Introduction
2023年提出的健康中国战略推动了无公害食品的发展,使其成为日常保健的重要组成部分。这类物质具有重要的食用价值和广泛的药用功能,在日常生活中的消费量日益增加。为了满足人们对药食两用产品日益增长的需求并保证其质量,通常使用不同类型的农药来控制害虫和病害,调节植物生长,以提高产品的产量和质量,从而增加或维持利润。
据联合国粮农组织(FAO)统计,2018年中国农药施用总量高达141万吨,而每公顷农药施用量为13.07公斤(FAO, 2020)。1995~2018年,中国单位耕地平均农药施用量是世界平均水平的3.57~5.68倍。农药的过量和长期使用或滥用导致其在各种食品中残留,这将影响这些基质及其产品的质量和安全,并可进入人体引起急性中毒或慢性健康问题,甚至增加患癌症的风险。农药的过量和长期使用或滥用导致其在各种食品中残留,这将影响基质及其产品的质量和安全,并可进入人体引起急性中毒或慢性健康问题,甚至增加患癌症的风险。因此,采用各种方法,如气相色谱和液相色谱与不同检测器联用,用于检测食品中的农药。然而,这些方法通常具有仪器昂贵、样品前处理繁琐、操作复杂和检测时间长等缺点,限制了它们在许多基质快速检测中的广泛应用。因此,迫切需要开发新的方法来克服上述问题,实现对农药残留的可靠检测。
基于高特异性抗体-抗原结合反应的免疫分析已被应用于不同领域,用于分析不同的目标物,显示出特异性高、灵敏度强和操作简单等优点。其中,酶联免疫吸附法(ELISA)常用于农药的检测,但操作繁琐耗时,灵敏度低。而基于荧光的免疫分析技术已被用于农药的检测,具有操作简单、灵敏度高、分析速度快、特异性强、实用性强等优点。作为时间分辨荧光技术和免疫分析的完美结合,TRFIA结合了时间分辨荧光分析和试纸条的优点,显著提高了检测灵敏度和便携性,能可靠地测量复杂基质中的不同目标物。在过去的几十年中,有关TRFIA用于农药检测的文献增长迅速,但对其最新进展仍缺乏全面的综述。
成都中医药大学孔维军教授团队介绍了TRFIA的概况和主要类型,然后讨论了不同材料在TRFIA检测食品中农药残留中的实际应用及其优缺点。
Results and Discussion
首先概述了TRFIA的基本原理和主要类型,然后重点讨论了基于不同材料(如镧系元素、镧系元素掺杂的荧光微球和纳米珠)以及结合生物素-链霉亲和素信号放大策略的TRFIA在食品中农药残留检测的实际应用。这些方法在检测灵敏度、特异性、抗干扰能力等方面表现出显著优势,但也面临一些挑战,如镧系元素的量子产率较低、信号放大策略的复杂性以及检测设备的依赖性等。
具体而言,TRFIA在农药检测中的应用可分为三类:单一农药检测、多种农药检测以及农药与其他污染物的同时检测。研究表明,TRFIA能够实现对多种农药的高灵敏检测,不仅检测限低、回收率高,且能够在短时间内完成分析。然而,TRFIA在实际应用中仍存在一些问题,如抗体的制备难度大、成本高、储存条件苛刻,以及对结构相似物质的交叉反应等。此外,TRFIA的稳定性有时较差,需要进一步优化镧系元素的选择、信号放大材料的开发以及表面化学修饰等。
Conclusion
TRFIA作为一种基于镧系元素标记和信号放大的免疫分析技术,在农药检测中表现出高选择性、高灵敏度、快速检测、操作简便等显著优势,为食品中农药残留的检测提供了有力工具。然而,TRFIA的应用仍处于初级阶段,面临诸多挑战,如抗体的特异性、信号强度、设备依赖性、稳定性等问题。未来的研究需要开发新的特异性识别元件(如纳米抗体、分子印迹聚合物等)、提高镧系元素的量子产率、结合高效信号放大策略,并探索多目标同时检测的可能性。此外,TRFIA的进一步发展还需结合微流控芯片技术、开发便携式检测仪器以及利用智能手机和云计算平台实现现场低成本检测,从而实现农药残留的多用途、智能化、高效、便捷和灵敏检测,以保障食品安全和人类健康。
作者简介
第一作者
李玲玲,女,中药学硕士,现就读于成都中医药大学,主要研究方向为农药残留快速检测。
通讯作者
孔维军,男,医学博士,教授,博/硕士研究生导师,博士后合作导师,现就职于首都医科大学。兼任河南大学、成都中医药大学、江西中医药大学和中国医学科学院药用植物研究所硕士研究生导师。中华中医药学会“青年托举人才”、“协和新星”、中国医学科学院“青年医学人才”、药植所“杰出青年人才”。担任中华中医药学会中成药分会常务委员,中华中医药学会中药化学分会第四届委员会委员,中国药学会第一届临床中药学专业委员会委员。国家自然科学基金和北京市自然科学基金项目通讯评审专家,教育部学位与研究生教育学位论文评审专家。Journal of Pharmaceutical Analysis、Chinese Medicine、Journal of Analysis and Testing、Acta Materia Medica、Chinese Herbal Medicines、Exploration、《分析实验室》、《中国药物警戒》、《中南药学》等期刊青年编委;Pharmacological Research-Modern Chinese Medicine、Frontiers in Plant Science、Molecules期刊客座编辑(Guest Editor)。研究方向为中药质量和安全性评价及临床样本痕量成分检测新方法开发。先后主持国家自然科学基金和北京市自然科学基金面上项目等10余项。以第一/通讯作者在Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Trends in Food Science & Technology、Trends in Analytical Chemistry、Trends in Environmental Analytical Chemistry、Biosensors and Bioelectronics、Journal of Hazardous Materials、Analytical Chemistry、Food Chemistry等高水平SCI期刊发表论文90余篇。指导的研究生中多人获得“国家奖学金”及“北京市优秀毕业生”等称号。
原文链接:https://doi.org/10.26599/FMH.2026.9420105