CN108444794B - 一种用于农药残留速测前处理的净化过滤器 - Google Patents

一种用于农药残留速测前处理的净化过滤器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于农药残留速测前处理的净化过滤器，过滤器包括过滤器主体、进液口和出液口，过滤器内部填充有吸附剂，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜，过滤器内还添加有植物次生代谢物抑制剂。本发明的净化过滤器，能有效去除检测蔬菜样品中的色素，特别是可以有效去除样品中的叶黄素，抑制次生代谢物对酶反应的影响，从而避免色素及次生代谢物对农药残留量检测的影响，提高其检测准确性；无需借助离心机等其他设备，使用方便，特别适合现场及大批量处理待检测样品。

Description

一种用于农药残留速测前处理的净化过滤器
技术领域
本发明涉及农药残留检测领域，具体涉及农药残留速测样品前处理的装置，特别涉及一种用于农药残留速测前处理的净化过滤器。
背景技术
蔬菜种植过程中农药的施放与害虫抗药性的出现，使的农药毒性和使用量越来越大，农药种类越来越多，在蔬菜生长过程中施药次数不断密集，从而导致进入流通市场上的蔬菜农药残留现象越来越普遍。为保证人们的食品安全，对蔬菜进行农药残留速测是非常有必要的。
目前蔬菜中使用的农药主要为有机磷、氨基甲酸酯类和菊酯类农药，而作为目前蔬菜检测标准的酶抑制率法国家标准GB/T 5009.199-2003及国家食品样品监督管理局发布的《蔬菜中敌百虫、丙溴磷、灭多威、克百威、敌敌畏残留的快速检测》(KJ201710)，其中蔬菜样品经磷酸盐缓冲液处理后得到的样品待测液含有较多的叶绿素和叶黄素，叶黄素与酶反应的产生的颜色接近，对检测结构影响特别大。特别是颜色较深的蔬菜，处理液颜色更深。一些特殊的蔬菜含有对胆碱酯酶有抑制作用的次生代谢物，在检测中易造成假阳性现象。检测结果不可靠同样会造成不利影响。
为使蔬菜农药残留检测结果更为可靠，对蔬菜样品进行相应的前处理，减少色素，特别是叶黄素和次生代谢物对检测结果的影响，是非常有必要的。
目前，对于蔬菜样品的前处理主要采用石墨化碳黑和氨基填料等组成的混合型固相萃取吸附剂来除去样品中的色素、有机酸、酚类等干扰物，这种混合填料通常不易回收、价格较高，使用时普遍存在操作繁琐、费时费力等不足，而CN104062384A则利用磁性碳纳米管清除样品中的杂质，但单纯的磁性材料对杂质的去除能力有限，需对其表面进行改性，然而改性方法复杂、且碳纳米管造价高，不利于大规模使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于农药残留速测前处理的净化过滤器。该过滤器能有效去除检测蔬菜样品中的色素及抑制次生代谢物，从而提高农药残留量的检测准确性。
本发明所采取的技术方案是：
一种用于农药残留速测前处理的净化过滤器，包括过滤器主体、进液口和出液口，过滤器内部填充有吸附剂，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜，过滤器还含有植物次生代谢物抑制剂。
作为上述净化过滤器的进一步改进，吸附剂和植物次生代谢物抑制剂的质量比为(100～180)：(10～20)。
作为上述净化过滤器的进一步改进，吸附剂选自硅藻土、皂土、白炭黑、活性炭、聚乙烯吡咯烷酮、氧化铝、硅酸镁中的至少一种，优选至少两种。
作为上述净化过滤器的进一步改进，吸附剂由氧化铝、白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮组成。
作为上述净化过滤器的进一步改进，氧化铝、白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮的质量混合比为(10～150)：(1～50)：(1～50)。
作为上述净化过滤器的进一步改进，氧化铝、白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮的质量混合比为(10～100)：(5～40)：(5～30)。
作为上述净化过滤器的进一步改进，植物次生代谢物抑制剂为抗坏血酸和亚铁氰化钾。
作为上述净化过滤器的进一步改进，抗坏血酸和亚铁氰化钾的质量混合比为(1～10)：(1～10)。
一种蔬菜样品的农药残留速测前处理方法，包括将蔬菜样品经缓冲液洗脱，加入净化过滤器中过滤处理，其中，净化过滤器如上所述。
一种蔬菜农药残留速测方法，包括使用上述的方法对蔬菜样品进行前处理，取处理后的样液按现有方法确定农药残留情况。
本发明的有益效果是：
本发明的净化过滤器，能有效去除检测蔬菜样品中的色素，特别是可以有效去除样品中的叶黄素，抑制次生代谢物对酶反应的影响，从而避免色素及次生代谢物对农药残留量检测的影响，提高其检测准确性。
本发明的净化过滤器无需借助离心机等其他设备，使用方便，特别适合现场及大批量处理待检测样品。
附图说明
图1是本发明净化过滤器结构示意图。
具体实施方式
图1是本发明净化过滤器结构示意图。图中，1为进液口，2为过滤器主体，3为出液口，4为滤膜，5为吸附剂。
一种用于农药残留速测前处理的净化过滤器，包括过滤器主体、进液口和出液口，过滤器内部填充有吸附剂，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜，过滤器还含有植物次生代谢物抑制剂。
植物次生代谢物抑制剂既可以与吸附剂混合后填充在过滤器内，也可以单独包装，在使用时添加到过滤器内或样液中，对其使用效果无影响。
作为上述净化过滤器的进一步改进，吸附剂和植物次生代谢物抑制剂的质量比为(100～180)：(10～20)。
作为上述净化过滤器的进一步改进，吸附剂选自硅藻土、皂土、白炭黑、活性炭、聚乙烯吡咯烷酮、氧化铝、硅酸镁中的至少一种，优选至少两种。
作为上述净化过滤器的进一步改进，吸附剂由氧化铝、白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮组成。
作为上述净化过滤器的进一步改进，氧化铝、白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮的质量混合比为(10～150)：(1～50)：(1～50)。
作为上述净化过滤器的进一步改进，氧化铝、白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮的质量混合比为(10～100)：(5～40)：(5～30)。
作为上述净化过滤器的进一步改进，植物次生代谢物抑制剂为抗坏血酸和亚铁氰化钾。
作为上述净化过滤器的进一步改进，抗坏血酸和亚铁氰化钾的质量混合比为(1～10)：(1～10)。
一种蔬菜样品的农药残留速测前处理方法，包括将蔬菜样品经缓冲液洗脱，加入净化过滤器中过滤处理，其中，净化过滤器如上所述。
一种蔬菜农药残留速测方法，包括使用上述的方法对蔬菜样品进行前处理，取处理后的样液按现有方法确定农药残留情况。
滤膜的主要作用在于防止吸附材料脱落，以免对检测结构造成不利影响。为有效地过滤其他大颗粒杂质，滤膜孔径优选为0.22μm～0.8μm。
下面进一步列举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明阐述的原理做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适范围内的选择，而并非要限定于下文示例的具体数据。
方便比较考虑，以下实施例和对比例中的滤膜孔径均为0.22μm。
实施例1
一种农药残留速测前处理的净化过滤器，过滤器内部填充有100mg氧化铝、1mg白炭黑、20mg聚乙烯吡咯烷酮吸附剂，8mg抗坏血酸和3mg亚铁氰化钾，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜。
实施例2
一种农药残留速测前处理的净化过滤器，过滤器内部填充有75mg氧化铝、15mg白炭黑、50mg聚乙烯吡咯烷酮吸附剂，2mg抗坏血酸和5mg亚铁氰化钾混，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜。
实施例3
一种农药残留速测前处理的净化过滤器，过滤器内部填充有100mg氧化铝、50mg白炭黑、1mg聚乙烯吡咯烷酮吸附剂，4mg抗坏血酸和4mg亚铁氰化钾，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜。
实施例4
一种农药残留速测前处理的净化过滤器，过滤器内部填充有85mg氧化铝、15mg白炭黑、20mg聚乙烯吡咯烷酮吸附剂，8mg抗坏血酸和1mg亚铁氰化钾，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜。
实施例5
一种农药残留速测前处理的净化过滤器，过滤器内部填充有130mg硅酸镁吸附剂，8mg抗坏血酸和3mg亚铁氰化钾，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜。
对比例1
一种农药残留速测前处理的净化过滤器，过滤器内部填充有100mg氧化铝、1mg白炭黑和20mg聚乙烯吡咯烷酮混合吸附剂，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜。
对比例2
一种农药残留速测前处理的净化过滤器，过滤器内部填充有100mg氧化铝、5mg白炭黑、20mg聚乙烯吡咯烷酮吸附剂，10mg亚铁氰化钾，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜。
对比例3
一种农药残留速测前处理的净化过滤器，过滤器内部填充有100mg氧化铝、5mg白炭黑、20mg聚乙烯吡咯烷酮吸附剂，20mg抗坏血酸，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜。
下面结合试验，进一步说明本发明的技术方案。
下述农药残留检测方法依据标准KJ201710进行检测。
不同前处理对检测结果的影响
取3g无农药残留韭菜按标准KJ201710处理后，加入10mL磷酸盐缓冲液，充分振动后得到洗脱液：
1、用实施例1中的净化过滤器进行过滤后得到待测液Ⅰ；
2、用实施例5中的净化过滤器进行过滤后得到待测液Ⅱ；
3、用对比例1中的净化过滤器进行过滤后得到待测液Ⅲ
4、用对比例2中的净化过滤器进行过滤后得到待测液Ⅳ
5、用对比例3中的净化过滤器进行过滤后得到待测液Ⅴ
6、用无填充吸附剂的过滤器进行过滤后得到待测液Ⅵ
7、取洗脱液静置2min作为待测液Ⅶ，备用。
用现有的商品化酶试剂盒和农残速测仪在412nm处检测(每组做2个平行试验)，记录吸光度，并计算抑制率，数据如表1。
表1
Figure BDA0001579550590000051
由表1可看出：
1)未经过滤处理的待测液Ⅶ由于叶绿素、叶黄素的溶出而使初始吸光值超过1，在仪器检测上已处于测不准非线性区域，检测结果无意义，且从反应液来看，初始待测液的绿色掩盖了反应过程中的黄色产物，肉眼也看不出明显变化；
2)没有吸附剂的过滤器过滤得到的待测液Ⅵ由于叶黄素的存在而呈黄色，与反应过程中的黄色产物颜色一致，无法用于检测；
3)经对比例1中的过滤器处理后(待测液Ⅲ)，其颜色变成淡黄色，说明其能有效去除样品中的叶黄素；从待测液Ⅲ的检测结果可知，韭菜的次生代谢产物未被完全过滤除去而导致其对AchE的抑制率较高，使得结果为假阳性；
4)当只加入其中一种植物次生代谢物抑制剂时，较大用量时均有一定作用，且以抗坏血酸作用较明显，而亚铁氰化钾作用不明显是因为当其使用量过多会使反应体系中使用的AchE酶活性在一定程度下降低，在其他蔬菜试验中也呈现出类似规律；而当抗坏血酸和亚铁氰化钾组合使用时，可以在低使用量的情况下达到更好的抑制率(如：待测液Ⅰ的结果)，说明二种物质各有其特殊作用，故而二者组合使用具有更佳的效果。
5)待测液Ⅱ(实施例5)，其颜色为淡黄色，说明其能有效去除样品中的叶黄素，然而其抑制率较高，接近合格判定线：抑制率<50％，这说明虽然实施例5中含有植物次生代谢物抑制剂，但硅酸镁的吸附效果稍差，使得AchE酶活性下降，从而导致其抑制率过高；
由上可知，植物次生代谢物抑制剂抗坏血酸和亚铁氰化钾的加入使过滤后的待测液中未被吸附的部分次生代谢物被抑制而不对酶反应产生负影响，有效提高了检测结果的准确性。
不同前处理的克百威检测结果
取3g无农药残留韭菜按标准KJ201710处理后，加入10mL磷酸盐缓冲液及检出限水平的克百威0.02ppm，充分振动后得到洗脱液：
1、用实施例4中的净化过滤器进行过滤得到待测液a；
2、用无填充吸附剂的过滤器进行过滤得到待测液b；
3、取缓冲液10mL加入检出限水平的克百威0.02ppm作为待测液c，备用。
用现有的商品化酶试剂盒和农残速测仪在412nm处检测(每组做2个平行试验)，数据如表2。
表2
Figure BDA0001579550590000071
由表2可知：
1)待测液a和待测液c的检测结果接近，符合实际农药残留量，说明经本发明净化过滤器过滤后得到的检测液能有效去除各种色素和干扰酶反应的各种植物次生代谢物质，极大程度上解决假阳性现象，也说明了经过此过滤器处理后不会对原本的农药残留物的含量产生影响；
2)从待测液b与待测液c的对比中可知，无填充吸附剂的普通过滤器仅能滤去叶绿素，而不能滤去叶黄素和植物次生代谢产物，最终导致检测酶抑制率明显偏高，这在实际应用中将导致无农药残留或者残留量符合国家标准限量的蔬菜也会导致检测为阳性，即出现假阳性的检测结果。
常见蔬菜样品的检测结果
各取3g无农药残留韭菜、芹菜、菠菜、小白菜、苦麦菜按标准KJ201710处理后，加入10mL磷酸盐缓冲液及检出限水平的克百威0.02ppm，充分振动后得到洗脱液，洗脱液使用如下的过滤柱或过滤器进行处理：
1、用填充有300mg硅藻土的过滤柱；
2、填充有300mg氧化铝的过滤柱；
3、填充有300mg硅酸镁的过滤柱；
4、商品化的SPE过滤柱；
5、普通0.22μm滤膜过滤器；
6、实施例2的净化过滤器
不同处理得到的滤液分别记为待测液1、待测液2、待测液3、待测液4、待测液5和待测液6。
用现有的商品化酶试剂盒和农残速测仪在412nm进行农残检测(每组做2个平行试验)，结果见表3。
表3
Figure BDA0001579550590000081
从表3可以看出，常用吸附剂硅藻土、硅酸镁、氧化铝以及商品化的SPE柱、0.22μm过滤头在处理韭菜、芹菜、苦麦菜等含有植物次生代谢物的蔬菜时均不能对其进行吸附或抑制，可见其两种及以上进行组合也不能达到吸附或抑制作用，从而导致特色蔬菜样品在农残检测中出现假阳性；在处理菠菜时不同吸附剂表现不一，仅0.22μm的针式滤膜过滤器有一定作用；从处理后的待测液颜色来看，经硅藻土、硅酸镁、氧化铝及SPE柱过滤的待测液接近透明无色，针式过滤器处理的待测液呈淡黄色到黄色；而实施例2的净化过滤器处理的待测液接近透明无色，且对含有次生代谢物的特色蔬菜样品或其他蔬菜样品均有很好的吸附或抑制作用，保证了检测的准确率，很好地解决了农残检测中的假阳性问题。

Claims (8)

1.一种用于农药残留速测前处理的净化过滤器，包括过滤器主体、进液口和出液口，过滤器内部填充有吸附剂，过滤器主体靠近出液口的一端设有滤膜，其特征在于：过滤器还含有抗坏血酸和亚铁氰化钾；吸附剂及抗坏血酸和亚铁氰化钾质量和的质量比为（100～180）：（10～20），抗坏血酸和亚铁氰化钾的质量混合比为（1～10）：（1～10）。
2.根据权利要求1所述的净化过滤器，其特征在于：吸附剂选自硅藻土、皂土、白炭黑、活性炭、聚乙烯吡咯烷酮、氧化铝、硅酸镁中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的净化过滤器，其特征在于：吸附剂选自硅藻土、皂土、白炭黑、活性炭、聚乙烯吡咯烷酮、氧化铝、硅酸镁中的至少两种。
4.根据权利要求2所述的净化过滤器，其特征在于：吸附剂由氧化铝、白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮组成。
5.根据权利要求4所述的净化过滤器，其特征在于：氧化铝、白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮的质量混合比为（10～150）：（1～50）：（1～50）。
6.根据权利要求5所述的净化过滤器，其特征在于：氧化铝、白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮的质量混合比为（10～100）：（5～40）：（5～30）。
7.一种蔬菜样品的农药残留速测前处理方法，包括将蔬菜样品经缓冲液洗脱，加入净化过滤器中过滤处理，其中，净化过滤器如权利要求1～6任意一项所述，所述蔬菜选自韭菜、芹菜、菠菜、小白菜或苦麦菜。
8.一种蔬菜农药残留速测方法，包括使用权利要求7所述的方法对蔬菜样品进行前处理，取处理后的样液按现有方法确定农药残留情况，所述蔬菜选自韭菜、芹菜、菠菜、小白菜或苦麦菜。
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