食品中抗生素类兽药残留的分析方法

1、 422008,No .4收稿日期:2007-11-14;修回日期:2008-03-09作者简介:魏红波(1982-,男,在读硕士研究生,主要研究方向为色谱分析及其联用技术。食品中抗生素类兽药残留的分析方法魏红波,李崇瑛,闫海全,钮松召,白亚之,余朝琦,褚 奇(成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都 610059摘 要:综述了近年来抗生素类兽药残留的分析方法,分别对样品前处理、色谱检测方法及近年来发展起来的技术如化学发光分析法、电化学分析方法、酶联免疫法及生物传感器技术进行了讨论,并对兽药残留检测的发展前景进行了展望。关键词:食品;抗生素;兽药残留;分析方法中图分类号:TS207.3 文献标

2、识码:A 文章编号:1003-6202(200804-0042-03M ethods for Analysis of Ve ter i nary Drug Antib i otics R esi dues in FoodsAB STRACT :The m e t hods recentl y used fo r analysis o f veter i nary drug an ti biotics residues in foods w ere su mm ar ized .The pretreat m ent and chro m atograph i c detec tion m e t

3、 hods for sa m ples asw e ll as che m il u m i nescence ana l y si s m ethod ,electrochem ical ana l ys i s m et h od ,enzy m e li nked i m m un izi ng m ethod (EL ISA and biosensor technology deve l oped i n recent y ea rs w ere discussed respectively .T he long ter m po tential o f veter i nary dr

4、ug residues de tecti on w as looked beyond .K EY W ORDS :food ;anti b i o ti cs ;vete ri nary drug res i due ;analysis m ethod 近20年来,抗生素在畜牧业中的应用十分广泛,食品中的抗生素残留是一个摆在人们面前的、不容回避的现实问题,食品的安全不仅直接关系到人类的健康也会影响出口创汇。发达国家对此高度重视,制定了严格的限量标准,抗生素类全部规定为不得检出。它们经常利用分析检测技术优势,在国际贸易中对我国设置贸易壁垒,严重地损害了我们国家的利益。近几年来我国对此采取了一系列

5、有力举措,不断完善检测方法并与国际限量标准接轨,情况得到了好转。因此发展各种抗生素类残留检测的方法,提高方法的灵敏度与选择性具有十分重要的意义。这些年来抗生素类兽药残留的检测技术已有了很大的发展,本文重点阐述国内外食品中抗生素类兽药残留分析的各种方法和测试技术的现状及其发展。1 样品前处理技术及色谱检测方法液相色谱(H PLC与气相色谱(GC 是兽药残留检测常用的仪器分析方法,但单独使用其检测时,检测限通常达不到 g /L 级,为了提高色谱检测灵敏度,目前最有效的方法是在进样之前采用更好的样品前处理技术。现代科学技术和分析仪器技术的发展推动了样品前处理技术的发展。1.1 固相萃取固相萃取法(S

6、PE 是基于液相色谱分离机制,对样品进行液相分离、解析、浓缩,从而实现分离、净化的目的。与传统的液液萃取(LLE 相比,缩短了分析时间、降低了分析的费用,目前该方法广泛应用于兽药残留检测。Sa m anidou 等运用固相萃取净化样品后,采用高效液相色谱法测定了动物可食组织(肌肉、肝脏、肾脏、蛋中的氟喹诺酮类药物残留,取得了很好的效果1。Posyn i ak 等利用分散固相萃取的方法处理样品,通过液相色谱检测了鸡肌肉组织中的磺胺类药物残留2。这种方法相对简单、快速、高效。但是固相萃取也存在着样品用量大、溶剂使用多等缺点,因此在此基础上发展起来了一种新的萃取分离技术 基质固相分散。1.2 基质固

7、相分散Barker 教授在1989年首次提出了一项新的样品预处理技术:基质固相分散(M SPD ,起初用于动物组织样品中抗生素等药物的提取和净化,现在也广泛用于食品分析。其基本操作是将试样直接与适量的固体基质(硅胶、fl or i s il 、C18、C8等研磨,混匀制成半固态装柱,选择合适的溶剂淋洗。耿志明等建立了基质固相分散-高效液相色谱法测定鱼肉中磺胺类药物残留的分析方法,其结果表明该方法有很好的选择性和灵敏度3。M SPD 方法减少了试剂的用量,使得现场检测成为可能,更适于自动化分析。1.3 免疫亲和色谱免疫亲和色谱(I AC是以抗原抗体的特异性、可逆性免疫结合反应为原理的色谱技术,待

8、测物被固定抗体选择,样本杂质则不受阻碍地流出I AC 柱,经解离后待测物被洗脱,样品得到净化。I A C 的显著优点在于对待测物的高效、高选择性保留能力,特别适用于复杂样品极稀组分的净化与富集。但是大量性质均一的纯化抗体的供应和非特异性吸附难题制约着它的发展。1.4 色谱检测近些年来色谱的检测器也有了很大的发展,如紫外可见检测器(UV D 、质谱(M S、化学发光检测器(CLD 及电化学发光检测器(ECLD的应用,出现了各种联用技术,它们与新的样品前处理相结合,从而较大程度的提高了色谱检测的灵敏度,现广泛应用兽药残留分析。色谱及其联用技术在抗生素残留检测中的应用见表1。虽然在样品的前处理及检测

9、器上有了很大的发展,但是在兽药残留检测方面,其检测时间长和仪器化程度高等自身局限性,使其在兽药残留检测中的应用也受到了一定的限制。表1 色谱及其联用技术在抗生素类残留检测中的应用前处理方法分析方法抗生素检测限回收率%文献MSP D SPE -SPE SPEH P LC-UVDH PLC-M SHPLC-ECL DGC-M S-M SHPLC-M S-M S四环素大环内酯类氧氟沙星氯霉素氯霉素2050 g/L0.01 g/g10ng/g0.02 g/kg0.01 g/kg78.790.2-79.810292.8108456782 化学发光分析法由于残留的兽药小分子通常是含有C=C、C=O、N=N

10、、N=O、P=O等官能团及苯环或多元杂环的化合物,易于成为化学发光分析检测的对象,因此化学发光(CL的出现大大扩展了兽药残留种类的分析。毛细管电泳-化学发光法/电化学发光法(CE-CL/ECL、分子印迹-化学发光法(M I P-CL、化学发光-微全分析(CL- TAS都是基于高分离效能与高灵敏检测性能的联用,从而将两者的优点结合起来,既解决了传统分析的低灵敏度,同时弥补了化学发光分析选择性较差的不足,二者的结合为化学发光分析法用于兽药残留分析提供了一种新的思路,引起了人们广泛关注并成功用于药物分析。其具有检测背景低、灵敏度高、线形范围宽、设备简单、分析快速等优点。各种化学发光联用的应用见表2。

11、表2 各种化学发光联用的应用分析方法应用文献M I P-CL 在线富集克伦特罗,提高了其检测的灵敏度和选择性9微芯片CE-ECL 对林肯霉素进行了检测,检测限达9.010-6m o l/L10CL- TAS 对药物分子阿托品(A t ropi ne和派鱼替啶(Pe t hid i ne进行了分析,检出限分别为3.810-9和7.710-8m ol/L113 电化学分析法由于电化学分析法为新抗生素类药物的研制提供必要的理论依据,因此近年来电化学分析法引起了较大的关注。抗生素的直接电化学分析法是基于一些抗生素自身带有的可氧化还原基团在电极上产生氧化还原信号,在信号的强弱与抗生素浓度的线性关系上建立

12、起来的一种分析方法;间接电化学分析法是抗生素在自身没有氧化还原信号的情况下,与金属离子络合或与一些物质反应或在修饰电极上产生的电化学信号与其浓度成线性关系而建立起来的方法。电化学分析法操作简单、仪器价廉,而且具有较高的灵敏度、选择性和较高的分析精度、较好的重复性,在抗生素残留分析上得到广泛的应用。电化学分析法的应用见表3。表3 电化学分析法在抗生素检测中的应用分析方法抗生素线性范围mm o l!L-1检出限mm ol!L-1文献直接电化学分析方法麦迪霉素环丙沙星1.010-41.510-28.010-68.010-45.010-84.010-91213间接电化学分析方法诺氟沙星氟罗沙星8.01

13、0-31.910-25.010-54.010-24.010-63.010-814154 酶联免疫分析技术酶联免疫分析技术(EL ISA是一种将酶化学反应的敏感性和抗原抗体免疫反应的特异性相结合的方法,其敏感性和特异性较好。EL ISA具有样品前处理简单,纯化步骤少,大量样本分析时间短,适合于做成试剂盒现场筛选等优点,使其可实现快速现场监测,是现阶段食品安全检测领域应用较多的一项检测技术。但它也存在着很多缺陷:对试剂的选择性高,很难同时分析多种成分;对结构类似的化合物有一定程度的交叉反应;分析分子量很小的化合物或很不稳定的化合物有一定的困难。因此,许多学者致力于改进和完善这种技术,即重点在多克隆

14、抗体转向单克隆抗体,纯化抗体和抗原,改进抗体的载体和反应环境。EL IS A的应用见表4。表4 EL IS A在抗生素残留检测中的应用分析方法抗生素检测限文献ELISAELISAELISAELISA庆大霉素、卡那霉素、新霉素四环素氯霉素邻氯青霉素、双氯青霉素-150ng/kg0.075 g/kg10 g/L、30 g/L161718195 生物传感器技术生物传感器(biosensorand是由一种生物敏感膜和电化学转换器两部分配合,对特定种类的化学物质或生物活性物质具有选择性和可逆响应的分析装置。在兽药残留分析上得到了较广泛的应用。5.1 免疫传感器技术免疫传感器(i m m unosenso

15、r是将高灵敏的传感器技术与特异性免疫反应相结合的一种新方法。许多不同性质的抗体被用于不同药物残留的检测及性质研究,便携式、阵列化的SPR传感器正在迅速发展,A se等人采用表面等离子体共振(SPR免疫传感器快速测定了脱脂牛奶和生牛奶中的硫胺二甲基嘧啶残留物,检出限低于1 g/m,l经表面洗脱剂处理后可重复使用20。免疫传感器目前在检测食品中兽药残留有很好的应用,但是免疫传感器的应用受到可利用的抗体种类少、抗体的不稳定性,抗体膜的可重复性差等诸多条件的制约使得其在食品安全检测中实现商品化比较困难,大部分停留在实验室水平。并且一个传感器只能检测一种兽药残留,不适宜多残留检测。今后开发多残留免疫传感

16、器、膜的固定化及再生问题将是免疫传感器研究工作的重点。5.2 传感器蛋白质芯片传感器蛋白质芯片是由生物传感器经过改进,具有芯片集成化、高通量的特点。W ill em H aasnoo t等利用传感器蛋白芯片发展了一种同时检测5种氨基糖苷的检测方法,检测低限达到1560ng/m l21。我国近期也有可喜的进展,在中国科学院知识创新工程和国家自然科学基金的资助下,力学所国家微重力实验室靳刚课题组经过多年努力,成功研制出蛋白质芯片生物传感器系统#及其实用化样机。经成果鉴定,蛋白质芯片生物传感器系统自动化程度高、系统集成性强,达到国际先进水平。虽然生物传感器具有微型化、响应速度快、样品用量少并可以插入

17、生物组织或细胞内的特点,可实现超微量在线快速跟踪分析及多残留分析,但还存在着结果的稳定性、重现性和使用寿命方面的问题。6 展望现在新开发的兽药包括新的结构基团,待测组分也越来越复杂;未来兽药的发展将呈由化学药物发展成为生物药物的趋势,检测的分子也将从中小分子转化为大分子化合物,要将大分子量的分析对象与原动植物组织中的蛋白质、多肽、核酸,细菌或病毒等分离将更加困难。这些都将给兽药残留分析工作提出更高的要求。因此在兽药残留检测方面,要求出现更好的前处理技术与高灵敏的检测器;对于色谱分析法、电化学分析法、酶联免疫法、化学发光法、以及生物传感器技术来说,多残留检测是其今后发展的一个主要方向。新的分析技

18、术要求有更多方面学科的支持,如细胞化学、发酵化学、免疫化学、物理学等,这些将会是兽药残留分析面临的新课题。随着科学技术的不断发展,兽药残留分析技术也会得到更迅速的发展。参考文献1 Samanidon V F,C hrist odou l ou E A,Papadoyann is IN.Det er m i nation of Fl uoroqu i no l ones i n Ed i b l e An i m alT iss u e S a mp les by H ighPerfor m Ance L iqu i d Ch ro m at ogra m phy after So li d P

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