综述:关于中药中有机农药残留检测与去除策略的全面综述

《Talanta》:A comprehensive review of detection and removal strategy for organic pesticide residues in Chinese herbal medicines

【字体: 时间:2025年11月07日 来源:Talanta 6.1

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  中草药因有机农药残留问题影响质量和安全,研究聚焦检测(色谱、质谱等)与去除(降解、吸附等)技术,系统比较其成本、准确性和效率,为产业提供理论参考。

  中国中药(Chinese Herbal Medicines, CHM)作为历史悠久的植物类药物,在疾病预防、诊断和治疗中具有重要作用。其天然来源、副作用小以及独特的调理效果,使其在传统医学体系中占据不可替代的地位。然而,随着有机农药(Organic Pesticides, OPs)在农业生产中的广泛应用,这些农药残留对中药质量与安全构成了重大挑战。因此,近年来大量研究致力于开发有效的检测或去除OPs残留的技术,以解决这一问题。

有机农药的使用,尤其是在中药材种植过程中,是保障作物免受虫害、病害和杂草侵扰的重要手段。然而,农药残留的累积不仅影响中药材的品质和安全性,还可能对公众健康和中药产业的可持续发展产生深远影响。研究表明,长期接触有机农药可能导致慢性中毒、免疫功能紊乱和生殖问题。此外,农药残留还会干扰中药材中的活性成分,降低其药效。例如,有研究发现,某些有机农药与中药材中的特定成分如绿原酸发生反应,改变了其药理活性,进而影响其药用价值。

为确保中药产品的安全与质量,检测和去除OPs残留成为当前研究的重点。目前,检测技术主要包括基于色谱法、质谱法、光谱法、生物方法以及多种组合方法的手段。这些技术能够识别并量化农药成分或其代谢产物,确保中药材符合安全标准,防止含有过量农药残留的产品进入市场,从而保障消费者的健康。另一方面,去除OPs残留的方法主要包括降解和吸附两种类型。降解技术通过针对农药中的有毒官能团,将其转化为无毒分子,而吸附技术则利用特定材料吸收农药残留。这些方法在去除农药残留方面具有显著效果,确保中药产品安全可靠。

与以往大多数仅关注检测或去除某一技术的综述不同,本文全面探讨了有机农药控制技术,系统分类了主要OPs的类型、功能和特性,整理了检测技术如色谱和质谱以及去除技术如降解和吸附方法,分析了它们的作用机制和特点,并从成本、准确性、便捷性等多个维度比较了这些方法的优缺点。通过这种综合性的分析,本文为读者提供了关于如何减少有机农药残留的全面视角,支持中药产业的安全发展,并为相关技术的研究、开发和应用奠定了坚实的理论基础。

在中药栽培过程中,有机农药的使用已逐渐取代无机农药,成为全球农药使用的主要组成部分。根据相关研究,自20世纪30年代末以来,有机农药的使用量占全球农药总用量的38%。尽管有机农药在控制农业害虫、病害和杂草方面具有显著效果,但其内在毒性在长期积累下对人类健康和生态环境构成威胁。因此,如何有效控制有机农药的残留,成为中药产业面临的重要课题。

随着全球对中药研究的重视,关于有机农药残留的研究也日益增多。从2015年至2024年,Web of Science(WOS)中与“农药残留在中药中”相关的论文数量显著上升,反映出这一问题的学术关注度不断提高。当前文献表明,检测和去除是解决有机农药残留问题的两大主要途径。然而,以往的综述多侧重于某一技术,缺乏对检测与去除方法的系统整合。本文旨在填补这一空白,对有机农药残留的类型、功能和特性进行分类,同时对检测和去除方法进行全面分析,特别关注近年来的技术进展。

检测技术的发展为中药中有机农药残留的识别和量化提供了重要手段。色谱法、质谱法、光谱法、生物方法以及组合方法等技术被广泛应用于农药残留检测。其中,色谱法因其分离能力较强,能够有效区分不同农药成分,是目前应用最广泛的检测方法之一。质谱法则在确定农药分子结构和定量分析方面具有高灵敏度和高准确性,是检测农药残留的重要工具。光谱法如红外光谱和紫外光谱,因其操作简便、成本较低,也被用于农药残留的快速检测。生物方法则利用生物传感器或微生物检测技术,对农药残留进行识别和监测,具有一定的应用前景。这些检测方法在实际应用中各有优劣,需根据具体需求进行选择。

去除OPs残留的技术同样至关重要。降解技术通过化学或生物方法将农药转化为无害物质,是目前较为成熟的方法之一。例如,利用酶促反应或光催化降解技术,可以将农药中的有毒官能团转化为无毒分子,从而降低其对中药的不良影响。吸附技术则通过使用特定的吸附材料,如活性炭、分子印迹材料等,将农药残留从中药材中去除。这些材料能够有效吸附农药,减少其在中药材中的残留量。然而,降解和吸附技术在实际应用中也面临一定的挑战,如降解效率、吸附材料的选择和再生等问题,需要进一步研究和优化。

当前,针对有机农药残留的研究已取得一定进展。例如,一些新的检测技术如高通量筛选和便携式检测设备的出现,提高了检测的效率和便捷性。同时,一些新型的去除技术如纳米材料吸附、光催化降解等,也在实验研究中展现出良好的应用前景。这些技术的发展为中药的安全和质量提供了新的解决方案,有助于推动中药产业的可持续发展。

为了进一步提升中药的安全性和品质,研究者们正在探索更加高效、环保的农药残留控制技术。例如,一些研究提出利用生物降解技术,如微生物降解或酶促降解,来减少农药残留对中药材的影响。这些方法不仅能够有效去除农药,还能减少对环境的污染,符合绿色发展的理念。此外,一些研究者正在尝试将人工智能和大数据技术引入农药残留检测和去除过程中,以提高检测的准确性和效率,同时优化去除方法的性能。

在中药产业的发展过程中,农药残留问题不仅影响产品质量,还可能对中药的国际竞争力产生影响。随着中药在全球范围内的广泛应用,其安全性和质量成为各国关注的重点。因此,如何有效控制农药残留,不仅关系到中药产品的安全,还关系到中药产业的未来发展。目前,各国正在加强对中药中农药残留的研究,推动相关技术的标准化和规范化。

为了实现中药产业的可持续发展,需要从多个方面入手,包括加强农药使用管理、推广绿色种植技术、提高检测和去除技术的水平等。此外,还需要加强国际合作,分享农药残留控制的经验和技术,以共同应对这一全球性问题。同时,中药产业还需要注重人才培养,提高从业人员的专业水平,以更好地实施农药残留控制措施。

综上所述,有机农药残留对中药的质量和安全构成了重大挑战,需要通过有效的检测和去除技术加以解决。当前,检测和去除技术已取得一定进展,但仍需进一步优化和推广。通过综合性的研究,不仅能够提升中药的安全性和品质,还能为中药产业的可持续发展提供理论支持和技术保障。未来,随着科技的不断进步,农药残留控制技术有望实现更加高效、精准和环保的发展,为中药产业的国际化和现代化奠定坚实基础。
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