兽药残留分析检测技术研究进展

1、研究报告2010NO.17科技创新导报兽药是现代畜牧业和水产养殖业中不 可 缺 少 的 重 要 组 成 部 分 。 合 理 地 使 用 兽 药 可 以 有 效 地 降 低 动 物 的 发 病 率 , 减 少 死 亡 率,改善动物的生长性能,提高动物的产出 效率,增 加 经 济 收 入 。 但 是,随 着 现 在 的 畜 牧 业 和 渔 业 生 产, 不 断 追 求 集 约 化 和 规 模 化, 兽 药 在 养 殖 业 中 所 暴 露 出 的 负 面 作 用 也 日 益 显 现 。 某 些 养 殖 户 为 了 减 少 发 病 率 和 死 亡 率,提 高 出 栏 率,增 加 收 入 ,不合理 的滥

2、用、 乱用兽药,导致兽药在动物体内的 高 剂 量 残 留 现 象 不 断 发 生, 使 食 品 安 全 问 题成为一个社会热点问题和人民群众普遍 担忧的公共安全问题 1。兽药残留是指动物产品的任何可食用 部 分 所 含 兽 药 的 母 体 化 合 物 及 /或 其 代 谢 物,以及与兽药有关的杂质的残留,它是动 物 性 食 品 中 最 重 要 的 污 染 源 之 一 , 与 动 物 性食品安全息息相关 2。 动物性食品中存在 的 药 物 残 留 问 题 不 仅 会 造 成 急 性 中 毒 、 过 敏反应、 细菌耐药性、 人体菌群失调、 致癌、 致 畸 、 致 突 变 等 严 重 后 果 而 损

3、 害 人 们 的 健 康,而且会给国家经济造成巨大损失,并损 害我国动物性食品在国际贸易中的声誉 3。 因此由国家专门机构根据特定程序实施的 对动物性食品中兽药的残留状况进行的安 全 卫 生 普 查 和 监 控 在 保 障 食 品 安 全 、 人民 健康等多方面有重要作用。现代兽药残留分析方法通常包括样品 前处理和测定方法两部分。1样品前处理样品前处理的好坏直接影响到分析的 各项指标、 成本和效率,占用了将近70%的 分 析 工 作 量 , 因 此 前 处 理 是 兽 药 残 留 分 析 过 程 的 保 障 。兽药残留分析样品的前处理包括提取 与 净 化 。 提 取 是 将 样 品 中 的 目

4、 标 物 溶 解 分 离出来的操作步骤,根据兽药的性质、 样品 种类、 实验条件,可选用的常规提取方法有 振荡法、 索氏抽提法等。 由于某些样品组成 复杂, 提 取 后 往 往 还 需 经 过 净 化 步 骤 以 达 到 待 测 物 与 干 扰 杂 质 分 离, 净 化 的 基 本 原 理主要为液-液作用、 液-固作用、 液-气作用 及 化 学 反 应 。由 于 经 典 的 样 品 前 处 理 方 法 操 作 繁琐、 费 时,提 取 与 净 化 效 率 低 ,容 易 引 入 误差,而 且 需 要 使 用 大 量 有 毒 溶 剂 。 另 外,由于对被测目标物质的最低检出限要求越来越低, 其 目

5、标 物 质 的 稳 定 性 也 在 随 时 间 发生变化,给分析测试带来了一定困难。 近年来,样品前处理的手段在不断更新,并且也逐渐向仪器化、 自动化方向发展,逐步发展出了超临界流体萃取、 超声波辅助提取、 微波 辅 助 萃 取 、 固 相 萃 取 、 固 相 微 萃 取 、 膜萃取、 免疫亲和色谱等新的样品前处理技术。1.1超临界流体萃取(supercriticalfluidextreaction,SFE超临界流体萃取(SFE是以超临界状态下 的 流 体 为 萃 取 溶 剂 , 利 用 该 状 态 下 的 流体 所 具 有 的 高 渗 透 能 力 分 离 混 合 物 的 过程。 在选用超临界

6、流体萃取剂时应考虑:临界条件是否容易达到、 溶解能力的大小、 萃取 剂 的 毒 性 和 腐 蚀 性 对 装 置 是 否 有 影 响 、以 及 价 格 等 因 素 。 最 常 用 的 超 临 界 流 体 萃取 剂 为CO2,它 具 有 无 毒 、 无 臭 、 化 学 惰 性,不污染样品、 易于提纯、 超临界条件温和等特点, 是 萃 取 热 不 稳 定 的 非 极 性 物 质 的 良好 溶 剂 。 但 CO2属 非 极 性 溶 剂 ,在 萃 取 极 性化合物时具有一定的局限性:实际应用时,可 通 过 加 入 少 量 的 改 进 剂 如 N H3、 C H3O H 、NO2等 极 性 化 合 物 来

7、 改 善 萃 取 效 果 。 SFE 的最 大 优 势 在 于 提 取 效 率 高, 可 以 对 目 标 物质进行连续萃取,还可以通过调节温度、 压力和添加适当极性调节剂选择萃取某种目标物质,对环境造成的污染较小。Martin等 4采用超临界流体CO2萃取结合SCX-SPE净 化 , 研 究 了 动 物 肝 脏 中 的 10种 苯 并 咪 唑 类 兽 药 残 留 , 回 收 率 为 51%-151%,组内和组外相对标准偏差分别小于10%和32%,最低检测限为0.05mg/kg。1.2超声波辅助提取(sonication-assistedextraction,SAE超 声 波 辅 助 提 取 (

8、S A E 是 利 用 超 声 波来 加 速 物 质 的 化 学 反 应 、 或 启 动 新 的 反 应途径、 或改善其溶解、 结晶分配等物理化学 性能,以提高化学反应产率、 来获取新的化 学反应物质或提高物质的分离提取效率的 一 种 方 法 。 其 机 理 主 要 是 利 用 超 声 波 的 机 械作用和空化作用产生极短暂的强压力脉 冲,形成局部热点(温度高达5000K,压力可 达500atm,并能在持续数微秒之后随即冷 却,冷却速率达109K/s。 由于超声波对细胞 有 较 强 的 穿 透 力, 因 此 在 兽 药 检 测 方 面 可 以 大 大 促 进 溶 剂 提 取 目 标 成 分 ,

9、 提 高 分 析 效率 5。1.3微波辅助萃取(microwave-assistant solventextraction,MAE微 波 辅 助 萃 取 (MAE是 利 用 微 波 加 热 来加速溶剂对固体样品中目标物质的萃取 过 程 。 M A E具 有 快 速 、 高 效 节 能 、 环 境 友 好 等 特 点, 是 一 种 具 有 很 好 前 途 的 样 品 前 处 理 技 术 。 与 索 氏 萃 取 相 比 , 它 的 萃 取 时 间 短,有机试剂消耗量少,而且它可以高萃取 效率同时测定多个样品 6。1. 4免疫亲和色谱(i m m u n o a f f i n i t y chro

10、matography,IAC免疫亲和色谱(IAC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 。 其 基 本 过 程 为 将 抗 体 与 惰 性 基 质 偶 联成固定相,装柱。 目前,IAC已经用于许多 兽 药 残 留 分 析 , 包 括 磺 胺 类 、 喹 诺 酮 类 、 苯 并 咪 唑 类 、 阿 维 菌 素 类 、 聚 醚 类 等 药 物 ,并 取得较好的净化效果。国内外免疫亲和色谱法在兽药残留检 测中,多以低分子量目标物为主,这也是现 在兽药残留检测技术的发展趋势。 IAC是目 前 净 化 和 富 集 能 力 最 强 的 样 品 处

11、理 技 术, 但由于制备抗体技术复杂,IAC的应用受到 限制 6。2测定方法2.1高效液相色谱(highperformanceliquid chromatography,HPLC高效液相色谱(HPLC是广泛应用于医 药、 化 工 、 环 境 等 领 域 的 分 析 测 定 技 术 ,在 兽 药 残 留 检 测 方 面 的 应 用 也 较 为 普 遍 。 杨兽药残留分析检测技术研究进展丁宁黄亚瑾贾纪萍(江苏畜牧兽医职业技术学院动物药学院江苏泰州225300摘 要 :兽药残留已构成对环境和人类健康的严重威胁,农牧产品和水产品的质量安全问题日益突出,迫切需要开发简便、 价廉、 快速的 农兽药残留快速

12、检测技术。 目前出现了一些兽药残留样品前处理的新方法,如超临界流体萃取、 超声波辅助提取、 微波辅助萃取、 免疫 亲和色谱等;同时不断更新的还有高效液相色谱、 超高效液相色谱、 毛细管电泳、 液质联用等多种联用技术等多种兽药残留测定方法。 这些技术能减少测定过程中产生的误差,并且容易实现自动化,具有处理简便、 快速等优点,本文对这些新技术的基本原理、 特点及在兽 药残留分析中的应用进行了综述,并对兽药残留分析检测的前景进行了展望。关键词 :兽药残留分析样品前处理技术兽药残留测定方法中 图 分 类 号 :S859.84文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1674-098X(201006(

13、b-0005-025科技创新导报 ScienceandTechnologyInnovationHerald2010NO.17ScienceandTechnologyInnovationHerald研究报告 科技创新导报方 等 7运 用 H P L C -U V D 同 时 检 测 了 水 产 品 中 的 氯 霉 素 、 甲 砜 霉 素 与 氟 苯 尼 考,3种药 物的检测限分别为16.3、 6.2、 9.1g/kg。 赵 亚 华 等 8利用HPLC对动物源食品中22种 兽药残留进行检测,并优化色谱条件为色谱 柱DiscoveryC18,梯度变速洗脱,紫外检测波 长270nm。 22种兽药在优化

14、的色谱分析条件下 分离效果较好,其线性范围较宽,并在此浓度 范围内显良好的线性关系(r=0.99-0.9999, 平均回收率为61.2%103.0%,相对标准偏 差为1.0%9.5%,最低检出浓度为0.004 0.018mg/kg。2.2超高液相色谱(ultraperformanceliquid chromatography,UPLC超 高 液 相 色 谱 (U P L C 是 继 H P L C 之 后 产生的可用于8000psi左右压力条件下对样 品进行更高效分离的新技术。 UPLC采用粒 径1.7m的填料技术,全面提升了分离效 率、 峰容量和灵敏度,在多残留检测方面有 独 特 的 优 势

15、 。 罗 文 婷 等 9采用ACQUITYTM UPLCBEHC18色谱柱(100mm×2.1mm, 1. 7m , 对 水 产 品 中 的 违 禁 兽 药 氯 霉 素 、 呋 喃 唑 酮 和 甲 硝 唑 进 行 检 测 。 以 乙 腈-0.004%H3PO4溶液为流动相梯度洗脱, 可在7.0min内可完成3种违禁兽药的多残留 检测。 在0.0110mg/L线性范围内,线性相 关系数r为0.9997,检出限(LOD为0.01mg/L, 最低定量限(LOQ为1.0g/kg,3种违禁兽 药的平均回收率为72.3%119.6%。 2.3毛细管电泳技术(capillaryelectropho

16、resis, CE毛细管电泳技术(CE又称高效毛细管 电泳(HPCE,是20世纪80年代初期在电泳技 术的基础上迅速发展起来的一种新型分离 分析技术。 因其具有高灵敏度、 高分辨率、 高 速度、 多分离模式、 低成本、 低污染等优势, 已被广泛应用于各个领域 10。 KowalskiP等 11使用UV在不同的检测波长和缓冲体系下 成功分离出 不 同 组 织 中 阿 莫 西 林 、 强 力 霉 素、 链霉素、 甲砜霉素、 氟苯尼考、 硝呋柳肼、 恩诺沙星、 环丙沙星和诺氟沙星。 FuM等 12建立了肉中8种常用磺胺类药物的快速毛细 管 电 泳 检 测 方 法 , 采 用 35. 00m m o

17、L /L Na3PO4-H3PO4(pH6.5缓冲溶液,25kV 条件下分离,以1-萘酰乙酸作为内标,回收 率为80.00%-97.00%,最低检测限为5.0-10.0ng/g。2.4联用技术气 相 色 谱 -质 谱 联 用 法 (G C -M S 主 要 采 用 电 子 轰 击 源 (E I 和 负 离 子 化 学 源 (NCI,NCI源的气质联用法灵敏度高,检出 限可达到0.1g/kg。 由于氯霉素、 甲砜霉 素和氟苯尼考在硅烷化后均有几个丰度较大 的 碎 片 离 子 , 易 于 定 性 鉴 别 , G C -M S 是检 测 胺 苯 醇 类 药 物 残 留 的 灵 敏 方 法 13。N

18、a g a k a 等 用 G C -M S 法 检 测 了 黄 尾 鱼 肌 肉中的氯霉素、 甲砜霉素和氟苯尼考,回收率大于65%,最低检出限为5g/kg。 但对于极性 较 高 、 难 以 气 化 的 化 合 物 在 进 行 G C -M S分 析 前 需 要 进 行 衍 生 化 , 由 于 衍 生 化 的 过程较为繁琐, 因此受到一定限制。器联用技术(CE-LIF 14LIF 在 毛 细 管 电 泳 免 疫 分 析 中 应 用 较多,用荧光物质标记待测组分后,通过竞争或非竞争模式,在LIF检测器下即可分析,毛细管电泳免疫分析在兽药检测的应用有很 广 阔 的 前 景 。随 着 科 学 技 术

19、的 不 断 发 展 进 步 , 以 及人们对新技术不断地应用、 优化、 确证和相互 渗 透, 它 们 将 在 兽 药 残 留 分 析 中 发 挥 更加 重 要 的 作 用 。 目 前 兽 药 残 留 检 测 样 品 前处 理 技 术 和 测 定 方 法 不 断 更 新 、 完 善 和 迅速发展,正向着快速、 灵敏、 准确、 高效的方向发展。 在我国,快速前处理和检测设备联用一体化技术将是残留检测技术发展的重点 。参考文献1冯忠泽.我国兽药残留监控工作发展现状与思考J.中国兽药杂志.2009,43(6:1-3.2周明霞.我国兽药残留监控体系建设的成绩与思考J.中国动物检疫.2009,26(1:1

20、5-16.3蔡春平,王家颖,郑洁.欧盟对水产品中兽药残留及其他要求的新进展J.中国兽药杂志.2009,43(5:44-48.4MartinD,MichaelO Keeffe,JeremyD.Developmentandoptimizationofamethodfortheextractionofbenz-imidazolesfromanimalliverusingsupercriticalcarbondioxideJ.AnalChimActa,2003(483:313-324.5陈冬梅,陶燕飞,余欢,等.兽药残留分析中样品前处理技术研究进展J.化学通报,2009(8:713-719.6杨方,李耀平,李小晶.高效液相色谱法检测动物性食品中甲苯咪唑残留J.中国卫生检验杂志,2004,14(5:545-546.7杨方,余孔捷,黄建生.高效液相色谱法检测鳗鱼中氟苯尼考残留量J.分析试验室,2005,2(2:44-46.8赵亚华,李勇,何学芳.高效液相色谱法同 时 测 定 动 物 源 食 品 中22种 兽 药 残 留技术研究J.中国卫生