農(nóng)藥的充分使用為有效防治各類病蟲害、增加農(nóng)作物產(chǎn)量，確保食物供給作出了巨大貢獻。近年，很多國家和地區(qū)濫用、過量使用農(nóng)藥，食物中的農(nóng)藥殘留量較高，進而引發(fā)中毒的問題比較顯著。不少國家明確規(guī)定了食品中農(nóng)藥最大殘留限量（MRL），很多國家紛紛將農(nóng)藥殘留分析當作自身農(nóng)藥管理領(lǐng)域必不可少的一個環(huán)節(jié)。人們越來越多地采取高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）、液相色譜-質(zhì)譜法（LC-MS）、氣相色譜-質(zhì)譜法等，它們的優(yōu)點非常突出，如分離效能高、適用范圍廣、重復(fù)性好、靈敏度高、選擇性強，能夠定量定性地開展多殘留分析，變成了農(nóng)藥殘留檢測流程中必不可少的一種常規(guī)手段。

美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)服務(wù)研究中心針對傳統(tǒng)樣品前處理存在著單個樣品的凈化、提取時間長，有毒溶劑消耗量較多等問題，2002 年第一次公開發(fā)表了安全、耐用、高效、廉價、簡便、快速檢測農(nóng)藥多殘留物的方法。如今這種檢測技術(shù)日益完善，被廣泛運用到水果、蔬菜等多類食品的農(nóng)藥殘留檢測中。常規(guī)檢測用到的儀器較為龐大、笨重、昂貴，并且需專業(yè)化的技術(shù)員進行操作，且只能在實驗室內(nèi)開展抽樣檢測活動，無法有效滿足現(xiàn)場快速檢測相關(guān)樣品的需要。不少國家的技術(shù)工作者紛紛深入鉆研，希望開發(fā)新技術(shù)，提出新原理，形成和設(shè)計出高靈敏度、特異性強、安全準確、快捷方便、廉價簡單的快速檢測技術(shù)。

一、生物檢測法

（一）生物傳感技術(shù)

生物傳感器涵蓋了檢測器、轉(zhuǎn)換器（用于信號轉(zhuǎn)換）、識別元件（其中的固定化酶層）等部分。底物通過酶的催化作用后，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)產(chǎn)物，由檢測器對產(chǎn)物進行檢測，并且借助轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的化學(xué)、物理信號，進而完成對有機磷農(nóng)藥殘留量的檢測活動。

（二）酶聯(lián)免疫法

在生物學(xué)領(lǐng)域中，免疫學(xué)技術(shù)是運用酶具備的催化性以及抗原抗體具備的免疫反應(yīng)特異功能而逐步成熟的技術(shù)。在檢測有機磷的過程中，蛋白質(zhì)分子和有機磷分子結(jié)合后被制成了具備抗原功能的物質(zhì)，使免疫動物生成特異性抗體，把相關(guān)抗原和待測物結(jié)合起來，并添加酶的底物，借助酶和底物之間的顏色反應(yīng)，完成定性或者定量測定。酶聯(lián)免疫（ELISA）分析被廣泛地應(yīng)用于檢測有機磷的相關(guān)農(nóng)藥殘留。

（三）膽堿酯酶抑制法

在生物神經(jīng)傳導(dǎo)中，丁酰膽堿酯酶以及乙酰膽堿酯酶的作用非常關(guān)鍵，它可以使神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)正常傳導(dǎo)。按照酶抑制法，酯酶在一定條件下可以對羧酸類物質(zhì)的水解反應(yīng)進行催化，有機磷類農(nóng)藥能夠抑制酯酶的活性，進而壓制和弱化酯酶對羧酸類物質(zhì)水解反應(yīng)的催化作用。按照有機磷農(nóng)藥的相關(guān)作用機理，在對農(nóng)藥殘留成分進行檢測的過程中，可以借助膽堿酯酶自身的抑制程度，對樣品中的農(nóng)藥殘留含量超標與否作出判斷。

二、納米材料技術(shù)

納米材料被界定為三維空間中最少有一維處在納米尺度的范疇內(nèi)（1～100 nm），或由其尺度范圍的相關(guān)物質(zhì)作為基本結(jié)構(gòu)單元而形成的材料總稱。如今納米材料重點涵蓋金納米粒子、納米碳管、磁性納米粒子、熒光量子點等。納米材料具有顯著的交叉性，因其具備獨特的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)、尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等被人們高度重視，被用在諸多領(lǐng)域中。Qu F 等把熒光免疫分析方法和磁性納米粒子有機結(jié)合起來，有效檢測了茄子、菠菜、胡蘿卜、白菜等多個農(nóng)作物的三唑磷農(nóng)藥殘留。Meng X 等利用酶抑制原理，借助量子點和乙酰膽堿組裝出了傳感器，對樣品殘留的有機磷農(nóng)藥含量進行檢測。檢測的敵敵畏殘留下限為4.49 nmol/L，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出了一種靈敏、快速、簡單的檢測方法。Zhang K 等設(shè)計出以量子點熒光信號開關(guān)對有機磷農(nóng)藥進行快速篩查檢測的方法，借助CdTe 量子點所具備的表面協(xié)同熒光能量共振轉(zhuǎn)移和單配體，代替開關(guān)機理，檢測有機磷農(nóng)藥具有高靈敏度和高選擇性。納米材料能夠批量生產(chǎn)、易于制備，可以使納米材料和電化學(xué)、傳感器、免疫學(xué)、生物學(xué)等結(jié)合起來，形成納米抗體免疫法技術(shù)，具有靈敏度高、速度快、特異性顯著等優(yōu)勢，如今科學(xué)家們?nèi)栽诔掷m(xù)篩選特異性更顯著的抗體。納米發(fā)光酶電化學(xué)生物傳感器，能夠有效破除能量轉(zhuǎn)移的不足，靈敏度、可靠性、準確性都比較高。納米材料傳感器在較大程度上增強了電化學(xué)生物傳感器的再現(xiàn)性以及靈敏度，可以為有效檢測有機磷農(nóng)藥提供可靠的借鑒，進而彌補相關(guān)技術(shù)的缺陷，成為農(nóng)藥殘留檢測的一個發(fā)展趨勢。

三、生物傳感器技術(shù)

一般而言，生物傳感器是針對特定類型的具有可反應(yīng)、可選擇特性的生物活性物質(zhì)或者化學(xué)物質(zhì)的分析裝置。傳感器自身的生物敏感層和相關(guān)復(fù)雜樣品中抗原、抗體底物以及酶、糖與外源凝集素、互補片段以及核酸之間等目標分析物識別反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生電化學(xué)、顏色、聲音、光熱等化學(xué)、物理信號的變化，上述變化經(jīng)由原理不同的轉(zhuǎn)換器（如離子選擇性電極、熱敏電阻、光敏管、壓電晶體等）轉(zhuǎn)換為第二信號（一般都轉(zhuǎn)換成電信號），通過放大后記錄或者顯示。

這些研究開發(fā)出了多樣化的測定方法，有效提升了測量靈敏度，縮短了反應(yīng)時間，增加了儀器自動化程度，增強了現(xiàn)場檢測能力等。按照生物傳感器的不同信號轉(zhuǎn)換器，將其劃分成光學(xué)、電化學(xué)、半導(dǎo)體、測熱型等多種傳感器。就電化學(xué)類型的生物傳感器而言，將電化學(xué)電極當作自身的信號轉(zhuǎn)換器，與動植物組織、微生物、酶等相關(guān)生物識別元件有效組合而成。酶電極將電極以及固定化酶有機銜接起來，向被測溶液中浸入酶電極，待測底物來到酶層中發(fā)生酶促反應(yīng)，消耗或者產(chǎn)生能夠被測定的、可還原或者可氧化的電活性物質(zhì)，電極能夠響應(yīng)其反應(yīng)，完成從化學(xué)信號到電信號的轉(zhuǎn)變，并開展相應(yīng)的檢測活動。

王翔借助有機磷農(nóng)藥以及乙酰膽堿酯酶間獨特的親和力，對實驗條件進行優(yōu)化，將乙酰膽堿酯酶當作固定的相關(guān)生物傳感器，將石英晶體作為惰性載體的針對性材料，構(gòu)建必要的理論模型，從實驗中獲得酶固定的理想濃度環(huán)境和pH，測定敵百蟲溶液，證明了濃度條件和pH 的合理性。有機磷生物傳感器能夠促進檢測活動的連續(xù)性和自動化，以有效滿足現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測的要求。電化學(xué)分析方法靈敏、快速，兼具適用范圍廣和性能穩(wěn)定等多個特點，技術(shù)完善程度日益提升。

四、活體生物測定

首先，借助發(fā)光細菌對農(nóng)藥殘留進行檢測。在有氧條件下，發(fā)光細菌的熒光素受到熒光酶的作用會出現(xiàn)熒光，然而其發(fā)光在受到若干有毒化合物的作用時會弱化，有毒物的質(zhì)量-體積濃度和發(fā)光減弱程度存在一定的線性關(guān)系，借助這種特點來測定農(nóng)藥殘留。它的顯著特點是價格低廉、反應(yīng)靈敏、簡捷而快速，是非常科學(xué)的有機磷農(nóng)藥殘留檢測方法。此方法稍加改進即可用來檢測水稻、水果等農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留。袁東星等分析了以發(fā)光細菌檢測氧樂果、甲胺磷、敵敵畏、水胺硫磷、甲基異硫磷、辛硫磷等有機磷農(nóng)藥的狀況。其研究結(jié)果證實，隨著被測樣品中有機磷農(nóng)藥的質(zhì)量-體積濃度日益提高，發(fā)光細菌會逐步降低發(fā)光強度，它和農(nóng)藥自身的質(zhì)量-體積濃度呈現(xiàn)出負相關(guān)關(guān)系。發(fā)光細菌檢測方法的農(nóng)藥檢出最小質(zhì)量-體積濃度達到3 mg/L，能夠有效契合快速現(xiàn)場檢測活動的半定量要求。其次，借助家蠅開展農(nóng)藥殘留快速檢測活動。在菜汁中放入敏感性高的家蠅，4～5 h 家蠅的死亡率低于10%的，可以判定為合格農(nóng)產(chǎn)品。它的優(yōu)勢是可以測定有毒的各種物質(zhì)，不需要特定儀器以及前處理，具有較高的靈敏度。

人們?yōu)榱朔乐位认x災(zāi)害，超劑量、不合理地使用各種化學(xué)農(nóng)藥，造成農(nóng)產(chǎn)品和土壤中農(nóng)藥殘留量的日益增多，對農(nóng)產(chǎn)品出口以及廣大群眾的健康構(gòu)成嚴重威脅，破壞了原本正常的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。我們要順應(yīng)人民過上美好生活的新期待，持續(xù)強化農(nóng)藥殘留檢驗監(jiān)測，研發(fā)出更先進、更科學(xué)的農(nóng)藥殘留快速檢測分析技術(shù)，逐步增強農(nóng)藥殘留的檢測效率及靈敏度。