2　酶抑制法快速检测技术

2.1　酶抑制法快速检测技术的原理

农药在提高农作物产量和保证人类食物供给方面贡献巨大，但由于农药的过量使用和滥用，导致农药在农产品中残留超标，不仅严重危害人们的身体健康，同时也影响农产品的贸易，许多国家规定了食物中各种农药残留的限定量（MRL），农药残留分析已成为世界各国农产品生产管理和农产品质量控制的必要环节。气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱-质谱法（GC-MS）和液相色谱-质谱法（LC-MS）具有适用范围广、分离效能高、灵敏度高、重复性好、选择性强、可同时进行多残留分析且定性定量准确等优点，已成为农药残留检测不可或缺的常规手段；但这些方法存在检测成本高、检测时间长、仪器设备昂贵且需要熟练专业技术人员操作等缺点，不能满足样品现场快速检测的要求，因此，农药残留快速检测的酶抑制法得到了高度重视和深入研究，并获得了广泛的应用，取得了较好的检测效果和可观的社会效益。

酶抑制法最初用于临床医学分析，从20世纪50年代才开始应用于农药残留检测，80年代时得到了快速发展，是研究最多的一种对部分农药残留进行快速检测的技术。酶抑制法成本低，操作简单，检测时间短，因此成为了国内外快速检测农药残留的主流技术（李晓婷等，2011；王金斌等，2009）。它是采用逆向思维的方式来检测有机磷和氨基甲酸酯类农药的方法（Xu等，2007）。

乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase，AChE）是生物神经传导中的一种关键酶，其主要功能是能够将神经系统突触部位传导神经兴奋的化学物质——乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）水解为乙酸和胆碱，以维持神经系统的正常生理功能（王霞等，2009）。而有机磷（OPs）和氨基甲酸酯（CBs）类农药能够特异性地抑制昆虫中枢和周围神经系统中AChE的活性，从而使AChE丧失水解ACh的活力，ACh就会在体内大量蓄积产生迟发性神经毒性，使中枢神经、交感神经、运动神经和一些腺体首先兴奋而活动增强，引起运动失调等，最后转变为抑制、衰竭、瘫痪甚至中毒死亡。酶抑制法就是根据这一毒理学原理，在体外条件下，将AChE与样品反应，根据AChE活性受到抑制的情况，判断样品中是否含有有机磷和氨基甲酸酯类农药（Campanella等，2005；王洁莲，2011）。

OPs和CBs类农药是乙酰胆碱酯酶的底物乙酰胆碱的结构类似物，当样品中存在OPs和CBs类农药时，它们就会与乙酰胆碱酯酶催化活性中心的丝氨酸残基中的羟基发生磷酰化或氨基甲酰化，使乙酰胆碱酯酶失去水解乙酰胆碱的能力；而当样品中没有OPs和CBs类农药残留或残留量很少，乙酰胆碱酯酶的活性就不被抑制，底物乙酰胆碱可以被水解。利用这一特性，在酶反应实验中加入底物和显色剂观察颜色的变化（王恒亮等，1997；李治祥，1991）或者测定酶与某种特定化合物反应的物理化学信号的变化（蒙绮芳等，1996），可判断OPs或CBs类农药是否残留。

目前，依据酶抑制法原理设计的农药残留检测方法主要有速测卡法（纸片法）、比色法（分光光度法）和胆碱酯酶生物传感器。

经过多年的酶抑制法的研究开发和实践应用，我国先后颁布了2个国家标准和1个农业部行业标准，其中《蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测》（GB/T 5009.199—2003）提供速测卡法（纸片法）和比色法（分光光度法）2种快速检测方法，《蔬菜中有机磷及氨基甲酸酯农药残留量的简易检验方法　酶抑制法》（GB/T 18630—2002）和《蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药毒快速检测方法》（NY/T 448—2001）均为比色法。