析法，该法是用电极代替发光启动剂，能更准确地控制反应的开始。 目前有机磷农药残留免疫分析技术尚处于研究开发阶段，只有少数产品化，且多数为单一品种农药的检测。结语:目前检测有机磷农药的方法在应用到实践中时显现出许多不足，比如酶抑制法灵敏度不高、气相色谱法成本高以及化学发光免疫分析法的单一性等，需要在实践中不断完善改进。但是每种方法也有其独特的优点，比如酶抑制法可以较大范围、快速检测有机磷农药残留，气相色谱法分析速度快、一次可检测多种成分，化学发光免疫分析法成本低、设备简单。从总体来看，发展准确、快速、经济、结果可靠的检测方法将是有机磷检测方法的方向，尽可能让现有的技术在实践中得到完善和改进，使有机磷检测技术达到一个新的高度。参考文献1 王向红,崔小军,李昕等.食品中有机磷农药检测方法研究进展J.食品研究与开发,2006,27(11);190-1942郑东,王用岭,张洪秀等.薄层色谱法检测有机磷农药及监测洗胃效果的临床观察J.内科急危重症杂志,2005,11(1);44-453 滕军.DLLME-TLC快速检测血、尿中有机磷农药J. 实验与检验医学,2010,28(1);31-324张永涛,张莉,赵国兴等.快速溶剂萃取-气相色谱法测定土壤中10种有机磷农药J.中国卫生检验杂志,2013,23(10);2217-22195何丽芳,邹征欧. 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