農藥殘留免疫檢測技術在農產品安全上的應用

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(1)應用動物. 農藥殘留免疫檢測技術在農產品安全上的應用一、前言. 農試所應動組申屠萱張淑貞高靜華. 近年來國內食安問題層出不窮，包. 廣，現今已有 300 餘處果菜批發市場、農. 括農產品亦傳出多起農藥殘留過量事. 會、合作社場、民間食品業者、超市連鎖. 件，引發民眾對於農產品食用安全的疑. 業者及團膳業者等廣設「生化檢驗站」，. 慮。為因應此食安問題，衛生福利部食. 建立由產地至消費通路之蔬果農藥殘留. 品藥物管理署 (食藥署) 與行政院農業委. 把關體系。以台北農產運銷公司經營之. 員會農糧署 (農糧署) 於105年下半年起加. 果菜市場為例，2016 年抽驗 86,886 件. 強每月抽驗市售農產品之件數，並依據. 蔬果年平均驗出不合格農藥殘留約 140. 抽驗結果，對違規業者及農民等依法開. 件，具風險蔬果均能及時扣留銷毀，確. 罰，希望能減少農藥不當殘留情形。食. 實達到攔阻殘留違規農藥之農產品流入. 藥署與農糧署採用的檢驗方法為食藥署. 市面之功效。惟因農藥類型、種類仍持. 公告的方法，即「食品中殘留農藥檢驗. 續增加，因此本所特別針對食藥署及農. 方法 - 多重殘留分析方法 ( 五 )」，可檢測. 糧署常檢出不合格之高風險農藥種類，. 310 項農藥 (食藥署，2014)。此檢驗方法. 研發農藥免疫檢測技術，期能強化把關. 雖然精準，但檢驗費用高，檢測及分析. 效能。. 需耗費數日，對於有保存時效性的生鮮. 農藥免疫檢測技術是應用免疫學原. 農產品來說，無法及時攔阻殘留農藥違. 理，研發可快速篩檢農藥的技術，為新. 規之農產品上市，影響民眾食用農產品. 一代的農藥殘留快篩技術。原則上每種. 安全。為因應農產品殘留農藥即時快篩. 農藥都有機會研發出其相對應的抗體，. 需求，農業試驗所在 1985 年研發「農藥. 據此抗體開發出具有辨識專一性、可定. 生化快篩方法」，可快速篩檢有機磷、. 量、高靈敏度及檢測流程簡便快速等優. 氨基甲酸鹽類等神經劇毒農藥及部份殺. 點之農藥免疫檢測技術，以滿足產銷單. 菌劑。由於具備檢驗費用低、檢測流程. 位進行農產品農藥殘留自主把關的需. 簡便快速可當日完成等優點，經多年推. 求。. 二、免疫檢測技術原理作者：申屠萱技佐連絡電話：04-23317606. 免疫檢測技術是基於抗體與抗原具特異性結合的原理，研發設計、合成. 農業試驗所技術服務季刊．2017年09月．111期. 17.

(2) 應用動物. 抗原，再將抗原注射入動物體內，誘發. 合發展農產品農藥快篩的農藥抗體，除. 動物免疫反應，產生可辨識此抗原的抗. 對農藥需具備專一性外，靈敏度也需足. 體。此抗體可進一步作為生物化學感. 夠，即農藥 ELISA 檢測之偵測極限需低. 測器，搭配不同分析方法用以檢測抗原. 於法定農藥殘留容許量。. 並可定量分析。免疫檢測隨著分析技術. ELISA 是由 Engvall 和 Perlman 於. 的日益進步，已發展出多種免疫檢測分. 1971 年首次發表，因兼具專一性及高靈. 析方法，其中以酵素連結免疫吸附分析. 敏度，且操作容易、快速，故廣泛應用於. 法 (Enzyme-linked immunosorbent assay,. 各種檢驗。而因檢測目標性質不同，也. ELISA) 為普遍應用之方法。ELISA 廣. 衍生出許多 ELISA 類型，其中較適合發. 泛使用辣根過氧化物酵素 (Horseradish. 展農藥檢測商品者為直接競爭型 ELISA. peroxidase, HRP) 來標記抗體或抗原，在. (Direct competitive ELISA, dc-ELISA)。. 抗體與抗原結合反應完成後加入受質，. 直接競爭型 ELISA 是將農藥抗體固定在. 受質經標記的 HRP 酵素催化反應產生. 微量孔盤，再將含農藥的樣品和已標記. 的產物量，會隨酵素多寡而異。產物量. HRP 酵素的農藥半抗原 ( 簡稱酵素結合. 愈多，則呈色愈深，經由酵素免疫分析. 體) 同時加入，此農藥與酵素結合體二者. 儀 (ELISA reader) 可將呈色深淺程度轉換. 會一起競爭與農藥抗體結合的機會，經. 成吸光值，再藉由標準曲線來推算參與. 清洗去除游離部份後，最後和農藥抗體. 反應的抗體或抗原量。免疫檢測技術因. 結合的複合物會被留在微量孔盤內。此. 具有可定性、定量、具專一性及高敏感. 時再加入受質，受質可受 HRP 酵素催化. 度等優點，在人類醫學檢驗上的應用廣. 反應產生產物而呈色，即可經由 ELISA. 泛，其概念及分析技術也可以應用在農. reader 判讀呈色深淺程度。例如，當樣品. 作物上的農藥殘留檢測。. 中待測農藥濃度越高時，與農藥競爭的酵素結合體可留在盤底的量就越少，即. 三、農藥免疫檢測技術簡介開發農藥免疫檢測技術，首要之務. 呈色就越淺，再由標準曲線反推得到與. 是需取得農藥抗體。一般能誘發動物產. 酵素結合體競爭的農藥量，最終即可推. 生抗體的免疫抗原通常為分子量 10 kDa. 算得到樣品中的農藥濃度。. 以上的蛋白質，農藥為小分子化合物，抗體。因此需先將具有農藥分子結構的. 四、檢體前處理技術及農藥回收率. 半抗原與蛋白質載體進行連結反應，合. 農藥 ELISA 檢測方法之樣品萃取. 成可誘發動物免疫反應的大分子抗原。. 流程簡單，不需使用劇毒有機溶劑，且. 後續再誘發動物免疫反應產生抗體，該. 較公告農藥檢驗方法的檢驗時間快速許. 抗體即可辨識標的農藥之特異結構。適. 多。本所自 2011 年起即以免疫檢測技術. 分子量小，不易誘發動物免疫反應產生. 18. 催化受質的酵素越少、產物越少，最終. 農業試驗所技術服務季刊．2017年09月．111期.

(3) 五、農藥快篩商品. 測技術，並逐一針對多項農產品進行農藥回收率測試。以達滅芬為例，目前已開發的達滅芬 ELISA 檢測技術之偵測極限為 0.04 ppb，其靈敏度優於我國農產品公告儀器檢出限界 ( 即最低殘留容許量 ) 10ppb之 250 倍。測試時於小白菜、青江. 菜、菜豆、小黃瓜、青椒、荔枝等農產. 應用動物. 為基礎，研發並建立多種農藥之免疫檢. 依據國內外已有免疫檢測商品類型，本所研發之農藥免疫檢測技術可發展農藥 ELISA 試劑套組及農藥免疫快篩片，研發現況概述如下：. (一)農藥 ELISA 試劑套組國內在動物用藥及植物病毒檢測. 品表皮外加達滅芬商品農藥，經風乾後. 已有多種免疫檢測商品，農藥 ELISA 試. 採用本所研發推廣之農藥殘留生化快篩. 劑套組目前尚無相關產品上市，但在日. 法的樣品前處理方法，即以酒精震盪萃. 本、美國及加拿大則已有數十種商品，. 取定量的農產品 (Chiu et al., 1991)。將此. 如日本 HORIBA 公司推出之公司推出之. 酒精萃取液再以緩衝液稀釋後，進行達. SmartAssay Series，目前有 21 種農藥的. 滅芬 ELISA 檢測，並經由標準曲線推算. ELISA 檢測試劑套組。. 樣品上殘留的達滅芬濃度，可得達滅芬. 本所針對食藥署與農糧署近年來常. 回收率為 76.2-119.8% (張等未發表資料，. 檢出違規使用的高風險農藥，選取亞滅. 2016)，檢測時間僅需 90 分鐘。. 培、賽速安、克凡派、芬普尼、待克利、達滅芬…等農藥研發農藥免疫檢測技術，目前已發展 16 種農藥抗體，可檢測 13 類 19 種農藥。並於 2015 年 12 月公告技轉多種常檢出農藥免疫檢測技術，可發展農藥 ELISA檢測套組(圖一)或. 圖一、本所研發多種農藥免疫檢測技術，可發展單一或多合一農藥 ELISA檢測套組。. 農藥免疫快篩片 (圖二 )。未來可依檢驗單位及產銷團體需求，進一步整合成同類作物之多合一農藥 ELISA 檢測套組，一次可檢驗該作物類別常用之 8-12 種農藥，以期增加快篩農藥種類。食藥署於2015年抽驗農產品檢出農藥殘留不合格有 349 件，本所目前已發展的農藥免疫檢測技術即可檢. 圖二、應用農藥免疫檢測技術可發展農藥免疫快篩片，出現兩條紅線代表農藥未超標，僅出現一條紅線時，代表農藥過量。. 出其中 184 件 (方等，2016) 。未來若能落實應用這些農藥免疫檢. 農業試驗所技術服務季刊．2017年09月．111期. 19.

(4) 應用動物. 測技術，將可大大提升農藥快篩效能，. 展農藥晶片，預期可同時檢測同一檢體. 增進農產品食用安全。. 上的多種農藥及把關濃度，可因應同種. (二) 農藥免疫快篩片. 藥劑在不同作物安全容許量之差異。現. 國內外目前尚無農藥免疫快篩片商. 階段農試所發展農藥之免疫檢測技術，. 品，但在動物用藥方面，國內針對漁畜. 可供發展 ELISA 試劑組、快篩片、農藥. 產品之抗生素及瘦肉精等已有免疫快篩. 晶片，亦可視產銷單位需求，進一步開. 片商品。農藥免疫快篩片係根據已建立. 發整合型之農藥檢驗試劑套組。未來這. 的農藥免疫檢測技術，結合紅色膠體金. 些農藥免疫檢測產品可用於生產端、超. 與免疫層析方法所衍生出來的檢測試劑. 市賣場檢驗站及消費端等各層級，搭配. 型式，當檢測樣品中無農藥時，會出現. 目前本所已推廣之生化把關檢驗體系，. 兩條膠體金的紅色線條，若樣品中有農. 將可提升農藥快篩效能，落實為農產品. 藥時則僅會出現一條紅線(圖二)。農藥免. 安全把關。. 疫快篩片因具備抗體的專一特性，所以檢體僅需簡單處理即可檢測，反應時間僅需 5-10 分鐘，不需搭配儀器，可直接以肉眼判讀，不但適合檢驗站操作，亦適合農民與消費者自主檢測。本所已於 2016 年 8 月將芬普尼及達滅芬兩種農藥. 免疫檢測技術，以非專屬授權方式轉移生技廠商發展免疫快篩片，預計一年內應有產品可上市。. 六、結語農藥免疫檢測是應用抗體與抗原特異性結合的原理，所發展之新一代的農藥殘留快篩技術，應用直接競爭型 ELISA 可搭配免疫分析儀，單一農藥檢. 測套組一次最多可同時檢測 93 件樣品；若組合成 8 種農藥多合一檢測套組，則可同時檢測 9 件樣品，一次檢測流程僅需 90 分鐘，當日即可研判是否有殘留風險。搭配膠體金所研製之快篩片 10 分鐘就能呈色，不需儀器即可判讀結果。未來若能搭配技術漸臻成熟的微型晶片發. 20. 農業試驗所技術服務季刊．2017年09月．111期. 七、參考文獻方亞玄、蔡宜芳、余婉慈、楊千慧、劉芳銘、盧美蓉、黃景義、林永賓、施義雄、李盈霖、林澔雯、陳純敏。 2016。104 年度市售農產品殘留農藥監. 測。食品藥物研究年報。7 : 37-52。. 衛生福利部食品藥物管理署。 2014。食品中殘留農藥檢驗方法-多重殘. 留分析方法 ( 五 )。103年 7月3日部授食字第1031900615號公告修正。. 衛生福利部食品藥物管理署。 2016。農藥殘留容許量標準。105年5月9. 日部授食字第1051301360號公告修正。. Chiu, C. S., C. H. Kao, and E. Y. Cheng.. 1991. Rapid bioassay of pesticide residues (RBPR) on fruits and vegetables. Jour Agric Res China 40: 188-203.. Engvall, E., and p. Perlmann.. 1971. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Quantitative assay of. immunoglobulin G. Immunochemistry 8:. 871-874..

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