王志恒 劉松雁 宋 瑞 曹 楠 張夢雪 趙 超 陳曉勇劉亞娟 葛 劍 趙建立 趙鎖林 王建濤
(1.石家莊市畜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測中心,河北石家莊 050041;2.河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,河北保定 071000;3.河北畜牧獸醫(yī)研究所,河北保定 071000;4. 河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,河北保定 071000;5.河北北方學院動物科技學院,河北張家口 075000;6.石家莊市石藥集團新諾威制藥股份有限公司,河北石家莊 051430;7.石家莊市藁城區(qū)畜牧水產(chǎn)局畜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測站,河北石家莊 050000;8.唐山市畜牧工作站,河北唐山 063000)
畜產(chǎn)品中獸藥殘留前處理技術(shù)研究進展
王志恒1劉松雁1宋 瑞1曹 楠1張夢雪1趙 超2陳曉勇3劉亞娟4葛 劍5趙建立6趙鎖林7王建濤8
(1.石家莊市畜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測中心,河北石家莊 050041;2.河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,河北保定 071000;3.河北畜牧獸醫(yī)研究所,河北保定 071000;4. 河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,河北保定 071000;5.河北北方學院動物科技學院,河北張家口 075000;6.石家莊市石藥集團新諾威制藥股份有限公司,河北石家莊 051430;7.石家莊市藁城區(qū)畜牧水產(chǎn)局畜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測站,河北石家莊 050000;8.唐山市畜牧工作站,河北唐山 063000)
近年來,獸藥在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中的廣泛使用,造成畜產(chǎn)品中可能會有獸藥殘留的蓄積,危害人體健康,故對獸藥殘留的檢測顯得尤為重要。本文中筆者比較全面地論述了畜產(chǎn)品的前處理技術(shù)的最新研究,并對畜產(chǎn)品中獸藥殘留前處理技術(shù)在未來的發(fā)展方向做了進一步的展望。
畜產(chǎn)品 獸藥殘留
隨著動物生產(chǎn)的集約化、規(guī)?;芏鄷r候不得不使用獸藥來預防和治療疾病。獸藥的不正確使用或者是停藥期的縮短,會導致藥物在畜產(chǎn)品中如肉、蛋、奶中的殘留,進而影響食品質(zhì)量安全,因此國家越來越重視畜產(chǎn)品的安全。這些年,各種先進技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于獸藥殘留的檢測。但是,畜產(chǎn)品中獸藥殘留的檢測存在以下幾個難點:不同性質(zhì)的獸藥同時測定時較為復雜;畜產(chǎn)品的基質(zhì)比較復雜,干擾比較多;獸藥殘留的檢測越來越痕量化。因此,研究同時能檢測多種獸藥,并且能更好地去除基質(zhì)效應(yīng)的獸藥檢測方法是當務(wù)之急。
畜產(chǎn)品(肉、蛋、奶)中含有蛋白質(zhì)、脂肪等,基質(zhì)很復雜。從檢測的角度來看,即使是少量的脂肪也會影響試驗的準確度,因此,畜產(chǎn)品檢測的樣品前處理一定要有效地分離蛋白質(zhì)和脂肪,才能實現(xiàn)畜產(chǎn)品殘留檢測的準確定量。畜產(chǎn)品中獸藥殘留主要有以下4類:抗生素類、磺胺類、激素和β-興奮劑類和其他獸藥。因為畜產(chǎn)品中的獸藥殘留種類繁多,因此一次能檢測多種獸藥成為獸藥檢測的發(fā)展方向,樣品前處理能同時滿足多種獸藥的檢測,同時檢測多種獸藥成為獸藥殘留分析的發(fā)展方向。
獸藥殘留檢測常見的獸藥主要有抗生素類、磺胺類、呋喃類、抗寄生蟲類和激素類藥物。
畜產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,養(yǎng)殖戶在生產(chǎn)過程中使用抗生素,如果沒有達到足夠的停藥期就進行屠宰的話,畜產(chǎn)品種就會有一定量的獸藥殘留,人食后就會產(chǎn)生耐藥性而產(chǎn)生各種毒副作用。在動物生產(chǎn)種常用的抗生素主要四環(huán)素類、氯霉素類、土霉素類等。
磺胺類藥物以其良好的預防和治療疾病的效果而大量使用,因此畜產(chǎn)品中磺胺類藥物殘留超標十分嚴重。
激素和β-興奮劑可以促進動物的生長,因此在畜牧生產(chǎn)中會有養(yǎng)殖戶使用這些激素類藥物,常見的類主要有性激素類、皮質(zhì)激素類和鹽酸克侖特羅等。長期食用這樣的畜產(chǎn)品可對人的心肺功能產(chǎn)生嚴重影響,鹽酸克侖特羅攝入超過20μg就會造成傷害,攝入量加大則會導致中毒。
有些獸藥不得在動物源食品中檢出,例如呋喃唑酮和硝呋烯腙,是中國食品動物禁用獸藥。另外,有些藥物能在動物機體各器官中蓄積,不易被代謝掉,比如苯并咪唑類藥物。
與農(nóng)產(chǎn)品檢測相比,畜產(chǎn)品(肉、蛋、奶)樣品基質(zhì)更加復雜,干擾物質(zhì)更多,并且待測物的濃度較低,分離和純化的難度較大[1]。在一個完整的試驗過程中,樣品的前處理占用了大部分的時間,并且對獸藥殘留分析起到關(guān)鍵作用,其過程包括提取、凈化、濃縮與富集、化學衍生化等,在這其中提取和凈化是前處理的關(guān)鍵步驟,提取效果與樣品的回收率呈正相關(guān);凈化不好的話,基質(zhì)效應(yīng)就大,干擾物質(zhì)就比較多。目前,同時檢測多種獸藥成為獸藥殘留分析的發(fā)展方向,因此同時處理上百種獸藥的前處理技術(shù)尤為重要,這些技術(shù)主要包括液-液萃取技術(shù)、固相萃取技術(shù)、基質(zhì)固相萃取技術(shù)、QuECHERS技術(shù)等。
液-液萃?。╨iquid-liquid extraction,LLE)常用于樣品中被測物質(zhì)與基質(zhì)的分離,在樣品溶液和提取液之間通過重新分配而提取待測物,并消除干擾物質(zhì)。待測物能溶解到提取液中,而一些干擾物質(zhì)不能溶解,LLE具有提取和凈化兩種作用。M.J.Schneider[2]等用乙腈/水(4:1)提取牛腎中120種獸藥,回收率為53%~129%。J.Zhan等[3]用ACN-乙醇(Ethanol)-EDTA提取牛奶中255種藥物,回收率可達到63%~144%[4]。LLE在提取性質(zhì)相似的待測物時應(yīng)用廣泛,但是也存在一些缺陷,比如操作過程煩瑣,消除基質(zhì)干擾效果不理想,對操作人員傷害較大,增大廢液處理量等缺點。
固相萃取技術(shù)(solid phase extraction,SPE)就是利用固體吸附劑將液體樣品中的目標化合物吸附,與樣品的基體和干擾化合物分離,然后再用洗脫液洗脫或加熱解吸附,達到分離和富集目標化合物的目的。這些年,固相萃取技術(shù)在獸藥殘留檢測中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。與液-液萃取相比,固相萃取有很多優(yōu)點:(1)更高的回收率;(2)更好的分離效果;(3)有機溶劑的使用量小,減小了對檢測人員的傷害;(4)操作更簡單,節(jié)省人力、物力。X.J.Deng等[5]以乙腈-0.1%甲酸提取,檢測畜產(chǎn)品中105種獸藥,回收率為71%~115%。A.A.M.Stolker等用乙腈提取,過固相萃取柱凈化,檢測奶中101種獸藥,回收率為70%~120%。SPE經(jīng)常用于微量或痕量物質(zhì)的凈化,是一個很重要的凈化技術(shù)。但是SPE同樣也存在著一些缺陷,如果樣品基質(zhì)比較復雜,會造成待測物的回收率低,易堵塞填料等不足,這些不足還有待改進。
基質(zhì)固相分散技術(shù)(matrix solid phase dispersion extraction,MSPD)是一種由固相萃取而進一步改進發(fā)展起來的一種處理方法。將樣品直接與適當反相硅膠一起夾雜研磨,制作成半固態(tài)柱,繼而選用和固相萃取相似的洗脫方式,將各種待測物洗脫下來。MSPD在前處理過程中包含了樣品勻化、提取、凈化等過程,不需要進行樣品提取、離心、過柱等操作步驟,減少了樣品的損失,提高了待測物的回收率。王煉等[6]用基質(zhì)固相分散技術(shù)提取了畜禽肉和牛奶中的20種獸藥,用甲醇洗脫含C18填料的萃取柱,回收率分別在74%~102%和71%~95%。MSPD是一種簡單高效的提取凈化方法,減少了試驗的操作步驟,減少了前處理的時間,減少了試劑用量、是一種很有前景的技術(shù)。
QuEChERS(Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe)技術(shù),是由美國農(nóng)業(yè)部于2003年開發(fā)的快速樣品前處理技術(shù),原理與高效液相色譜(HPLC)和固相萃取(SPE)相似,都是利用吸附劑填料吸附樣品中的雜質(zhì),從而達到除雜凈化的目的。不同之處就是它選用的是合適的具有吸附作用的吸附劑,比如PSA粉、C18粉、ODS粉、石墨烯、碳納米材料等,對藥物或者雜質(zhì)進行吸附,使其在提高目標分辨率和靈敏度的同時,提高了方法的適用性和實用性,因此QuEChERS現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多類獸藥殘留分析。A.L.Capriotti等[7]用甲醇-水-乙酸(80:19:1)提取蛋中藥物,以Na2SO4凈化,檢測了四環(huán)素類、青霉素類、磺胺類等7大類21種獸藥,回收率為62%~119%。M.Kellmann等[8]以1%甲酸-乙腈提取蜂蜜和飼料中151種獸藥、農(nóng)藥、真菌毒素和植物毒素。
其他的樣品前處理技術(shù)還有濁點萃取技術(shù)、免疫親和色譜技術(shù)、微波輔助萃取等,但其主要應(yīng)用于單種或者單類獸藥殘留的檢測,在多類獸藥殘留同時檢測中應(yīng)用報道較少。
隨著畜產(chǎn)品檢測越來越受重視,畜產(chǎn)品檢測得到快速發(fā)展,儀器的分辨率越來越高,分析時間越來越短。但是樣品前處理仍然存在一些問題,例如前處理時間長,溶劑消耗量大,提取效率低等。前處理往往占到整個試驗的70%~80%的時間甚至更多。近年來,樣品的前處理出現(xiàn)了很多的新方法,與傳統(tǒng)的萃取方式相比有很多的優(yōu)點,如固相萃取和液-液萃取適用于液體樣品萃取,基質(zhì)固相分散技術(shù)適用于固體樣品萃取。固相萃取近些年發(fā)展很快,是目前畜產(chǎn)品樣品前處理主要的方法,但是固相萃取也存在選擇性不高的缺點?;|(zhì)固相分散技術(shù)具有更好的選擇性和回收率,因此新技術(shù)的出現(xiàn)使得樣品的前處理得到了一定發(fā)展??傊螽a(chǎn)品的樣品前處理技術(shù)向著準確、高效、痕量化、適合多殘留檢測方向發(fā)展。
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王志恒(1981-),男,河北省石家莊市人,畜牧師,碩士研究生,研究方向:動物營養(yǎng)與飼料科學。