
农药在保障农作物产量和品质方面发挥着重要作用,但不合理使用导致的农药残留问题,已成为威胁食品安全和人体健康的关键因素。有机磷和氨基甲酸酯类农药作为我国广泛使用的杀虫剂,其残留量超标会抑制人体乙酰胆碱酯酶活性,引发神经系统功能紊乱等健康风险。因此,建立高效、快速、准确的农药残留检测方法,对强化食品安全质量控制具有重要现实意义。
传统农药残留检测方法主要包括高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)等,这些方法虽具有高灵敏度和高准确性,但存在样品前处理复杂、检测周期长、仪器成本高、依赖专业人员操作等局限,难以满足现场快速检测和大规模筛查的需求。生物荧光检测技术基于酶抑制原理,具有反应快速、操作简便、成本低廉等优势,已成为食品安全快速检测领域的研究热点。
博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光计作为一款新型快速检测仪器,采用特异性荧光探针技术,可实现对酶活性抑制程度的精准定量分析。本研究以典型农药残留为检测目标,系统验证博清生物荧光计在实际样品检测中的性能指标,旨在为其在食品安全质量控制中的推广应用提供科学依据。
一、材料与方法
(一)实验材料
1、试剂:乙酰胆碱酯酶(AChE,活性≥500U/mL)、荧光底物(ATCh-I,纯度≥98%)、毒死蜱、克百威、敌敌畏等标准品(纯度≥99%),甲醇、乙酸乙酯等色谱纯试剂,磷酸盐缓冲液(PBS,0.1mol/L,pH=7.4)。
2、样品:新鲜白菜、黄瓜、苹果等果蔬样品,购自当地农贸市场,经去杂、清洗、匀浆后备用。
3、仪器:博清生物荧光计,高效液相色谱仪,分析天平,高速离心机,恒温水浴锅。
(二)实验方法
1、检测体系建立
基于乙酰胆碱酯酶抑制原理构建检测体系:在反应管中依次加入50μL PBS缓冲液、20μL AChE溶液,37℃孵育5min;加入20μL不同浓度农药标准液或样品提取液,继续孵育10min;加入10μL荧光底物,反应5min后,用博清生物荧光计测定荧光强度值。以不加农药的体系作为空白对照,计算酶抑制率,抑制率=(空白荧光强度-样品荧光强度)/空白荧光强度×100%。
2、标准曲线绘制
配制系列浓度的毒死蜱、克百威等农药标准溶液,按照上述检测体系进行测定,以农药浓度为横坐标,酶抑制率为纵坐标,绘制标准曲线,计算线性回归方程和相关系数,并确定检出限(LOD,以3倍信噪比计算)。
3、精密度实验
选取低、中、高3个浓度的农药标准溶液,每个浓度平行测定6次,用博清生物荧光计检测荧光强度,计算相对标准偏差(RSD),评价仪器的精密度。
4、实际样品检测与回收率实验
将果蔬样品匀浆后,采用QuEChERS方法进行提取净化:称取10g匀浆样品于50mL离心管中,加入10mL乙腈,涡旋混匀2min,加入4g无水硫酸镁和1g氯化钠,剧烈振荡1min,8000r/min离心5min;取上清液5mL,加入150mg无水硫酸镁和50mg C18吸附剂,涡旋1min,8000r/min离心5min,取上清液稀释后作为样品提取液。
在空白样品提取液中加入不同浓度的农药标准液,进行加标回收率实验,每个加标水平平行测定3次,计算回收率。同时采用HPLC方法对同一批样品进行检测,对比两种方法的检测结果。
二、结果与分析
(一)标准曲线与检出限
博清生物荧光计对两种典型农药的检测线性关系良好,线性范围、回归方程、相关系数及检出限结果。结果显示,毒死蜱和克百威的线性相关系数均大于0.995,检出限分别为0.012mg/kg和0.008mg/kg,均低于GB 2763-2021《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》规定的限值(毒死蜱在蔬菜中限量为0.05mg/kg,克百威在水果中限量为0.02mg/kg),表明该仪器具备较高的检测灵敏度,可满足食品安全标准要求。
(二)精密度实验结果
低、中、高三个浓度水平的农药标准溶液精密度实验结果显示,毒死蜱的RSD分别为2.8%、2.1%、1.9%,克百威的RSD分别为3.2%、2.5%、2.0%,均小于5%,表明博清生物荧光计的检测稳定性良好,重复性佳。
(三)实际样品检测与回收率
选取白菜、黄瓜、苹果3种常见果蔬样品进行实际检测,均未检出目标农药残留。加标回收率实验结果表明,3种样品中两种农药的加标回收率在85.3%~97.8%之间,RSD≤4.5%,符合农药残留检测的回收率要求(80%~120%)。
将博清生物荧光计与HPLC方法的检测结果进行对比,两种方法对加标样品的检测值相对误差均小于5%,表明博清生物荧光计的检测准确性与传统国标方法具有良好的一致性,且检测时间从HPLC的2~3h缩短至15min以内,显著提升了检测效率。
三、讨论
本研究证实,博清生物荧光计在农药残留检测中具有显著优势:其一,检测速度快,单样品从前处理到出结果仅需15min,远优于传统仪器检测方法,可实现现场快速筛查;其二,灵敏度高,对典型农药的检出限低于国家标准限值,能有效识别低浓度残留超标样品;其三,操作简便,无需专业人员和复杂实验室条件,适合基层监管和企业质量控制使用。
相较于同类荧光检测仪器,博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光计在稳定性和抗干扰性方面表现更优。实验中,果蔬样品基质对检测结果的影响较小,加标回收率稳定,表明该仪器对复杂样品的适应性较强。但本研究仅针对有机磷和氨基甲酸酯类农药进行了验证,未来可进一步拓展检测农药种类,优化检测体系,提高对其他类别农药的检测能力。
在实际应用中,博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光计可广泛应用于农产品生产基地、农贸市场、食品加工企业等场景的农药残留快速检测,为食品安全质量控制提供实时、高效的技术支持,有助于构建全方位的食品安全检测网络,保障消费者饮食安全。
博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光计基于乙酰胆碱酯酶抑制法建立的农药残留检测体系,具有检测快速、灵敏度高、准确性好、操作简便等优点,对有机磷和氨基甲酸酯类农药的检出限满足国家食品安全标准要求,实际样品检测回收率和精密度符合检测规范,与传统国标方法检测结果一致性良好。该仪器可有效解决传统检测方法效率低、操作复杂的问题,为食品安全现场快速检测和质量控制提供了可靠的技术手段,具有广阔的推广应用前景。




