¿Qué indicadores o elementos deben probarse para los productos agrícolas? ¿Qué instrumentos y equipos están involucrados?

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Palabras clave: La tecnología de detección preliminar de residuos de pesticidas organofosforados se limita a métodos químicos, métodos colorimétricos y ensayos biológicos. El método de detección carece de especificidad y la sensibilidad del papel de prueba no es alta. ¿La aplicación de la cromatografía de gases en el análisis de residuos de pesticidas y medicamentos en la década de 1960 mejoró enormemente los residuos de pesticidas y medicamentos?

Resumen:

Las tecnologías de detección temprana de residuos de pesticidas organofosforados se limitan a métodos químicos, métodos colorimétricos y ensayos biológicos, y los métodos de detección carecen de especificidad y sensibilidad. La aplicación de la cromatografía de gases en el análisis de residuos de pesticidas y medicamentos en la década de 1960 mejoró enormemente el nivel de detección de residuos de pesticidas y medicamentos. Desde la década de 1980, la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) se ha utilizado ampliamente para el análisis de pesticidas iónicos y térmicamente lábiles y sus metabolitos. Aunque la cromatografía es cuantitativamente precisa y muy sensible, requiere equipos costosos y operaciones profesionales, y el tiempo de análisis es largo, lo que no favorece el monitoreo in situ. Este artículo revisa los avances de la investigación en tecnología de detección y análisis rápido de residuos de pesticidas y medicamentos. 1. La investigación sobre la tecnología de detección de bacterias luminiscentes muestra que el mecanismo de luminiscencia de diferentes tipos de bacterias luminiscentes es el mismo [1]. Es decir, mediante la acción del oxígeno molecular y la catálisis de la luciferasa intracelular, el FMNH2 reducido y los aldehídos grasos de cadena larga se oxidan a FMN y ácidos grasos de cadena larga, y al mismo tiempo, luz azul-verde con un Se libera una intensidad luminosa máxima de 450 ~ 490 nm. Las bacterias luminiscentes de uso común son algunas bacterias del género Vibrio y Photobacterium. Yuan Dongxing[2] y otros utilizaron bacterias luminiscentes para detectar rápidamente residuos de pesticidas organofosforados en vegetales. A través de la reacción fotoinhibitoria de bacterias luminiscentes en varios pesticidas organofosforados en vegetales, se encontró que la intensidad de la luminiscencia se correlaciona negativamente con la concentración de pesticidas organofosforados en la muestra, y el límite de detección más bajo puede alcanzar los 3 mg/L. La tecnología de detección se usa ampliamente en el monitoreo ambiental y las pruebas de seguridad alimentaria se utilizan principalmente para la detección de residuos de pesticidas y medicamentos veterinarios y la detección de toxicidad biológica de metales pesados ​​[3]. Este método es rápido, sencillo y sensible. Sin embargo, una vez activadas las bacterias luminiscentes, su intensidad luminosa cambiará con el tiempo, lo que dará lugar a resultados de detección inestables. Además, debido a los ingredientes complejos y la baja concentración de contaminantes en los alimentos, los instrumentos de detección no pueden alcanzar límites de detección tan bajos, por lo que este método rara vez se utiliza en pruebas de seguridad alimentaria. 2 Tecnología de quimioluminiscencia La quimioluminiscencia (CL) es una reacción química extraordinaria entre luminol, ácido gálico y pesticidas organofosforados. Los intermedios o reactivos de la reacción absorben la energía química liberada por la reacción y saltan al estado excitado. Cuando regresan del estado excitado al estado fundamental, emiten radiación óptica. Después de pasar por el tubo fotomultiplicador y el amplificador, los fotones se convierten en corriente eléctrica y se amplifican. Bajo ciertas condiciones, la corriente es proporcional a la concentración de pesticidas organofosforados [4] Según el principio de reacción, existen cuatro métodos de detección: (1) método CL de inhibición de la acetilcolinesterasa; (2) método de quimioluminiscencia catalizada por fosfatasa alcalina (3); El método de reacción de peróxido e indol (4) El método de reacción de luminol y peróxido de hidrógeno (H2O2). El límite de detección de pesticidas organofosforados mediante el método de quimioluminiscencia puede alcanzar el nivel de ng/kg. Ayyagari [5] detectó el dimetoato basándose en el hecho de que la fosfatasa alcalina puede catalizar la desfosforilación de compuestos que contienen fósforo, es decir, el dimetoato inhibe la actividad de la fosfatasa y produce una señal luminiscente débil. El límite de detección es 500 ng/L. [6] et al. People utilizaron el sistema luminol-H2O2 para analizar la quimioluminiscencia del pesticida organofosforado-metil paratión. Descubrieron que el polietilenglicol tenía un efecto sensibilizante significativo en esta reacción y establecieron un método de quimioluminiscencia de inyección de flujo para medir el metil paratión. . (FIA-CL), con un límite de detección de 0. Actualmente, se utilizan quimioluminiscencia, inmunoensayo, impresión molecular, chips de microfluidos y otras tecnologías para detectar residuos de pesticidas y medicamentos veterinarios en los alimentos [7], pero todavía están en el punto de mira. etapa de laboratorio y son muy difíciles de detectar. Menos utilizados en la práctica. La tecnología de quimioluminiscencia tiene las ventajas de alta sensibilidad, velocidad de reacción rápida, buena selectividad y equipo simple, lo que la hace más adecuada para el monitoreo in situ. 3. Técnicas de inmunoensayo Las técnicas de inmunoanálisis utilizadas para el análisis de residuos de plaguicidas incluyen principalmente el radioinmunoensayo (RIA) y el inmunoensayo ligado a enzimas (EIA). Debido a las limitaciones de RIA en los requisitos de instrumentos y equipos, la EIA se ha convertido en una de las técnicas más utilizadas en el análisis de residuos de pesticidas.

En aplicaciones prácticas, la EIA incluye el método directo, el método indirecto, el método sándwich de anticuerpos, el método de competencia y el método de inhibición. El inmunoensayo es un método basado en el reconocimiento específico y la reacción de unión de antígenos y anticuerpos. Los pesticidas organofosforados son pesticidas de pequeño peso molecular (MW 26lt2500). Es necesario acoplar pequeñas moléculas de pesticidas en forma de haptenos con portadores (generalmente proteínas) con una determinada longitud de cadena de carbono y mayor peso molecular a través de enlaces de valencia para preparar antígenos artificiales. los animales inmunizados producen anticuerpos (anticuerpos policlonales) que reaccionan específicamente a los pesticidas, y los anticuerpos con especificidad de un solo antígeno (anticuerpos monoclonales) se preparan mediante tecnología de hibridoma. Ma Kumar et al. [8] utilizaron un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) y tecnología de inyección de flujo para detectar metil paratión en el medio ambiente y los alimentos, con alta sensibilidad y buena especificidad. El rango de concentración lineal del inmunoensayo enzimático carbarilo desarrollado por Liu et al [9] en mi país es de 10-1 ~ 10-4μg/ml, y el límite de detección es inferior a 001 ng/ml. Wang Gangduo [10] y otros sintetizaron antígeno artificial de metilparatión y establecieron un método de análisis ELISA con un límite de detección de 5 ng/ml. Actualmente, la tecnología de inmunoensayo se dirige principalmente a los residuos de pesticidas y medicamentos veterinarios en los alimentos y el medio ambiente. Según los informes, se han establecido métodos de detección ELISA para cientos de pesticidas, como carbendazim, carbofurano, paraoxón, paratión, metilparatión, etc. Los límites de detección de algunos pesticidas organofosforados pueden alcanzar niveles de ng o incluso pg, y se han comercializado algunos kits que se utilizan ampliamente para el seguimiento rápido de muestras in situ y de grandes cantidades de muestras [11, 12]. Hasta ahora, el kit 1 solo puede detectar un único pesticida organofosforado debido a su fuerte especificidad y no puede detectar múltiples residuos de pesticidas, y existe un cierto grado de superposición entre compuestos con estructuras similares. Además, la preparación de anticuerpos es difícil y el coste de los kits es elevado, lo que limita su amplia aplicación en la detección de residuos de pesticidas. 4 Tecnología de biosensores Los biosensores generalmente se refieren a herramientas analíticas que están estrechamente relacionadas con elementos y convertidores biológicamente sensibles para producir respuestas selectivas y reversibles a tipos específicos de compuestos o sustancias biológicamente activas [13-16]. Cuando el objeto a medir se une específicamente a un elemento de reconocimiento molecular (compuesto por sustancias biológicamente efectivas con capacidad de reconocimiento, como enzimas, microorganismos, antígenos, anticuerpos, etc.), la luz y el calor generados se convierten en señales eléctricas de salida a través de un El convertidor de señal y las señales luminosas son procesadas por el detector a través de tecnología electrónica y se muestran o registran en el instrumento para lograr el propósito de detección y detección. El sitio activo de los 41 biosensores enzimáticos de los pesticidas organofosforados se une irreversiblemente al grupo éster de la acetilcolinesterasa, inhibiendo así la actividad de la enzima. El cambio en el valor del pH causado por la reacción enzimática es detectado por el biosensor potenciométrico. Sus ventajas son rápidas, precisas y reutilizables, pero la enzima tiene una alta especificidad por los sustratos y poca estabilidad. Bernabeil M acopló varias reacciones enzimáticas a un biosensor para aumentar el número de analitos, es decir, utilizando un sistema enzimático dual de acetilcolinesterasa y colina oxidasa, se preparó un sensor de tipo corriente H2O2 para detectar paraoxon y aldicarb. 42. Los inmunobiosensores son biosensores que utilizan la reacción inmunoquímica entre anticuerpos y antígenos. Puede detectar residuos de pesticidas en muestras a analizar con alta sensibilidad, alta selectividad, conveniencia y velocidad. Wan [17] et al. desarrollaron un inmunosensor portátil de fibra óptica para detectar metil paratión, con un límite de detección mínimo de 0,1 ng/ml. En comparación con los métodos cromatográficos, se utilizó el inmunosensor de fibra óptica desarrollado por Anis et al. Este método es sencillo y rápido, y el ciclo de análisis se acorta en 4/5. Los sensores microbianos utilizan los efectos metabólicos de los microorganismos vivos para detectar contaminantes. Uno es el efecto respiratorio de los microorganismos que consumen oxígeno al asimilar sustratos; el otro utiliza diferentes microorganismos que contienen diferentes enzimas como fuentes de enzimas. Su ventaja es que puede adaptarse a un amplio rango de pH y temperatura, pero su selectividad es pobre. Mulchandani et al. transformaron el plásmido que llevaba el fragmento del gen de la hidrolasa organofosforada (OPH) en una cepa de Moraxella sp. y seleccionaron una cepa mejorada que pudiera expresar OPH extracelularmente. El sensor preparado pudo detectar el metil paratión y el límite de detección de paraoxón. puede ser tan bajo como L× 10-6 mol/L y 2× 10-7 mol/L [18]. Los biosensores se han utilizado ampliamente en la vigilancia ambiental, la alimentación, la medicina y otros campos.

En comparación con otras tecnologías analíticas, los biosensores tienen las ventajas de su pequeño tamaño, bajo costo, gran selectividad y capacidad antiinterferente, y una rápida velocidad de respuesta. También pueden detectar múltiples muestras al mismo tiempo con alta sensibilidad. Sin embargo, la tecnología de biosensores todavía tiene algunos problemas nuevos, como una estabilidad deficiente y una vida útil corta. Perspectivas actuales para las pruebas de residuos de pesticidas: la tecnología Photobacterium se utiliza principalmente para pruebas de calidad del agua y planificación ambiental. Con el desarrollo de la tecnología, el método Photobacterium se combinará con la tecnología electrónica y la tecnología fotoeléctrica y se convertirá gradualmente en un sistema de monitoreo en línea, proporcionando un método de detección y análisis más rápido para el monitoreo in situ de pesticidas organofosforados. El método de quimioluminiscencia es una tecnología de detección y análisis altamente sensible de trazas de residuos de pesticidas organofosforados desarrollada en los últimos años. En el futuro, mientras se mejoran y perfeccionan los sistemas y reactivos luminiscentes originales, se sintetizarán y combinarán nuevos reactivos luminiscentes con otras tecnologías (como la tecnología de chips de microfluidos, la tecnología de sensores, etc.). ) muestra las ventajas de CL, que es rápido, sensible y sencillo. En la actualidad, la tecnología ELISA y la tecnología de biosensores están todavía en sus primeras etapas. Con la mejora continua de la tecnología analítica, ELISA ha reducido la aparición de reacciones cruzadas, ha mejorado aún más la sensibilidad y la estabilidad y se han comercializado kits inmunológicos. La versatilidad de los biosensores (1 sensor puede detectar múltiples residuos de pesticidas) reducirá los costos del producto, mejorará la sensibilidad, la estabilidad y extenderá la vida útil. Se seguirán aplicando y promoviendo en el campo de la detección de residuos de pesticidas, haciendo que la aplicación de la tecnología de detección rápida de residuos de pesticidas en mi país sea más diversa. Referencia [1] Thomtdka kW. Detección de sustancias potencialmente biopeligrosas en el agua utilizando la bacteria bioluminiscente Photobacterium photobacterium [J Bull Environmental Pollution Toxins, 1993, 51 (4): 538. [2] Yuan Dongxing, Deng Yongzhi. Detección rápida de residuos de pesticidas organofosforados en vegetales mediante bacterias luminiscentes [J]. Environmental Chemistry, 1997, 16 (. Yu Zhao. Aplicación del método de bacterias luminiscentes en pruebas de seguridad alimentaria [J]. Journal of Food and Biotechnology, 2005, 24 (6). ): 106-110. [4] Han Heyou, Ni Zihan. Progreso de la aplicación de la tecnología combinada de quimioluminiscencia en el análisis de residuos de medicamentos veterinarios [J]. et al. Aplicación de biosensor de quimioluminiscencia catalizado por fosfato alcalino en la detección de pesticidas [J]. Ciencia e ingeniería de materiales, 1995, C2: 191-196. [6] Estudio sobre la determinación de metil paratión mediante quimioluminiscencia por inyección de flujo. método [J]. Analytical Chemistry, 2001, 4: 1-5. 2003, (1): 59-63. [8] Kumar M A, Chuhan R S, Thakur M S, et al. análisis de metil paratión [J] Journal of Chemical Analysis, 2006, (560): 30-34 [9] Zhao Shujuan New Technology [J], 1998, 37 (6): 11-13. , 14 (6): 327-333. [11] Zhao Zheng, Chen Jingheng, Yang Jun. Tecnología de enzimas biológicas e inmunidad enzimática Aplicación y progreso de exploración de la tecnología en el análisis rápido de residuos de pesticidas [J]. , 2002, 12 (5): 640-641 [12], Jia Minghong, Qian, et al. Enlace enzimático de metilparatión Exploración de métodos de detección inmunológica [J] Journal of Agriculture Environment, 2005, 24: 65438. Biosensor electroquímico para la determinación de pesticidas en muestras de alimentos [J]. Análisis de pesticidas, 1998, 26: 156-159. Liu Zonglin, Peng Yijiao. Desarrollo de sensores de organofosforados. : 130-134. 5-9 [65, 438 07] Wan Li Li Xin Ma Ren. Inmunosensor de fibra óptica portátil [J] Talanta, 2000, (52): 879-883.

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