1、農產品/食品質量安全檢測技術課程-微教材微課編號W3301微課名稱擬除蟲菊酯類農藥檢測的特點所屬模塊（章節）農藥殘留檢測子模塊擬除蟲菊酯類農藥殘留的檢測關鍵詞擬除蟲菊酯，農藥殘留，檢測，特點是否通用通用 農產品 食品是否重點建設是 否微課類型講授型微課形式PPT動畫式教學設計模式講授法任務驅動法教學目標了解擬除蟲菊酯農藥的結構、特性等特點，了解擬除蟲菊酯農藥目前的主要檢測技術，根據資料，制定蔬菜中擬除蟲菊酯農藥殘留的檢測方案。教學內容知識點技能點1、擬除蟲菊酯類農藥的特點2、擬除蟲菊酯類農藥的的檢測技術1、制定蔬菜中擬除蟲菊酯類農藥殘留的檢測方案知識講解一、擬除蟲菊酯類農藥的特點（一）擬除蟲菊

2、酯類農藥簡介擬除蟲菊酯殺蟲劑，就是人類利用化學手段模擬天然除蟲菊素（最初發現可以防治蚊蟲）的化學結構而仿生合成的一類化合物，是20 世紀70年代研發成功的一種具有殺蟲譜廣、藥效高、低殘留的殺蟲劑，目前與有機磷、氨基甲酸酯類農藥并稱為使用最廣的3 大農藥。隨著甲胺磷等5 種高毒農藥在2007 年1 月1 日全面退市，擬除蟲菊酯類農藥以其藥效高、低殘留的特點被更廣泛地應用。據國家統計局2007 年統計數據，每年有近3 000 t 擬除蟲菊酯申請。擬除蟲菊酯類農藥在國際上也被廣泛應用。在波蘭每年使用擬除蟲菊酯超過80 t，美國加利福尼亞州每年使用擬除蟲菊酯325 t。其主要特點是：對害蟲有快速擊倒的

3、功能；對哺乳動物低毒；在自然環境中容易分解；對有機磷和氨基甲酸酯類農藥產生抗性的害蟲有效。（二）擬除蟲菊酯類農藥的結構擬除蟲菊酯類農藥的一般結構如圖1 所示，通常根據分子結構分為2 類。I 型是不含有氰基取代基，如氯菊酯（圖2） 、胺菊酯； II 型是含有-氰基，如溴氰菊酯、氯氰菊酯（圖3）、氰戊菊酯、甲氰菊酯。擬除蟲菊酯類農藥分子中通常含有2 3 個不對稱碳原子（手性中心），因此會有2 4 個非對映異構體。I型擬除蟲菊酯類不包含氰基，只有其環丙基環上有2個手性中心，所以I 型擬除蟲菊酯類通常只有2 個非對映異構體；II 型擬除蟲菊酯類除了環丙基環上的2個手性中心外，還有連接氰基的-碳原子，因

4、此有4個非對映異構體。但是高氰戊菊酯不具備環丙基環，只有2 個非對映異構體。這2 種類型擬除蟲菊酯類農藥在光照或加熱的情況下都會引起順式-反式異構化，而II 型擬除蟲菊酯類農藥在極性溶劑中因 -質子易發生交換導致異構化，如溴氰菊酯在乙腈溶液中有30%轉化成它的異構體，但是在酸性溶液中是穩定的。（三）擬除蟲菊酯類農藥的理化特性菊酯農藥除少數是粘稠液體外，大部分原藥（有很多是低熔點的）是固體；而且它們在水中溶解度極低，幾乎都不溶于水。可是，在芳香族溶劑中卻有較大的溶解度，因此它們更適合加工成乳油。菊酯農藥首先加工的是乳油，當然在其他適合的條件下，還可以加工成可濕粉劑、水乳劑、微乳劑、懸浮劑、顆粒劑

5、和微膠囊劑等劑型。（四）擬除蟲菊酯類農藥的毒性從菊酯農藥的LD50數據可知其毒性屬于低毒或中毒，但其殺蟲效率卻很高。由于菊酯農藥對水生動物有較高毒性，因而一直無法在水田中使用。對同一個菊酯農藥加工成不同劑型產品，其表現出的毒性和刺激性也是有差別的，有的還很大。例如對溴氰菊酯加工成不同的劑型產品的毒性和刺激性測定，乳油比濕粉劑和微乳劑有更高的毒性和刺激性，這種差別可能主要來源于有機溶劑作用或有機溶劑與溴氰菊酯的協同作用。研究表明擬除蟲菊酯經食物鏈的富集進入人體內可引起頭痛、頭暈、惡心和皮膚的有刺激性不良反應。同時，擬除蟲菊酯類農藥對機體的免疫力和心血管有明顯的毒害作用。近年來，擬除蟲菊酯類農藥在

6、農產品中的殘留問題也逐漸引起人們的重視，因此研究擬除蟲菊酯農藥殘留技術具有重要意義。（五）擬除蟲菊酯類農藥的限量標準為保護消費者的健康安全以及進出口貿易的發展，一些組織制定了有關擬除蟲菊酯類農藥殘留在各食品中的最大殘留限量( MRLs ) 標準。如食品法典委員會和歐洲聯盟 ( 歐盟農藥最大殘留限量法規( EC) 第839 /2008 ) 規定甲氰菊酯在蘋果、葡萄、獼猴桃、百香果、石榴、番石榴中殘留限量不得超過0. 01mg /kg。西班牙農業部建立了擬除蟲菊酯農藥的最大殘留限量規定，如番茄中氯氟氰菊酯和氯菊酯的最大殘留限量為0. 5mg /kg、聯苯菊酯0. 2 mg /kg。我國的食品安全國

7、家標準食品中農藥最大殘留限量（GB 27632014） 對擬除蟲菊酯類農藥的最大殘留限量做出新的規定，如氯氟氰菊酯在番茄、茄子及辣椒中的最大殘留限量為0. 2 mg /kg。隨著人們對健康和食品安全的重視，擬除蟲菊酯類農藥在食品中最大殘留限量越來越低，這給擬除蟲菊酯類農藥檢測技術提出更高的要求。二、擬除蟲菊酯類農藥的檢測技術（一）氣相色譜法GC 是一種經典的農藥殘留分析方法，具有操作簡單、分析速度快、靈敏度高、可進行多殘留組分分析等優點。凡是沸點大約在500 ，分子質量在400 以下的擬除蟲菊酯類農藥，原則上都可以用GC 法。但是由于GC 分析對象是氣體，所以對于沸點高、揮發性差、穩定性差的農

8、藥，需要將農藥進行衍生處理后，再用GC 法進行分離檢測。這就增加了樣品前處理的難度，從而限制了GC 的使用范圍。用于檢測擬除蟲菊酯的氣相色譜法一般采用電子捕獲器( ECD) 、氮磷檢測器( NPD) 、火焰離子檢測器( FID) 。該方法的主要優點是檢測靈敏度高，但由于有些檢測器為選擇性檢測器，如ECD，只對電負性的物質有響應，因此對被測樣品的凈化要求較嚴格，樣品前處理較為復雜，而且對儀器設備和操作人員的要求都較高，不適用于現場的快速檢測。（二）高效液相色譜法HPLC 要求樣品必須制成溶液，無需氣化，故不受試樣揮發性的限制，彌補了GC 的不足。由于流動相可選擇的范圍寬，固定相種類多，因此高效液

9、相色譜方法適合對沸點高、分子質量大和熱穩定性差的化合物進行分析檢測。在擬除蟲菊酯類農藥分析過程中，HPLC 解決了那些熱穩定性差，難于氣化，極性強的擬除蟲菊酯類農藥殘留分析問題。但是食品農藥殘留量一般在10 -6 10 -9甚至更低水平，所以單單使用HPLC 來進行檢測有時是無法滿足檢測要求的，還需與其他技術聯用達到期望的結果。同時，HPLC 也存在有機溶劑消耗量大( 與GC 相比) ，設備昂貴，檢測器種類少，特別是缺少通用性檢測器等缺點，這也是今后關于HPLC 研究方向之一。（三）色譜質譜聯用技術多種分析技術聯用是現代農藥殘留分析的發展方向。聯用技術可揚長避短，一般兼分離、定量和定性于一體，

10、特別適用于確證性分析。常用聯用技術有氣/ 質聯用分析法（GC-MS）、液/ 質聯用分析法（LC-MS）等，其中又以GC-MS 較為成熟，應用相對較多。Rosa 等建立了一種可同時測定了葉類蔬菜中氟丙菊酯、聯苯菊酯、氯氰菊酯等12 種農藥殘留的GC-MS 法，該法的檢出限比歐洲規定的最大允許殘留量還低1020 倍。GC-MS 和LC-MS 除具有GC 和HPLC 的特性外，還能進行未知物檢測，特別適宜對農藥代謝物、降解物和盲樣中農藥殘留檢測。隨著檢測技術的進步，進而出現了氣相色譜- 質譜- 選擇離子檢測法（GC-MS-SIM）、氣相色譜- 串聯質譜法( GC-MS-MS )等。GC-MS-SIM

11、法既能準確定量，又能通過保留時間和特征離子碎片及其豐度比采可靠定性。與GC-MS 聯用技術相比，LC-MS 聯用技術經歷了更長的研究過程，直到20 世紀90 年代才被廣泛應用。LC-MS 聯用為農藥殘留檢測提供了強有力的分析手段，可以對極性農藥進行有效分離、定性和定量分析，無需衍生化，因此是農藥分析中非常有吸引力的分析手段。近年來隨著HPLC-MS /MS 的逐漸盛行，LC-MS 由于其檢測靈敏度的限制已逐漸被HPLC-MS /MS 代替。色譜-質譜聯用技術雖然具有效率高、準確性強，但聯用儀器價格昂貴，遠不如GC、HPLC 那樣普及。此缺點也加速了人們對其他殘留分析方法的研究與開發。（四）分光

12、光度法分光光度法的主要優點是簡便快捷，成本低廉，不需要高端設備，一次可以做幾個平行，從而實現基層實驗室和產地現場快速篩查。但是分光光度法干擾多，靈敏度和精確度都較低，一次只能測定單一成分的擬除蟲菊酯類農藥殘留，難以滿足當前多種痕量的農藥殘留檢測要求。若是將分光光度法與其他方法相結合會大大提高其靈敏度與準確性，如酶抑制法結合分光光度法檢測有機磷、氨基甲酸酯類農藥技術已趨成熟，但是酶法結合分光光度法擬除蟲菊酯類農藥的報道相對較少。很多學者利用擬除蟲菊酯類農藥含有酯鍵的共同特征，采用酯酶水解擬除蟲菊酯類農藥之后，檢測其水解產物。若將酶解法與分光光度法相結合應用于擬除蟲菊酯類農藥檢測，將是擬除蟲菊酯類

13、農藥檢測技術的新突破。（五）生物傳感器技術生物傳感器是由一種生物敏感部件與轉換器結合，對特定種類化學物質或生物活性物質進行選擇和可逆響應的分析裝置。根據反應原理的不同主要分為不同類型傳感器，如利用農藥對靶酶的作用研制酶生物傳感器; 利用農藥與特異性抗體結合研制免疫生物傳感器。生物傳感器作為新型的檢測分析裝置，以其自動化程度高、儀器設備操作簡單、抗干擾能力強等優點在農藥殘留檢測中發揮著越來越重要的作用。Ferentinos等用細胞傳感器的方法檢測食品中擬除蟲菊酯類農藥，其原理是把擬除蟲菊酯類農藥對神經瘤細胞的作用轉化成電信號，通過測量電位確定農藥的濃度。研究表明，此方法采用高通量篩選技術，易實現

14、自動化，能快速高效地完成擬除蟲菊酯類農藥檢測。但是，由于此技術的穩定性很大程度上取決于神經瘤細胞，因此神經瘤細胞的培養技術專業性要求很強，這將限制傳感器的推廣使用。生物傳感器技術在美國已被廣泛應用于農藥殘留檢測方面，但是在我國由于生物傳感器起步較晚，現階段還存有效使用時間短、靈敏度不容易把握等問題。盡管國內很多學者看到了農藥殘留檢測中酶生物傳感器的應用前景，目前還主要集中在對有機磷、氨基甲酸酯類生物傳感器的研究，對擬除蟲菊酯類農藥的檢測研究相對較少。可以預見，在不久的將來會有科學實用的生物傳感器應用于擬除蟲菊酯類農藥殘留分析中。邊學邊練任務：制定蔬菜中擬除蟲菊酯類農藥檢測方案樣品：小青菜可用設

15、備：GC、HPLC等操作要點：一、查找標準 在食品伙伴網的標準網頁（圖1 標準搜索頁面二、選定標準 根據檢測任務，小青菜為蔬菜，因此選定DB22/T 2003-2014 水果、蔬菜和茶葉中擬除蟲菊酯類農藥殘留量 快速檢測方法 薄層色譜法、NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定、GB/T 5009.146-2008 植物性食品中有機氯和擬除蟲菊酯類農藥多種殘留量的測定三個標準。并對這三個標準進行下載，注意，一定要下載現行有效的標準（圖2）。圖2 標準下載頁面DB22/T 2003-2014 水果、蔬菜和茶葉中擬除蟲菊酯類農藥殘留量 快速檢測方法 薄層色譜法使用的是薄層層析法，是一種快速檢測方法，準確度不夠高，不符合本任務精確定量的目的。而NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定、GB/T 5009.146-2008 植物性食品中有機氯和擬除蟲菊酯類農藥多種殘留量的測定是用GC作為檢測設備，7