經典的農藥殘留分析主要依靠色譜、色譜質譜聯(lián)用等理化分析技術，需要訓練有素的分析技術人員、專業(yè)化的實驗室和儀器設備，分析樣品的制備過程相對復雜，分析時間長、成本高，難以適應大量樣品和現(xiàn)場樣品快速檢測的要求。為適應農副產品的產地源頭監(jiān)控、鮮活農副產品交易現(xiàn)場的快速檢測和進出口農副產品的檢測時效，需要研究開發(fā)快速高效的農藥殘留檢測方法。隨著生命科學、化學、醫(yī)學、新材料等學科的發(fā)展和交融，分析化學從經典的物理化學分離分析發(fā)展到復雜體系中的分子識別，檢測靈敏度已進入了單個分子的水平。以生物分析化學為基礎的分析技術，如酶活性抑制分析、免疫分析、生物傳感器等，以其簡便快速、特異靈敏、樣品用量少、成本低廉、不需要貴重儀器等優(yōu)勢，成為20世紀后期以來農藥殘留分析領域的一個重要發(fā)展方向。

應用酶活性抑制分析、酶聯(lián)免疫吸附分析、金標免疫色譜、生物傳感器、生物芯片等現(xiàn)代生物分析技術測定農藥殘留，對大量樣本進行現(xiàn)場快速篩查定性分析和初步定量分析，必要時對初篩呈陽性或有疑問的樣品再用色譜、波譜等經典的理化方法進行確證，可大大提高檢測效率和降低檢測成本。采用酶活性抑制分析、免疫分析等現(xiàn)代生物分析技術快速檢測農藥殘留，提高其穩(wěn)定性和準確度，并逐步使方法標準化，是國內外相關領域的科學工作者為之努力的目標和研究熱點之一。

有機磷酸酯和氨基甲酸酯是兩類重要的有機合成農藥，一直是農副產品尤其是果蔬中農藥殘留的主要檢測對象之一。果蔬是比較特殊的農產品，許多蔬菜(如葉菜)的生長和收獲期短，生長季節(jié)病蟲害防治引起的農藥殘留問題較多，成為農產品安全監(jiān)控的重點。但蔬菜(特別是葉菜)的保鮮期很短，如采用常規(guī)色譜、波譜和色譜質譜聯(lián)用法檢測，沒等檢測完畢，蔬菜就已經失去了食用價值。因此用于快速檢測蔬菜等農副產品中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留的酶活性抑制技術及其產品被廣泛研究和開發(fā)利用。

一、酶活性抑制分析法概述

Giang與Hall(1951)利用有機磷酸酯農藥、Zweig和Archer(1958)利用氨基甲酸酯類農藥在體外對乙酰膽堿酯酶(acetylcholine est。erase，AChE)具有抑制作用的原理，通過測定乙酰膽堿酯酶催化水解乙酰膽堿產生乙酸的量(ApH)來衡量酶活性被抑制的程度，對敵敵畏、速滅磷、甲萘威等農藥進行定量測定。Kramer與Gamsorl(1958)以乙酸膽堿的類似物靛酚乙酸酯作乙酰膽堿酯酶的底物，通過比色測定乙酰膽堿酯酶催化水解靛酚乙酸酯所產生的藍色的靛酚的量，可檢出1～10μg的多種有機磷和氨基甲酸酯類化合物，該方法成為后來采用比色法對有機磷氨基甲酸酯類農藥進行測定的基礎。1968年，Mendoza等將薄層色譜與酶活性抑制法相結合，通過在薄層板上分離和顯色來測定10種有機磷和氨基甲酸酯類農藥，最小檢出量可達到ng水平，有較好的重現(xiàn)性，后來成為一種經典的有機磷和氨基甲酸酯類農藥測定法被廣泛采用。20世紀80年代，人們開始以來源豐富、取材和制備都十分方便的植物酯酶代替動物酶源，建立薄層色譜植物酯酶活性抑制分析法，為酶活性抑制分析法的進一步推廣和應用開拓了新空間。20世紀90年代以來，國內外以酶活性抑制分析法為基礎，先后開發(fā)出測定有機磷和氨基甲酸酯類農藥的快速測定試劑、速測卡和速測儀，酶活性抑制分析法仍然是我國目前現(xiàn)場快速檢測蔬菜等農副產品中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留的主要方法。

二、酶活性抑制分析法原理

有機磷和氨基甲酸酯類農藥都是神經毒劑，對昆蟲、哺乳動物(包括人體)神經傳遞過程中具有重要作用的乙酰膽堿酯酶具有強烈的抑制作用。當乙酰膽堿酯酶活性被抑制時，該酶對在神經傳導過程中起重要作用的乙酰膽堿的水解不能正常進行，從而導致酶的底物乙酰膽堿的積累，影響動物正常的神經傳導，引起神經中毒甚至導致死亡。酶活性抑制法快速檢測有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留就是利用這一神經毒理學原理來實現(xiàn)的。當被測樣品提取液中不含或含有很少量的有機磷或氨基甲酸酯類農藥時，乙酰膽堿酯酶的活性就不被抑制或僅被輕微抑制，酶的底物乙酰膽堿就能夠被水解或大部分被水解，水解產物與加人體系中的顯色劑反應產生有色物質，可通過比色法進行測定。如果試樣提取液中含有一定量的有機磷或氨基甲酸酯類農藥，酶的活性就會受到抑制或部分抑制，試樣中加入的酶的底物就不能被酶水解或部分水解，從而不顯色或顯色很淺，用分光光度計測定吸光度值，以不含有機磷或氨基甲酸酯類的農藥為對照，計算酶活性被抑制的百分率。抑制百分率與有機磷或氨基甲酸酯類農藥的濃度在一定范圍內呈正比，據(jù)此對有機磷或氨基甲酸酯類農藥進行定性測定和定量測定。

羧酸酯酶(非特異性酯酶的一種)與乙酰膽堿酯酶類似，均以絲氨酸殘基作為活性中心，因此對乙酰膽堿酯酶有抑制作用的有機磷和氨基甲酸酯類農藥對羧酸酯酶也有抑制作用，因此依據(jù)有機磷和氨基甲酸酯類農藥對羧酸酯酶活性抑制作用的有無或大小，也可以對有機磷或氨基甲酸酯類農藥進行定性測定和定量測定。

酶活性抑制法檢測有機磷或氨基甲酸酯類農藥的基本原理見圖6—1。

近年來，商品化酶活性抑制法檢測產品(如酶片、酶標簽、速測箱等)大多是建立在上述顯色反應基礎上的，但是除了有機磷和氨基甲酸酯類物質有可能對乙酰膽堿酯酶活性產生抑制作用外，某些氯代煙堿類似物對乙酰膽堿酯酶也有一定的抑制作用，因此檢測過程中需要注意由此引起的假陽性現(xiàn)象。

參考資料：農藥殘留分析