周中木 楊雪梅 聶紅 高 禾

(重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，重慶 401123)

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農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀檢定方法的探討

周中木 楊雪梅 聶紅 高 禾

(重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院，重慶 401123)

隨著食品安全關(guān)注度的提升，農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀已廣泛應(yīng)用。從其工作原理和結(jié)構(gòu)，確定主要計(jì)量特性，并探討一套切實(shí)可行的檢定方法，確保農(nóng)藥殘留檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

農(nóng)藥殘留；檢定方法；探討

0 引言

農(nóng)藥殘留是指農(nóng)藥使用后殘存于環(huán)境、生物體和食品中的農(nóng)藥母體、衍生物、代謝物、降解物和雜質(zhì)的總稱。近年，食品安全重視度不斷提升，農(nóng)藥殘留已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。我國(guó)已對(duì)農(nóng)藥殘留制定了嚴(yán)厲的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)[1]。

農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀是用于快速檢測(cè)果蔬食品中農(nóng)藥殘留的計(jì)量器具，具有簡(jiǎn)便、快捷、高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，已被農(nóng)業(yè)、環(huán)保、質(zhì)檢等部門和賓館、飯店、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、超市等單位廣泛應(yīng)用，對(duì)我國(guó)監(jiān)控農(nóng)產(chǎn)品和食品中農(nóng)藥殘留的情況發(fā)揮了非常積極的作用。但是，目前，農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀還沒有相應(yīng)的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程，在量值溯源時(shí)缺乏有效的技術(shù)依據(jù)。本文根據(jù)筆者多年的工作閱歷，對(duì)市場(chǎng)占有率較高的農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀進(jìn)行計(jì)量特性剖析，探尋一套切實(shí)可行的檢定方法。

1 工作原理[2-5]

農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀基于酶抑制原理，僅限于檢測(cè)果蔬食品中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留。在特定條件下，有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥能抑制生物體內(nèi)乙酰膽堿酯酶的活性，且抑制率與農(nóng)藥的含量呈正相關(guān)。酶催化乙酰膽堿水解，其水解產(chǎn)物與顯色劑反應(yīng)，產(chǎn)生在412nm左右具有特征吸收譜線的黃色物質(zhì)，通過測(cè)量對(duì)照品和樣品在該波長(zhǎng)處規(guī)定時(shí)間內(nèi)吸光度的變化值，按式(1)計(jì)算抑制率，進(jìn)而由抑制率判斷出樣品中農(nóng)藥殘留含量是否超標(biāo)。

(1)

式中，n為抑制率，%；ΔA0為對(duì)照品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)吸光度的變化量，Abs；ΔAc為樣品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)吸光度的變化量，Abs。

農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀主要由光源、單色器、樣品室、檢測(cè)器、數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)組成，可分為單波長(zhǎng)單通道、單波長(zhǎng)多通道、可調(diào)波長(zhǎng)單通道和可調(diào)波長(zhǎng)多通道四類。

2 檢定項(xiàng)目

從農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀的工作原理和結(jié)構(gòu)不難發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀就是一種具有特定功能的光譜類儀器，其計(jì)量特性和普通的可見分光光度計(jì)有很多共同點(diǎn)。波長(zhǎng)和吸光度是表征農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀計(jì)量性能的兩大重要參量。

儀器波長(zhǎng)示值誤差和重復(fù)性主要決定于儀器內(nèi)置的單色器構(gòu)件。目前常用的單色器有固態(tài)發(fā)光器件、干涉濾光片和光柵三種。固態(tài)發(fā)光器件集光源和單色器于一體，可發(fā)射固定波長(zhǎng)的單色光源。干涉濾光片利用電介質(zhì)和金屬多層膜的干涉作用,以從入射光中選取通過特定波長(zhǎng)的光。光柵單色器可以把復(fù)合光分成連續(xù)不同波長(zhǎng)的單色光，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作條件苛刻，運(yùn)行成本高。采用這種單色器可以做成可調(diào)波長(zhǎng)和固定波長(zhǎng)光學(xué)結(jié)構(gòu)[5]。

吸光度參量可以充分反應(yīng)儀器整體性能[6]，諸如穩(wěn)定性、吸光度示值誤差和重復(fù)性。農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀的這些計(jì)量特性將直接影響農(nóng)藥殘留的檢測(cè)結(jié)果，在計(jì)量檢定中是必須檢定的。對(duì)于多通道類儀器還應(yīng)對(duì)通道誤差進(jìn)行檢定。當(dāng)多個(gè)比色皿配套使用時(shí)，還需要對(duì)比色皿配套性檢定。表1列出了本方法主要檢定項(xiàng)目和技術(shù)要求。

表1 主要檢定項(xiàng)目及技術(shù)要求

3 檢定用設(shè)備

1)專用光譜分析儀[6]：用于單波長(zhǎng)農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀波長(zhǎng)示值誤差和重復(fù)性檢定。以靈活的帶有連接器的光纖，將單色光傳輸?shù)焦庾V儀，利用軟件對(duì)單色光進(jìn)行一定增益或衰減后，在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行能量掃描。該光譜分析儀利用自然基準(zhǔn)汞燈進(jìn)行溯源，可以確保其波長(zhǎng)最大允許誤差不超過±1nm。

2)干涉濾光片：用于可調(diào)波長(zhǎng)農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀波長(zhǎng)示值誤差和重復(fù)性檢定。干涉濾光片須定期用Ⅰ級(jí)紫外可見分光光度計(jì)溯源，其定值擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于1.0nm。

3)中性濾光片：用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀量程漂移、吸光度示值誤差和重復(fù)性檢定。通常選用吸光度值約為0.20Abs、0.50Abs、1.00Abs和1.50Abs四塊中性濾光片。中性濾光片須定期用Ⅰ級(jí)紫外可見分光光度計(jì)在412nm波長(zhǎng)處定值，其定值擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于0.005Abs。

4 檢定方法[7-8]

4.1 零點(diǎn)漂移和量程漂移的檢定

1)儀器預(yù)熱穩(wěn)定后，以空氣為參比進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)，記錄儀器示值并開始計(jì)時(shí)。3min后再次讀取儀器示值，前后兩次儀器示值之差即為儀器零點(diǎn)漂移。

2)以空氣為參比進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)后，放入吸光度約為1.00Abs的中性濾光片，讀取儀器示值并開始計(jì)時(shí)。3min后再次讀取儀器示值，前后兩次儀器示值之差即為儀器量程漂移。

4.2 波長(zhǎng)示值誤差與重復(fù)性的檢定

1)對(duì)于單波長(zhǎng)農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀，采用合適的方法將光纖接收端置入樣品池并密閉，另一端和光譜分析儀連接。通過光譜分析儀操作軟件對(duì)采集的單色光進(jìn)行一定增益或衰減，選取合適的掃描范圍，較小的取樣間隔，進(jìn)行單向能量掃描，讀取峰值波長(zhǎng)，重復(fù)測(cè)量3次，按式(2)和式(4)分別計(jì)算波長(zhǎng)示值誤差和重復(fù)性。

(2)

δl=lmax-lmin

(3)

式中，Δl 為波長(zhǎng)示值誤差，nm；li為第i次測(cè)得的峰值波長(zhǎng)，nm；lD為儀器特定使用波長(zhǎng)，nm；δl為波長(zhǎng)示值重復(fù)性，nm；lmax為3次測(cè)得值中的最大值，nm；lmin為3次測(cè)得值中的最小值，nm。

2)對(duì)于可調(diào)波長(zhǎng)農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀，在儀器使用波長(zhǎng)范圍內(nèi)，每間隔100nm至少選擇一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行波長(zhǎng)示值誤差和重復(fù)性檢定。以空氣為參比，在干涉濾光片參考波長(zhǎng)附近，由低到高逐點(diǎn)對(duì)干涉濾光片進(jìn)行吸光度測(cè)量，記錄吸光度值最小處的波長(zhǎng)值，重復(fù)測(cè)量3次，按式(3)和式(4)分別計(jì)算儀器波長(zhǎng)示值誤差和重復(fù)性。

(4)

式中：ls為干涉濾光片參考波長(zhǎng)，nm。

4.3 吸光度示值誤差和重復(fù)性的檢定

1)儀器預(yù)熱穩(wěn)定后，以空氣為參比，測(cè)量中性濾光片的吸光度值，各測(cè)量3次，按式(5)計(jì)算吸光度示值誤差。各通道獨(dú)立測(cè)量計(jì)算，以偏離參考值最大者作為儀器吸光度示值誤差。

(5)

式中：ΔA為吸光度示值誤差，Abs；Ai為第i次吸光度測(cè)得值，Abs；As為吸光度參考值，Abs。

2)選取吸光度約為1.00Abs的中性濾光片，以空氣為參比，在同一通道對(duì)其進(jìn)行7次重復(fù)測(cè)量，按式(6)計(jì)算儀器吸光度示值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。各通道獨(dú)立測(cè)量計(jì)算，以最大值作為儀器的吸光度示值重復(fù)性。

(6)

對(duì)于可調(diào)波長(zhǎng)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀需要調(diào)節(jié)波長(zhǎng)至412nm處檢定。

4.4 通道誤差的檢定

儀器預(yù)熱穩(wěn)定后，以空氣為參比，測(cè)量吸光度值約為1.00Abs的中性濾光片在各通道的示值，其極差即為儀器通道誤差。

4.5 吸收池配套性的檢定

任取一比色皿盛去離子水置于樣品室調(diào)零，然后將其余比色皿都盛同一批次去離子水，置于同一樣品通道內(nèi)進(jìn)行吸光度測(cè)量，其吸光度差值即為吸收池配套性。

5 檢定實(shí)例

對(duì)兩臺(tái)不同廠家生產(chǎn)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀按照本方法進(jìn)行檢定，其檢定的結(jié)果如表2所示。

由表2數(shù)據(jù)可知，兩臺(tái)儀器的所有檢定項(xiàng)目都滿足表1的技術(shù)要求，檢定結(jié)論都合格。

6 結(jié)束語

上述探討的檢定方法，對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀的計(jì)量特性進(jìn)行了全面考核，確保了其量值的準(zhǔn)確可靠。方法科學(xué)合理，簡(jiǎn)單易行，對(duì)相關(guān)儀器使用單位開展儀器性能評(píng)價(jià)和計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)開展對(duì)應(yīng)檢定或校準(zhǔn)工作都具有積極的指導(dǎo)意義。

表2 兩臺(tái)農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀檢定結(jié)果

[1] GB 2763—2014 食品中農(nóng)藥最大殘留限量[S]

[2] GB/T 5009.199—2003 蔬菜中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留量的快速檢測(cè)[S]

[4] 溫艷霞,李建科.酶抑制率法在農(nóng)殘檢測(cè)中的應(yīng)用及乙酰膽堿酯酶的研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā)，2005，26(1)

[4] 杜娟.果蔬中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法的研究進(jìn)展[J].廣東化工，2012，39(9)

[5] 欒云霞，李楊，平華，陸安祥，潘立剛，王紀(jì)華.基于酶抑制法的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀器現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)[J].食品安全檢測(cè)質(zhì)量學(xué)報(bào)，2012，3(12)

[6] 尚嵐，朱茜，丁峰元.食品安全快速檢測(cè)儀校準(zhǔn)技術(shù)探討[J].中國(guó)測(cè)試，2015，41(1)

[7] JJG 861—2007酶標(biāo)分析儀檢定規(guī)程[S]

[8] JJG 178—2007紫外、可見、近紅外分光光度計(jì)檢定規(guī)程[S]

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.10.16