农残检测技术简介.pptx

农残检测技术农残检测技术农残检测技术贺飞飞贺飞飞目录目录p一、概述一、概述p二、检测技术二、检测技术一、概述一、概述1.1.农药残留农药残留（Pesticide Residue）:农药使用后残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。2.2.我国常用农药我国常用农药A、有机磷类 滴滴畏、甲拌磷、乐果、对氧磷、对硫磷、喹硫磷、伏杀硫磷、敌百虫、氧化乐果、磷胺、甲基嘧啶磷、马拉硫磷、辛硫磷、亚胺硫磷、甲胺磷、地亚农、甲基毒死蜱、毒死蜱、倍硫磷、杀扑磷、乙酰甲胺磷、巴胺磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷、异柳磷、乙硫磷等B、有机氯类 -666、-666、-666、-666、op DDE、pp-DDE、op DDD、pp-DDD、pp-DDT、op-DDT、异菌脲、五氯硝基苯、林丹、乙烯菌核利、三氯杀螨醇、功夫、氯硝胺、百菌清、粉锈宁、甲氰菊酯、氯菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯等。C、氨基甲酸酯类p涕灭威砜、涕灭威亚砜、灭多威、3-羟基呋喃丹、涕灭威、呋喃丹、甲萘威、叶蝉散、仲丁威、速灭威等 主要表现：主要表现：血液中血液中胆碱酯酶受抑胆碱酯酶受抑，活力下降，使分解，活力下降，使分解乙酰胆碱的能力丧失乙酰胆碱的能力丧失，从而引起一系列的中毒表现，如，从而引起一系列的中毒表现，如出汗、出汗、肌肉颤动、心跳加快、瞳孔缩小等，严重的可导致中枢神经肌肉颤动、心跳加快、瞳孔缩小等，严重的可导致中枢神经系统功能失常。系统功能失常。蓄积于脂肪含量较高的组织和脏器蓄积于脂肪含量较高的组织和脏器主要损害肝、肾和神经中枢主要损害肝、肾和神经中枢动物实验表明有机氯农药对动物有诱发肝癌的作用动物实验表明有机氯农药对动物有诱发肝癌的作用有机磷类农药的危害有机磷类农药的危害有机氯类农药的危害有机氯类农药的危害3.3.常用农药危害常用农药危害 毒性：与人体细胞色素氧化酶结合，造成毒性：与人体细胞色素氧化酶结合，造成 组织细胞内窒息组织细胞内窒息 中毒症状：神经系统症状及皮肤刺激症状中毒症状：神经系统症状及皮肤刺激症状 对鱼类有很高的蓄积性，有对鱼类有很高的蓄积性，有“三致三致”作用作用拟除虫菊酯类农药的危害拟除虫菊酯类农药的危害氨基甲酸酯类农药的危害氨基甲酸酯类农药的危害在胃中酸性条件下可与食物中的亚硝基化合物在胃中酸性条件下可与食物中的亚硝基化合物的前体物质亚硝酸盐和硝酸盐反应生成强致癌的前体物质亚硝酸盐和硝酸盐反应生成强致癌性的亚硝基化合物（性的亚硝基化合物（NOC），因此认为氨基甲），因此认为氨基甲酸酯类杀虫剂可能具有致畸、致突变、致癌，酸酯类杀虫剂可能具有致畸、致突变、致癌，并推断氨基甲酸酯类杀虫剂本身在环境中也能并推断氨基甲酸酯类杀虫剂本身在环境中也能形成亚硝胺。形成亚硝胺。甲胺磷、久效磷、甲基对硫磷、对硫磷、磷胺 2004年：撤消其生产、销售年：撤消其生产、销售20052006年：仅用于棉花、小麦、玉米、水稻年：仅用于棉花、小麦、玉米、水稻 2007年年1月月1日：中国全面禁止日：中国全面禁止4.我国全面禁用的我国全面禁用的5种高毒农药种高毒农药5.5.残留农药检测方法残留农药检测方法 根据根据农药农药 的化学特性和毒理学性质，检测的化学特性和毒理学性质，检测农药农药 的的方法有二大类：方法有二大类：快速检验法（快速检验法（乙酰胆碱酯酶抑制法乙酰胆碱酯酶抑制法）仪器分析法（气相或仪器分析法（气相或气相气相-质谱联用法质谱联用法）p从目前我国农药残留检测技术来看，近几年有很大变化，主要表现现在以下几个方面：检测范围由单个农药检测向多种农药检测发展，检测仪器从以GC检测为主转向以GC/MS特别是HPLC/MSn为主，检测方法特别是纯化方法有巨大变化，检测中试剂消耗上有明显减少。p从国际形势发展来看，多残留检测是一个趋势。多残留检测方法的特点是前处理简单、低成本、高灵敏度、高选择性、高效率、提供分子结构信息。目前世界各国的化学农 药品种1400多个，普遍使用的有100多种杀虫剂、50多种除草剂、50多种杀菌剂、20多种杀线虫剂和30多种其他化合物。从检测范围来看，目前有机磷农药还是占有很大的比例。多残留检测方法。1963年有了Mills法，2003年有了QuEChERS法。这两个方法原理是一样的，但是后者简化了，在检测中的试剂消耗减少了，过去用大柱，现在用小柱，速度快了，溶剂量减少了。这是一个典型的方法转变的实例。二、检测技术二、检测技术1.农残检测流程样品采集1.提取2.净化仪器分析 提取是将样品中的农药溶解分离出来的操作步骤。净化的基本原理主要为液一液作用，液一固作用，液一气作用及化学反应。2.农药残留样品的提取方法：p振荡法;p索氏提取法；p匀浆捣碎法；p超声波提取法；p微波辅助提取法;p加速溶剂萃取法；3.农药残留检测样品的净化方法：p液液分配法；p层析柱法；p固相萃取法：p磺化法；p薄层色谱法。4.经典检测技术p气相色谱法GCp气相色谱-质谱联用法GC-MSp高效液相色谱法HPLCp液相色谱-质谱联用法LC-MSp超临界流体色谱法SFC仪仪器器检检测测技技术术痕量无机物定量痕量无机物定量无机元素形态分析无机元素形态分析气相色谱或液相色谱气相色谱或液相色谱电感耦合等离子体质谱联用电感耦合等离子体质谱联用电感耦合等离子体质谱电感耦合等离子体质谱(ICP-MS）原子发射光谱（原子发射光谱（AES）原子吸收光谱（原子吸收光谱（AAS）毛细管电泳毛细管电泳质谱（质谱（CE-MS）气相色谱气相色谱串联质谱串联质谱(GC-MS/MS)色色谱谱质质谱谱联联用用高效液相色谱高效液相色谱串联质谱（串联质谱（LC-MS/MS）高效液相色谱高效液相色谱质谱（质谱（LC-MS）气相色谱气相色谱质谱质谱（GC-MS）色谱色谱液相色谱液相色谱气相色谱气相色谱4.1 气相色谱法Gas Chromatography,GC 气相色谱法是利用试样中各组分在气相和固定液一液相间的分配系数不同,当汽化后的试样被载气带人色谱柱中运行时,组分就在其中的两相间进行反复多次分配,经过一定的柱长后,便彼此分离,按顺序离开色谱柱进人检测器,产生的离子流信号经放大后,在记录器上描绘出各组分的色谱峰。气相色谱法具有操作简单，分析速度快，分离效能高，灵敏度高，应用范围广，可进行多残留分析等特点，但一般不适用现场检侧,沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难以应用气相色谱法进行分析。4.2 气相色谱-质谱联用法GC-MS 气相色谱-质谱联用是将气相色谱仪和质谱仪串联起来作为一个整体的检测技术。样本中的残留农药通过气相色谱分离后,对它们进行质谱的从低质量数到高质量数的全谱扫描。根据特征离子的质荷比和质量色谱图的保留时间进行定性分析,根据峰高或峰面积进行定量,不但可将目标化合物与干扰杂质分开,而且可区分色谱柱无法分离或无法完全分离的样品。4.3 高效液相色谱法高效液相色谱法HPLCHPLC 高效液相色谱法也是一种传统检测方法,可以分离检测极性强、分子量大的离子型农药,尤其适用于高沸点、热稳定性差、相对分子质量大、不易气化或受热易分解农药的检测。由于受热易分解或失去活性的物质不能直接使用或不适合用气相色谱(G C)分析,从而推动液相色谱技术的发展。4.4 液相色谱-质谱联用法LC-MS 液相色谱-质谱联用是利用内喷射式和粒子流式接口技术将液相色谱和质谱联接起来的方法。LC在分离方面非常有效,而MS允许分析物在痕量水平上进行确认和确证。LC-MS对简单样品具有几乎通用的多残留分析能力,检测灵敏度高,选择性好,定性定量可同时进行,结果可靠。主要用于分析热不稳定、分子量较大、难于用气相色谱分析的样品,是农药残留分析中很有力的一种方法。由于高效液相色谱-质谱联用通过在常温条件下实现择品的分离,就可以得到质谱鉴定所获取的参数,因此比气相色谱-质谱联用技术的应用前景更为广泛。4.5 超临界流体色谱法SFC 超临界流体色谱是以超临界流体为流动相的色谱分离检测技术,可以使用各种类型的较长色谱柱,可在较低温度下分析分子量较大、对热不稳定和极性较强的化合物。超临界流体（通常是co2）具有气体和液体的双重性质,粘度小、传质阻力小、扩散速度快,分离能力和速度可与气相色谱相比，而其 密度、溶解力和速度又可与高效液相色谱相当,这对于在含有脂肪的食品中的农药残留分析具有重要意义。SFC 以超临界流体为流动相,对操作人员和环境无害,保留时间较短,工作温度较低,适于分析中等极性、热不稳定性化合物,可以与大部分G C 和H P优的检测器相连,极大地拓宽了其应用范围。5.快速检测方法p酶抑制法p免疫分析法p生物传感器p活体检测5.1 酶抑制法 酶抑制检测法应用于检测蔬菜、水果或农产品中的有机磷类和氨基甲酸酯类农药残留。其原理是将乙酰胆碱酯酶与蔬菜、水果或农产品提取液混合，以碘化乙酰硫代胆碱(ATCHI)为底物，二硫双硝基苯甲酸(DTNB)为显色剂，经过一定时间的反应后比色。如果提取液中不含农药或残留量极低，酶的活性就不被抑制，基质就会被水解，水解产物与加入的显色剂产生颜色反应。反之，加入的显色剂就不显颜色或颜色变化很小。酶抑制法显色原理 水解水解加酶加酶显色剂显色剂未水解未水解显色剂显色剂不显色不显色显色显色无农药无农药有农药有农药5.2 免疫分析法 免疫分析法(Immunoassay Analysis,IA)是利用抗原和相应抗体在体外也能特异性结合的原理发展的一类特异性强、灵敏度高、分析容量大、分析成本低、安全可靠的检测方法。是一种以抗体作为生物化学检测器,对化合物、酶或蛋白质等物质进行定性和定量分析,将免疫反应与现代测试手段相结合而建立的超微量测定技术。由于抗体是专为抗原产生的,试验的专一性及亲和力强,因而方法灵敏度高,同时它对提取净化的要求不是太高。5.2.1 酶联免疫检测法(ELISA)酶联免疫吸附测定技术(ELISA)是免疫技术与现代测试手段相结合的一种超微量的测定技术。其原理是通过在合适的载体上，酶标限定量的抗原与未知抗原竞争固相抗体结合位点，形成抗体复合物。在一定底物参与下，复合物上的酶催化底物使其水解氧化或还原成另一种带色物质，由于酶的降解产物与显色成正比，因此可通过酶标仪来测定，从而确定是否存在未知抗原及其含量。5.3 生物传感器 生物传感器是将传感器技术与农药免疫分析技术相结合而建立起来的检测方法。用固定化的生物体成分(酶、抗原、抗体等)或者生物体本身(细胞、微生物等)为敏感元件,再与适当的能量转换器结合而成器件。传感器的生物敏感层与复杂样品中特定的目标分析物之间的识别反应会产生一些物理化学信号的变化,这些变化通过不同原理的传感器转换成次级信号(通常为电信号),经放大后显示或记录下来,通过分析信号对待测物进行定性和定量检测。生物传感器是将化学量转化为其他可测量的物理量,是集生物化学、生物工程、电化学、材料科学和微型制造技术于一体。5.4 活体生物检测5.4.1 利用发光细菌检测农药残留 发光细菌体内的荧光素在有氧时经荧光酶的作用会产生荧光，但当受到某些有毒化合物的作用时发光会减弱，其减弱的程度与有毒物的质量浓度呈一定的线性关系，利用这一特性对农药残留试样进行测定。该方法的特点是快速、简便、灵敏、价廉，是检测蔬菜中有机磷农药残留的一种快速、有效的方法，经稍加改进还可应用于蔬菜以外的农产品如水果、稻米中的毒物检测。5.4.2 利用大型水蚤检测农药残留 该方法的原理是将蔬菜汁按ISO标准稀释，每个剂量10个水蚤，测定24、48、96 h的实验结果，以实验水蚤的心脏停止跳动作为最终死亡指标，测定半数致死浓度。5.4.3 利用家蝇检测农药残留 将高敏感性的家蝇置于菜汁中，45 h后家蝇死亡率10%以下即定为合格农产品。该方法的优点是对产品中各种有毒物质均可进行测定，无需仪器，无需前处理，灵敏度比较高。6.农药残留测定方法的发展前景 目前的研究方向集中在开发新的检测产品和技术，努力使快速检测向简便、快捷、灵敏度高的方向发展。一方面是将生物技术与现代化技术相结合，新的分析技术将涉及细胞化学、发酵化学、免疫化学和多肽排列结构等多学科知识。例如，不断完善的免疫芯片技术，使农药残留的快速、高通量检测成为可能。另一方面加强农药残留降解技术的研究。此外还积极开发生产高效、低毒和易于降解的农药或生物农药，使农药残留最大限度地减少。所有这些研究都预示着快速检测技术将向新的高度推进。谢谢！