农药残留毒性快速测试仪的研制

　　由于水果、蔬菜等绿色食品施用的有机磷、氨基甲酸酯类农药对人体的乙酰胆碱酯酶的活性起着抑制作用,严重影响人体健康,所以对果蔬的农药残留毒性需要测试并加以控制。基于显色反应的酶抑制法快速检测农药残留毒性从50年代开始陆续有报道,但由于都是采用直接目视的酶抑制反应单点显色比色法[1][2][3],无法克服由于酶试剂活性的变化,反应所处的环境温度的变化,反应时间控制的不够精确,不同果蔬背景颜色的差异等诸多因素的影响,故测试结果不够理想。本文报道研究出新型的基本酶抑制显色反应的涉及化学动力学的测试仪器,适用于果蔬农药残留毒性的单一性测试。

　　1　方法原理

　　1·1　有机磷及氨基甲酸酯类杀虫剂的毒理不原理:这两类农药共同毒理机制为抑制人体乙酰胆碱酯酶(AchE)的活性,乙酰胆碱酯酶(AchE)对神经传递介质乙酰胆碱(Ach)有如下的催化反应:

　　当农药抑制了乙酰胆碱酯酶的活性,就会造成乙酰胆碱的积累,影响正常的神经传导,引起神经中毒。一般认为当体血液中乙酰胆碱酯酶的活性被抑制30%左右就会出现中度中毒症状,当乙酰胆碱酯酶的活性降到50%左右即出现迷等严重中毒症状[4][5]。

　　1·2　农药残留毒性的检测原理:将敏感酶源中获取的乙酰胆碱酯酶作为目标物,设计下列反应来测定果蔬中的农药残留对乙酰胆碱酯酶的抑制程度(毒性)。

　　1·2·1　采用敏感酶源的乙酰胆碱酯酶为催化剂,催化碘化乙酰硫代胆碱的水解反应。

　　1·2·3　于410nm特征波长处测定吸光度的变化曲线,并按下式求出乙酰胆碱酯酶的催化活度。

　　上式中　A:一定量的乙酰胆碱酯酶催化显色反应的吸光度随时间变化的直线斜率

　　B:乙酰胆碱酯酶受农药抑制后催化显色反应的吸光度随时间变化的直线斜率

　　1·3　仪器的设计原理:模拟了人体中毒过程的原理,测定果蔬样品中的农药残留对乙酰胆碱酯酶活性的抑制程度。测定由微电脑比较样品与乙酰胆碱酯酶作用后催化显色反应的动力学曲线,通过计算确定样品中的农药残留水平。

　　2　仪器的组成结构

　　本仪器主要由稳压电路、光源、样品池、光敏接收器、信号处理电路、显示器、打印机等部分构成,结构框图如图1所示。

　　2·1　灯电源电路的选择

　　稳定发光的光源是仪器稳定工作的先决条件,光源灯电源电路的性能好坏直接关系到仪器工作时的噪声及漂移等整机的关键性技术指标。由于本仪器选用了不同于一般分析仪器上所常见的光源灯,根据该灯的技术特性,我们尝试了三种类型的电路:倍压整流起辉的AC/DC变换器供电电路;DC/DC变换器反激式自激振荡脉冲电源电路;DC/DC变换器反激式自激振荡脉冲电源电路。择优选定了特种自适应AC/AC变压器方案,它具有电路形式简单,工作可靠,能自动对光源灯的工作状况进行适应性调整,从而可获得高稳定的灯电源供给。其不足之处在于对变压器有较高的技术要求,电源变换效率较低,并有一定的低频电磁辐射泄漏;采用本电源电路并对其它单元电路进行改进优化处理后解决了抗干扰问题。