¿Cuáles son los indicadores o elementos para las pruebas de productos agrícolas? ¿Qué instrumentos y equipos están involucrados?

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Palabras clave: La tecnología inicial de detección de residuos de pesticidas organofosforados se limitaba al método químico, al método colorimétrico y al papel de bioensayo. detección El método carece de especificidad y el artículo no es muy sensible. Los artículos sobre la aplicación de la cromatografía de gases en el análisis de residuos de pesticidas y medicamentos en la década de 1960 mejoraron enormemente los residuos de pesticidas y medicamentos

Resumen

Resumen:

Palabras clave Pesticidas organofosforados La tecnología inicial de detección de residuos de plaguicidas se limitaba a métodos químicos, métodos colorimétricos y bioensayos. Los métodos de detección carecían de especificidad y no eran muy sensibles. En la década de 1960, la cromatografía de gases se aplicó al análisis de residuos de pesticidas y medicamentos, lo que mejoró enormemente el nivel de detección de residuos de pesticidas y medicamentos. Desde la década de 1980, la cromatografía líquida de alta resolución se ha utilizado ampliamente en el análisis de residuos de pesticidas. 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 precisa y 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 el progreso actual en la exploración de tecnologías de detección y análisis rápido de residuos de pesticidas y medicamentos. 1 Tecnología de detección de bacterias luminosas Las investigaciones muestran que diferentes tipos de bacterias luminiscentes tienen el mismo mecanismo de luminiscencia [1]. Es decir, bajo el efecto del oxígeno molecular, la luciferasa intracelular cataliza la oxidación del ácido flavinnucleico reducido (FMNH2) y los aldehídos grasos de cadena larga en FMN y ácidos grasos de cadena larga, y al mismo tiempo libera la longitud de onda de máxima intensidad luminosa de 450-490 nm. Luz azul-verde. Las bacterias luminiscentes de uso común incluyen algunas bacterias del género Vibrio y Photobacterium. Yuan Dongxing[2] y otros utilizaron bacterias luminiscentes para detectar rápidamente la cantidad residual de pesticidas organofosforados en vegetales. A través de la reacción inhibidora de la luz de las bacterias luminiscentes a varios pesticidas organofosforados en vegetales, el resultado fue que la intensidad de la luminiscencia estaba relacionada negativamente con la intensidad de la luminiscencia. La concentración de pesticidas organofosforados en la muestra es relevante y el límite de detección más bajo puede alcanzar 3 mg/L. En la actualidad, la tecnología de detección de bacterias luminiscentes se utiliza ampliamente en el monitoreo ambiental y las pruebas de seguridad alimentaria, y en la detección de seguridad en los alimentos. Se utiliza principalmente para la detección de residuos de pesticidas y medicamentos veterinarios, detección de toxicidad biológica de metales pesados, etc. [3], este método es rápido, simple y altamente 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 de los alimentos y la baja concentración de contaminantes, los instrumentos de detección no pueden alcanzar límites de detección tan bajos, por lo que este método no se usa comúnmente en pruebas de seguridad alimentaria. 2 Tecnología de quimioluminiscencia La quimioluminiscencia (CL) se refiere a algunas reacciones químicas extraordinarias entre sustancias luminiscentes como el luminol y el ácido gálico y los pesticidas organofosforados. Los intermedios o reactivos de la reacción absorben los químicos liberados por la reacción cuando regresan al estado fundamental. En el estado excitado, se produce radiación óptica y los fotones pasan a través del tubo fotomultiplicador y el amplificador. Después de que los fotones pasan a través del tubo fotomultiplicador y el amplificador, se convierten en corriente y se amplifican. Bajo ciertas condiciones, el tamaño de la corriente es proporcional a la concentración de fósforo orgánico [4]. Hay cuatro métodos de detección basados ​​en los principios de reacción: (1) método CL que inhibe la acetilcolinesterasa; (2) método CL que cataliza la fosfatasa alcalina (3) método de reacción entre peróxido e indol (4) método de cavidad para hacer reaccionar aldehídos con hidrógeno; peróxido (H2O2). Ayyagari [5] basándose en el hecho de que la fosfatasa alcalina puede catalizar la desfosforilación de compuestos que contienen fosfato, es decir, la fosfatasa alcalina puede inhibir la actividad de la leucodina, detectando así la leucodina, Rao [6] et al. Rao[6] et al. Utilizaron un sistema de luminol-H2O2 para realizar análisis de quimioluminiscencia del pesticida organofosforado metil paratión. Descubrieron que el polietilenglicol tenía un efecto sensibilizante significativo en la reacción y establecieron un método para la determinación del metil paratión. -CL) de fósforo tiene un límite de detección de 002 μg/ml. En la actualidad, existen muchos estudios sobre la detección de residuos de pesticidas y medicamentos veterinarios en alimentos utilizando tecnologías como quimioluminiscencia e inmunoensayo, impresión molecular y chips de microfluidos [7], pero aún se encuentran en etapa de laboratorio. 7], pero aún se encuentra en etapa de laboratorio y tiene pocas aplicaciones prácticas. La tecnología de quimioluminiscencia tiene las ventajas de alta sensibilidad, velocidad de reacción rápida, buena selectividad e instrumentación simple, lo que la hace más adecuada para trabajos de monitoreo in situ.

3 Técnicas de inmunoensayo Las técnicas de inmunoensayo utilizadas para el análisis de residuos de plaguicidas incluyen principalmente el radioinmunoensayo (RIA) y el inmunoensayo enzimático (EIA). Debido a las limitaciones de RIA en los requisitos de los instrumentos, la EIA se ha convertido en una de las técnicas más utilizadas en el análisis de residuos de pesticidas. Las aplicaciones de la EIA incluyen el método directo, el método indirecto, el método sándwich de anticuerpos, el método de competencia, el método de inhibición, etc. El inmunoensayo se basa en antígenos y anticuerpos. El inmunoensayo es un método de detección basado en el reconocimiento y la reacción de unión específicos de antígeno-anticuerpo. Los pesticidas organofosforados son pesticidas de pequeño peso molecular (MW% 26 <2500). Se preparan en forma de haptenos de moléculas pequeñas de pesticidas conectando moléculas y portadores de peso molecular (generalmente proteínas) a través de una cierta longitud de cadena de carbono y uniéndolos con enlaces valentes. Los antígenos artificiales se utilizan para inmunizar animales con antígenos artificiales para producir anticuerpos (anticuerpos policlonales) que responden específicamente a los pesticidas, y la tecnología de hibridoma se utiliza para preparar anticuerpos con especificidad de antígeno único (anticuerpos monoclonales). M A Kumar[8] et al. utilizaron un método que combina tecnología de inmunosonda ligada a enzimas y tecnología de inyección de flujo para detectar metil paratión en el medio ambiente y los alimentos, que tiene una alta sensibilidad y buena especificidad. En 1999, Liu Shuchao [9] y otros desarrollaron un kit de detección de metilparatión con un rango de concentración lineal de 10-1~10-4μg/ml, y el límite de detección era inferior a 001ng/ml. Wang Gangyi [10] y otros sintetizaron el antígeno artificial del metilparatión y establecieron un método ELISA con un límite de detección de 5 ng/ml. Actualmente, las técnicas de inmunoensayo se utilizan principalmente para detectar residuos de pesticidas y medicamentos veterinarios en los alimentos y el medio ambiente. Se informa que se han establecido métodos de detección ELISA para cientos de pesticidas, como carbendazim, carbofurano, paratión, metilparatión, etc. Los límites de detección de algunos pesticidas organofosforados pueden llegar a 1 ng/ml. Los límites de detección de algunos pesticidas organofosforados pueden alcanzar niveles de nanogramos o incluso picogramos, y se han comercializado y utilizado ampliamente algunos kits para el seguimiento rápido de muestras de campo y grandes cantidades de muestras [11, 12]. Hasta ahora, debido a su fuerte especificidad, un tipo de kit solo puede detectar un único pesticida organofosforado y no puede detectar múltiples residuos de pesticidas, y existe un cierto grado de cruce para compuestos con estructuras similares. Además, es difícil preparar anticuerpos. y el costo del kit es alto, lo que limita su uso generalizado en la detección de residuos de pesticidas. 4 Tecnología de biosensores Un biosensor suele ser una herramienta de detección, que se compone de un elemento biológico sensible y un transductor que coinciden estrechamente entre sí y tienen una respuesta selectiva y reversible a tipos específicos de compuestos o sustancias biológicamente activas [13-16]. Cuando la sustancia a medir se combina específicamente con un elemento de reconocimiento molecular (compuesto por sustancias biológicamente eficaces con capacidad de reconocimiento, como enzimas, microorganismos, antígenos y anticuerpos, etc.), la luz, el calor, etc. generados se convierten en energía eléctrica. señales, señales ópticas, etc., y luego la salida del convertidor de señal es procesada electrónicamente por el detector y mostrada o registrada en el instrumento para lograr el propósito de análisis y detección. 41 Biosensor enzimático La parte activa del pesticida organofosforado está unida irreversiblemente al grupo éster de la acetilcolinesterasa, inhibiendo la actividad de la enzima. El cambio de pH producido por la reacción enzimática es detectado por el biosensor potenciométrico. Bernabeil M Acopló varias reacciones enzimáticas a un biosensor, aumentando así el número de sustratos a medir, un sistema de doble enzima que utiliza acetilcolinesterasa y colina oxidasa para preparar un biosensor para la detección de pesticidas. Sensor electroquímico de H2O2 para fósforo y aldicarb. 42 Inmunobiosensores Biosensores que utilizan reacciones inmunoquímicas entre anticuerpos y antígenos. El inmunosensor de fibra óptica portátil desarrollado por Wan et al. [17] se utiliza para la detección de metil paratión, con un límite mínimo de detección de 01 ng/ml. El inmunosensor de fibra óptica desarrollado por Anis et al. paratión en muestras El método cromatográfico es sencillo y rápido, y el ciclo de análisis se acorta en 4/5 veces. /43 Los sensores microbianos utilizan la función metabólica de los microorganismos vivos para detectar contaminantes. Uno es utilizar la función respiratoria de los microorganismos para consumir oxígeno al asimilar sustratos; el otro es utilizar diferentes enzimas contenidas en diferentes microorganismos como fuentes de enzimas. Mulchandani et al. transformaron el plásmido que llevaba el fragmento del gen organofosforado hidrolasa (OPH) en Moraxella diphtheriae y seleccionaron bacterias mejoradas que podían expresar OPH extracelularmente. Como resultado, el sensor preparado era sensible al metilparatión y al paratión. tan bajo como 1×10-6mol/L y 2×10-7mol/L.10-7mol/L respectivamente [18]. Los biosensores se han utilizado ampliamente en la vigilancia ambiental, la alimentación, la medicina y otros campos.

Entre las tecnologías analíticas como la detección de organofosforados, los biosensores tienen las ventajas de su pequeño tamaño, bajo costo, gran selectividad y capacidad antiinterferencia, y una rápida velocidad de respuesta. También pueden detectar múltiples muestras al mismo tiempo con alta sensibilidad. Sin embargo, la tecnología actual de biosensores también presenta nuevos problemas, como una escasa estabilidad y una corta vida útil. Perspectivas actuales para la detección de residuos de pesticidas: la tecnología de bacterias luminiscentes se utiliza principalmente en pruebas de calidad del agua y planificación ambiental. Con el desarrollo de la tecnología, el método de bacterias luminiscentes se combinará con la tecnología electrónica y la tecnología fotoeléctrica y se convertirá gradualmente en un sistema de monitoreo en línea. proporcionar monitoreo in situ de pesticidas organofosforados. El monitoreo proporciona un método de detección y análisis más rápido. El método de quimioluminiscencia es una tecnología de detección y análisis altamente sensible para residuos de micro y trazas de organofosforados desarrollada en los últimos años. En el futuro, mientras se mejoran y perfeccionan los reactivos y sistemas luminiscentes originales, se sintetizarán y combinarán nuevos reactivos luminiscentes con otras tecnologías (como. tecnología de chip microfluídico, tecnología de sensores, etc.), que también muestra las ventajas de una tecnología de análisis de quimioluminiscencia rápida, sensible y sencilla. La tecnología ELISA y la tecnología de biosensores aún están en su infancia. Tanto la tecnología ELISA como la tecnología de biosensores aún están en su infancia. Con la mejora continua de la tecnología analítica, ELISA puede reducir la aparición de reacciones cruzadas, mejorar aún más la sensibilidad y la estabilidad de los kits inmunológicos y continuar logrando la versatilidad de los biosensores. (Un sensor puede detectar múltiples residuos de pesticidas), reducir los costos del producto, mejorar la sensibilidad, la estabilidad y extender la vida útil de los residuos de pesticidas se utilizará y promoverá aún más en el campo de la detección de residuos de pesticidas, haciendo que la detección rápida de residuos de pesticidas en mi país Las situaciones de uso en la detección rápida de residuos son diversas.

Referencias [1] Thomtdka KW. Uso de la bacteria bioluminiscente photobacterium phosforeum para detectar materiales potencialmente biopeligrosos en el agua [J]. EnvironcontamToxicol, 1993, 51 (4): 538. [2] Yuan Dongxing, Deng Yongzhi, Lin Yuhui Bacterias luminosas rápidas. Detección de residuos de pesticidas organofosforados en vegetales [J]. Environmental Chemistry, 1997, 16 (1): 77-81. [3] Ling Yun, Zhao Yu. Aplicación del método de bacterias luminiscentes en pruebas de seguridad alimentaria [J]. Journal of Technology, 2005, 24(6): 106-110. [4] Han Heyou, Yu Zihan. Progreso de la aplicación de la tecnología de acoplamiento de quimioluminiscencia en el análisis de residuos de medicamentos veterinarios [J]. :552-556.[5] Ayyagari MS, Kamtrkar S, Pande R, et al. Biosenores para la detección de pesticidas basados ​​en quimioluminiscencia catalizada por fosfatos alcalinos [J]. Ciencia e ingeniería de materiales, 1995, C2: 191-196. Rao C, Wang JN, Li LD. Determinación de metil paratión mediante el método de quimioluminiscencia de inyección de flujo [J]. Probing Chemistry, 2001, 4: 1-5. [7] Huang Ziping, Wang Jianning. Determinación de organofosforados mediante el método de quimioluminiscencia. J]. Journal of Qinghai Normal University: Natural Science Edition, 2003, (1): 59-63. [8] Kumar M A, Chuhan R S, Thakur M S, et al. Sistema de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas de flujo automatizado (ELISA). análisis de metil paratión [J]. Analytica Chimica Acta, 2006, (560): 30-34. [9] Liu Shuzao. Nuevas tecnologías para el análisis de residuos de pesticidas en la década de 1990 [J]. 11-13.[10] Wang Gangzhi, He Fengsheng, Yu Tao, et al. Establecimiento y aplicación preliminar del método ELISA para detectar metil paratión [J Chinese Journal of Industrial Medicine, 2001, 14(6): 327-333. [11] Zhao Ren, Wang Qiang, Chen Jingheng, Yang Jun. Progreso de la aplicación de la tecnología de bioenzimas y la tecnología de inmunoensayo enzimático en el análisis rápido de residuos de pesticidas [J]. Chinese Journal of Health Inspection, 2002, 12(5): 640-641. Ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas de tiofósforo [J]. Revista de ciencias agrícolas y ambientales, 2005, 24: 187-190. [13] Nunes GS, Barceló D. Biosensor electroquímico para la determinación de pesticidas en muestras de alimentos [J]. 26:156-159.[14] Liu ZL, Peng YJ. Desarrollo de sensores de organofosforados[J]. Estado actual y perspectivas de la aplicación de biosensores en el análisis de residuos de pesticidas [J]. Food and Machinery, 2005, 21(2): 54-76.

Sensor de organofosforo hidrolasa y su aplicación [J]. Sensor Technology, 2004, 23(4):5-9. [17] Wan Lixing, Li Renma. Inmunosensor de fibra óptica portátil para detectar metilsulfurón-metilo [J]: 879-883. [18] Mulchandani P, Chen W, Mulchandani A, et a1.Biosensor microbiano amperométrico para la determinación directa de pesticidas organofosforados utilizando microorganismos recombinantes con hidrolasa de organofosforo expresada en superficie [J].Biosensors %26amp Bioelectronics, 2001(16):433 -437.< ;