1.膽堿酯酶(ChE)抑制法
有機磷和氨基甲酸酯兩類農藥能抑制生物體內AChE的活性。據此,利用離體AChE與食品中殘留農藥作用,AChE受抑制的程度不同,底物被酶水解量不同,造成顏色變淺或不顯色,據此計算農藥殘留量。常用的酶源有牛、豬等家畜的肝臟酯酶、人血漿或血清、馬血清、蠅或蜜蜂頭部的腦酯酶、兔或鼠的羧酸酯酶等。按此原理設計的測試方法主要為酶液比色法和紙片速測卡。
(1)酶液比色法。從敏感家蠅品系的頭部提取AChE,在人工控制條件下與系列濃度的對硫磷作用,以碘化硫代乙酰膽堿(ATCT)為底物,以5,5-二硫代-2,2-二硝基苯甲酸為顯色劑,經壹定時間後在410nm波長的可見光上進行比色。根據吸光值,計算AChE被抑制的程度,並以不加酶試管做空白對照。酶活性百分率按下式進行計算。
作為壹種離體酶在試管中進行反應,應嚴格控制反應溫度、最佳反應時間、酶與底物的反應濃度及周圍環境的pH等條件。
(2)速測卡法。農藥殘留速測卡是55mm2mm的長方形紙條,上面對稱貼有直徑15mm的白色、紅色圓形藥片各壹片。白色藥片中含有從牛血清中提取的膽堿酯酶,紅色藥片中含有乙酰膽堿類似物2,6-二氯靛酚(藍色)和乙酸。如果有機磷或氨基甲酸酯類農藥存在,會抑制膽堿酯酶的活性而不發生水解反應,無藍色物質生成。試驗時首先在蔬菜葉面滴2滴洗脫液(磷酸緩沖液pH7.5),用白色藥片在滴液處輕輕塗擦放置10min進行預反應,將速測卡向內對折,用手指捏緊3min,使白色藥片與紅色藥片緊密接觸反應,打開速測卡,若白色藥片變為藍色,為陰性,若不變色,表示有機磷、氨基甲酸酯類農藥的存在。
膽堿酯酶抑制法的優點是能對抑制膽堿酯酶的農藥品種進行快速靈敏地檢測,前處理簡單,檢測時間短(酶液比色法約40min),適用現場測定。缺點是使用的酶、基質、顯色劑有壹定的特異性,需控制的條件比較多。另外,對其他類型農藥造成的汙染無法檢出,以及對某些硫磷酸酯類農藥(如優殺磷)靈敏度不高,對這類農藥造成的汙染可能會漏檢或誤檢。因此,如將膽堿酯酶抑制技術與生物測定法相配合,可在短時間內將超毒蔬菜從眾多蔬菜樣本中篩選出,並可區分菊酯與有機磷、氨基甲酸酯類農藥造成的汙染。
2.植物酯酶(phytoesterase)抑制法
該方法的原理是利用植物水解酶水解2,6-二氯乙酰靛酚,根據反應溶液在水解前後顏色的變化,用眼睛或儀器辨別農藥對酶的抑制程度。在有機磷或氨基甲酸酯類農藥存在時,植物水解酶的活性受抑制,靛酚的藍色變淺。植物酶法在測定過程中無需使用有機溶劑,預處理方法簡單,測定速度快,成本低廉,因此也有壹定的應用價值。
3.有機磷水解酶(OPH)法
有機磷水解酶是壹種廣泛存在於多種生物體內的由有機磷降解酶基因(opd)編碼的酯酶。存在於微生物體內的有機磷水解酶能夠切斷有機磷化合物的磷酸酯鍵(P-O和P-S鍵)來解除有機磷化合物的毒性。如王銀善分離到壹菌株PseudomonasWs-5對甲胺磷有很強的降解能力。因此,OPH主要用於化學武器和壹些過期的有機磷殺蟲劑的銷毀,接觸毒劑人員和物品的防護與洗消及中毒人員的救治。將OPH固定在電極表面制成生物傳感器,能夠進行現場快速檢測有機磷農藥殘留。OPH水解有機磷化合物具有反應特異高效(酶水解的效率為化學水解的40~2450倍)、反應條件溫和、無刺激性、固化酶易儲存、用量小、成本低等優點,有著較好的應用前景。