劉 佳，李 月，高 婷，王佳雅，胡曉雨，孫志文，葉能勝*，李 建*

(1. 北京市獸藥監(jiān)察所，北京102629；2. 國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院，北京 100037；3. 首都師范大學(xué)化學(xué)系，北京 100048)

獸藥及獸藥殘留不僅涉及畜禽行業(yè)的整體穩(wěn)定健康發(fā)展，更關(guān)系到公共衛(wèi)生安全和人民的身體健康，加強(qiáng)對(duì)于獸藥及獸藥殘留的檢測(cè)對(duì)于畜禽生產(chǎn)安全以及食品質(zhì)量安全具有重要的意義[1]。目前對(duì)于獸藥及獸藥殘留檢測(cè)的方法逐漸從稱(chēng)量、滴定等理化分析法向色譜、光譜、質(zhì)譜等儀器檢測(cè)方法發(fā)展，滴定等常規(guī)的分析檢測(cè)方法存在檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、人為主觀因素影響較大等問(wèn)題，而儀器檢測(cè)方法雖然準(zhǔn)確性、靈敏度、特異性越來(lái)越高，但是樣品前處理復(fù)雜，檢測(cè)過(guò)程受儀器、實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)人員專(zhuān)業(yè)性等條件的限制，如何實(shí)現(xiàn)獸藥及獸藥殘留的快速檢測(cè)對(duì)于畜禽行業(yè)的安全與發(fā)展具有實(shí)際性的意義。近年來(lái)，近紅外光譜技術(shù)(Near Infrared Spectroscopy，NIRS)由于具有快速、高效、便攜、無(wú)損等優(yōu)點(diǎn)，目前已逐漸在農(nóng)牧、食品、化工、制藥、煙草等領(lǐng)域里得到了應(yīng)用[2]，從而為獸藥及獸藥殘留的快速分析檢測(cè)提供了方向。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)及行業(yè)特點(diǎn)，對(duì)NIRS在獸藥及獸藥殘留檢測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

1 NIRS的原理及方法特點(diǎn)

1.1 NIRS的分析原理 近紅外光譜區(qū)由Herschel在1800年首次發(fā)現(xiàn)，是介于可見(jiàn)光和中紅外之間的電磁輻射波，美國(guó)材料檢測(cè)協(xié)會(huì)(American Society for Testing and Materials，ASTM)將近紅外光譜區(qū)的波長(zhǎng)范圍定義在780～2526 nm范圍內(nèi)[3]。近紅外光譜區(qū)與有機(jī)分子中含氫基團(tuán)(O-H、N-H、C-H)振動(dòng)的合頻和各級(jí)倍頻的吸收區(qū)一致[4]，當(dāng)有機(jī)物受到近紅外光源照射時(shí)，有機(jī)分子振動(dòng)的非諧振性能夠使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷，從而產(chǎn)生近紅外光譜吸收。不同基團(tuán)或同一基團(tuán)在不同的化學(xué)環(huán)境中對(duì)近紅外光譜的吸收波長(zhǎng)及吸收強(qiáng)度均有明顯的差異，因此，透射過(guò)有機(jī)物的近紅外光線就會(huì)攜帶關(guān)于有機(jī)物含氫基團(tuán)的特征信息以及樣品組分和結(jié)構(gòu)的豐富信息。通過(guò)對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行近紅外光譜樣品掃描，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)碳?xì)溆袡C(jī)物質(zhì)的組成與性質(zhì)的測(cè)量。

1.2 NIRS的方法特點(diǎn) NIRS是一種間接分析技術(shù)，主要通過(guò)近紅外光譜儀對(duì)已知樣品進(jìn)行光譜掃描，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)與樣品的成分濃度或性質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)建模，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)未知樣品的定性、定量分析，所以NIRS的關(guān)鍵就在于已知樣品中成分濃度或性質(zhì)與掃描光譜之間函數(shù)關(guān)系的建立[5]。因此，NIRS的方法建立的流程圖見(jiàn)圖1，具體步驟如下：①選取具有代表性的樣品進(jìn)行近紅外光譜掃描；②采用標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)可的技術(shù)方法對(duì)代表性樣品的性質(zhì)或成分含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定；③采用化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法將代表性樣品的近紅外掃描光譜與其性質(zhì)或成分含量進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)并建立模型；④對(duì)建立的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行校正優(yōu)化，考察模型的適用性和準(zhǔn)確性；⑤對(duì)未知樣品進(jìn)行近紅外光譜掃描測(cè)定，實(shí)現(xiàn)樣品的定性、定量分析。

圖1 NIRS方法建立流程圖Fig 1 The diagram of establishment for NIRS method

目前，NIRS逐漸在不同的分析領(lǐng)域里得到了一定的應(yīng)用及推廣，主要是由于其具有分析速度快、檢測(cè)效率高、測(cè)試重現(xiàn)性好、樣品無(wú)損等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠避免常規(guī)檢測(cè)樣品前處理過(guò)程中操作復(fù)雜、環(huán)境污染等問(wèn)題，而且能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、多參數(shù)同時(shí)檢測(cè)等不同檢測(cè)需求。

2 NIRS在獸藥檢測(cè)方面的應(yīng)用

獸藥質(zhì)量的好壞不但直接影響到動(dòng)物用藥的治療和預(yù)防效果，而且關(guān)系到獸藥及畜禽行業(yè)的健康發(fā)展。對(duì)于獸藥質(zhì)量的監(jiān)督和控制主要依據(jù)《中華人民共和國(guó)獸藥典》以及《獸藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等法定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)獸藥的外在及內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，包括性狀、鑒別、檢查以及含量測(cè)定等項(xiàng)目。目前，在畜禽生產(chǎn)過(guò)程中常用到的獸藥包括磺胺類(lèi)、氟喹諾酮類(lèi)、四環(huán)素類(lèi)以及中獸藥等，其質(zhì)量檢測(cè)主要以感官檢測(cè)、理化分析檢測(cè)以及儀器分析檢測(cè)等方法為主，而基于NIRS對(duì)獸藥質(zhì)量的檢測(cè)方法應(yīng)用報(bào)道很少。本文基于NIRS在相關(guān)藥物檢測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行分類(lèi)介紹。

2.1 NIRS在磺胺類(lèi)藥物檢測(cè)方面的應(yīng)用 關(guān)于NIRS在檢測(cè)磺胺類(lèi)藥物方面的應(yīng)用研究有一些相關(guān)報(bào)道：吳阮琦等[6]基于近紅外漫反射光譜，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)分析技術(shù)建立了復(fù)方磺胺甲噁唑無(wú)損檢測(cè)快速分析方法，對(duì)4個(gè)廠家13批樣品258片的均勻性進(jìn)行了廠間、批間、批內(nèi)檢測(cè)，結(jié)果顯示該方法能夠準(zhǔn)確、無(wú)損、快速對(duì)復(fù)方磺胺甲噁唑的均勻性進(jìn)行檢測(cè)；Lee等[7]采用近紅外光譜在線監(jiān)測(cè)模式對(duì)磺胺噻唑在溶劑介導(dǎo)下的多態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)磺胺噻唑含量的準(zhǔn)確測(cè)定；張經(jīng)碩等[8]結(jié)合近紅外光譜漫反射技術(shù)與偏最小二乘多元校正法實(shí)現(xiàn)了復(fù)方磺胺甲噁唑片中磺胺甲噁唑和甲氧芐啶兩種有效成分含量的快速測(cè)定，定量分析模型的相關(guān)系數(shù)分別為99.969%和99.938%；余道宏等[9]利用近紅外漫反射光譜分析技術(shù)和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)小兒復(fù)方磺胺甲噁唑顆粒中的水分進(jìn)行了快速定量分析，方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，可用于藥品的現(xiàn)場(chǎng)快速分析。

2.2 NIRS在喹諾酮類(lèi)藥物檢測(cè)方面的應(yīng)用 劉蟬[10]、張琳[11]和楊開(kāi)金[12]等先后基于NIRS和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，采用內(nèi)部交叉驗(yàn)證建立預(yù)測(cè)模型和外部驗(yàn)證的形式，實(shí)現(xiàn)了環(huán)丙沙星的無(wú)損、快速定量分析；李盈[13]和張雪峰[14]等先后應(yīng)用近紅外漫反射光譜技術(shù)建立了諾氟沙星膠囊一致性檢驗(yàn)的模型，不僅能夠很好的區(qū)分不同廠家生產(chǎn)的諾氟沙星膠囊，而且還可以用于假劣藥品的快速篩查。此外，劉楊等[15]建立了近紅外光譜法定量分析注射用甲磺酸培氟沙星的含量，在7.55%～77.69%濃度范圍內(nèi)交叉驗(yàn)證均方根為1.61%，相關(guān)系數(shù)能夠達(dá)到0.9924；孫逸威等[16]運(yùn)用偏最小二乘法建立近紅外光譜法的校正模型，同時(shí)采用一階導(dǎo)數(shù)+矢量歸一化法進(jìn)行方法預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)了鹽酸左氧氟沙星片含量的測(cè)定，校正集合驗(yàn)證集的R2分別為0.9994和0.9982；Sakamoto T等[17]利用近紅外漫反射光譜技術(shù)建立了氧氟沙星和左氧氟沙星的快速無(wú)損鑒別方法，適用于市場(chǎng)上藥品真假的現(xiàn)場(chǎng)鑒別；王聰穎等[18]基于NIRS和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法分別建立了吡哌酸片一致性快速檢測(cè)模型和快速定量模型，驗(yàn)證結(jié)果表明：所建方法準(zhǔn)確、可靠，適用于廠家在線監(jiān)控及監(jiān)管部門(mén)篩查、假劣藥品打擊等。

2.3 NIRS在四環(huán)素類(lèi)藥物及中獸藥檢測(cè)方面的應(yīng)用 雖然上述研究報(bào)道了基于NIRS檢測(cè)磺胺類(lèi)藥物和氟喹諾酮類(lèi)藥物，但具體應(yīng)用仍集中在制藥行業(yè)里藥品檢測(cè)方面，關(guān)于獸藥質(zhì)量相關(guān)的檢測(cè)應(yīng)用并未涉及。劉波靜等[19]采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定了192份飼料中金霉素的含量，利用TQ Analyst分析軟件依據(jù)偏最小二乘回歸法，創(chuàng)建了飼料中金霉素含量測(cè)定的近紅外模型，其化學(xué)值與近紅外預(yù)測(cè)值之間具有良好的線性相關(guān)性，并對(duì)40份獨(dú)立樣品進(jìn)行了驗(yàn)證，預(yù)測(cè)結(jié)果良好；劉星等[20]則結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)性自適應(yīng)重加權(quán)采樣法和偏最小二乘-線性判別分析法對(duì)100個(gè)土霉素制備飼料建立近紅外判別模型，對(duì)NIRS檢測(cè)飼料中土霉素?fù)诫s樣品的可行性進(jìn)行了研究。此外，樊克鋒等[21]采用NIRS結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)，對(duì)中獸藥蚌毒靈散中的黃芩成分進(jìn)行“整體定量”，為中獸藥中有效成分的無(wú)損快速測(cè)定提供了新的技術(shù)支撐。

2.4 NIRS在其他抗生素類(lèi)藥物檢測(cè)方面的應(yīng)用 目前，基于NIRS對(duì)藥物的快速檢測(cè)研究除了磺胺類(lèi)、喹諾酮類(lèi)、四環(huán)素類(lèi)以及中獸藥等常規(guī)藥物外，還有β-內(nèi)酰胺類(lèi)、氨基糖苷類(lèi)等其他抗生素藥物，其檢測(cè)原理和檢測(cè)方法基本相同，主要采用NIRS和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立不同的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物含量、質(zhì)量、水分、一致性以及藥品鑒別等指標(biāo)的準(zhǔn)確、快速分析檢測(cè)，具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 基于NIRS在其他類(lèi)抗生素類(lèi)藥物檢測(cè)方面的應(yīng)用Tab 1 The application of NIRS in the detection of other antibiotic drugs

藥物分類(lèi)檢測(cè)藥物建模方法研究?jī)?nèi)容檢測(cè)應(yīng)用參考文獻(xiàn)β-內(nèi)酰胺類(lèi)鹽酸頭孢他美酯選擇一階導(dǎo)數(shù)+直線差減法作為含量模型的處理方法,矢量歸一法作為水分模型的處理方法。通過(guò)對(duì) HPLC法和NIR法測(cè)定的數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析和回歸分析,說(shuō)明這兩種方法的相關(guān)性較好,可適用于企業(yè)開(kāi)展快速定量分析,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在線分析。定量分析黃麗麗等[31]頭孢氨芐一階導(dǎo)數(shù)加矢量歸一化法處理頭孢氨芐糖衣片的內(nèi)部交叉驗(yàn)證決定系數(shù)和診治相關(guān)的系數(shù)分別為0.9799和0.9894,內(nèi)部交叉驗(yàn)證均方差為1.98和1.55,外部的驗(yàn)證預(yù)測(cè)均方差為1.58和1.22,該方法適合使用在頭孢氨芐片的檢驗(yàn)當(dāng)中定量分析閆紅賀等[32]阿莫仙(阿莫西林)光譜預(yù)處理方法為二階導(dǎo)數(shù)(17點(diǎn)平滑)和矢量歸一化預(yù)測(cè)8批阿莫仙膠囊分別在3臺(tái)儀器上所測(cè)量光譜的平均光譜、75批內(nèi)地廠家生產(chǎn)的阿莫西林膠囊的平均光譜,以及經(jīng)過(guò)法定方法確認(rèn)的6批阿莫西林膠囊假藥,正確率均為100%,實(shí)現(xiàn)了不同儀器用于產(chǎn)品在流通環(huán)節(jié)的質(zhì)量追溯及監(jiān)測(cè)。定性分析馮艷春等[33]美洛西林鈉舒巴坦鈉積分球漫反射采樣偏最小二乘法建立定量模型,移動(dòng)塊標(biāo)準(zhǔn)偏差法的定性分析模型;一階導(dǎo)數(shù)+標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換法為最佳光譜預(yù)處理方法研究中聯(lián)合應(yīng)用舒巴坦鈉的定量分析模型和基于移動(dòng)塊標(biāo)準(zhǔn)偏差(moving block standard deviation,MBSD)法的定性分析模型,對(duì)美洛西林鈉舒巴坦鈉混合過(guò)程進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),以實(shí)現(xiàn)對(duì)混合終點(diǎn)簡(jiǎn)單準(zhǔn)確的判斷。定性定量王斐等[34]頭孢氨芐/213批頭孢氨芐膠囊的質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度范圍0.4147～0.9365 mg·mg-1,內(nèi)部交叉驗(yàn)證決定系數(shù)(r)為97.78,內(nèi)部交叉驗(yàn)證均方差為2.22,外部驗(yàn)證預(yù)測(cè)均方差為 2.39,預(yù)測(cè)值與真值的相關(guān)系數(shù)為 0.9879。實(shí)現(xiàn)了對(duì)頭孢氨芐系列制劑質(zhì)量及其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析,為頭孢氨芐系列制劑安全監(jiān)管和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提高提供參考定量分析鞏麗萍等[35]抗病素養(yǎng)類(lèi)單磷酸阿糖腺苷偏最小二乘法建立定量模,一階導(dǎo)數(shù)及多元散射校正預(yù)處理以17個(gè)廠家生產(chǎn)的133批注射用單磷酸阿糖腺苷為分析對(duì)象,68批作為校正集,65批作為驗(yàn)證集:內(nèi)部交叉驗(yàn)證決定系數(shù)為96.82%,均方根誤差為2.64%,外部驗(yàn)證決定系數(shù)為97.54%,均方根誤差為2.29%。可用于藥品的快速分析和檢驗(yàn)。定量分析王小亮等[36]大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素羅紅霉素先使用最小二乘法建模選擇波長(zhǎng)區(qū)間,再帶入運(yùn)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的預(yù)測(cè)模型該模型的建立能夠?qū)υ肼暤扰及l(fā)因素造成的瞬時(shí)擾動(dòng)進(jìn)行有效抵御,同時(shí)還可減少建模使用的波長(zhǎng)數(shù)、運(yùn)算時(shí)間,提高預(yù)測(cè)精度。快速在線成分的測(cè)定與分析肖玥等[37]阿奇霉素用偏最小二乘法建模測(cè)定阿奇霉素分散片精密度達(dá)到了89%,方法穩(wěn)定性達(dá)到了 90%;檢測(cè)速度:3 min/樣品。近紅外漫反射光譜法測(cè)定阿奇霉素分散片的含量不僅簡(jiǎn)單方便,時(shí)間短,而且結(jié)果非常準(zhǔn)確,可以在利用模型來(lái)進(jìn)行阿奇霉素分散片含量測(cè)定的企業(yè)中含量測(cè)定曹鈺茜等[38]琥乙紅霉素基于偏最小二乘回歸算法,采用不同預(yù)處理方法對(duì)14個(gè)廠家22個(gè)批次的琥乙紅霉素片進(jìn)行定量分析,包括琥乙紅霉素片含量及溶出度的測(cè)定。結(jié)果表明近紅外光譜法是一種監(jiān)控琥乙紅霉素片質(zhì)量的有效手段。含量及溶出度的測(cè)定肖瑩等[39]

藥物分類(lèi)檢測(cè)藥物建模方法研究?jī)?nèi)容檢測(cè)應(yīng)用參考文獻(xiàn)其他復(fù)方阿司匹林/雙嘧達(dá) 莫偏最小二乘雙嘧達(dá)莫PLS模型對(duì)8個(gè)樣品預(yù)測(cè)的回收率及相對(duì)誤差分別為97.96%-101.21%、0.046%-2.04%;阿司匹林PLS模型的回收率及相對(duì)誤差分別為94.50%-108.33%、0.781% -8.33%,可用于實(shí)際生產(chǎn)中的在線控制。定性分析,含量測(cè)定張衛(wèi)民等[40]萘普生二階導(dǎo)數(shù)+矢量歸一化預(yù)處理應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)建立萘普生片一致性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?快速鑒別假劣藥品。方法:首先采集所有批次萘普生樣品的近紅外原始光譜,然后用參考光譜建立一致性模型,最后用驗(yàn)證光譜對(duì)該模型進(jìn)行驗(yàn)證。定性分析(用于鑒別假劣藥)徐靜等[41]吲哚美辛偏最小二乘法建立定量模選擇8個(gè)廠家生產(chǎn)的156批吲哚美辛腸溶片進(jìn)行NIR光譜采集,樣品濃度范圍為24.61%～32.96%,用78個(gè)樣品進(jìn)行外部驗(yàn)證,驗(yàn)證均方差(RMSEP)為0.508%,平均相對(duì)偏差為0. 45%。該方法快速、簡(jiǎn)便,結(jié)果準(zhǔn)確,適于藥品的現(xiàn)場(chǎng)快檢定性、定量分析吳群[42]鹽酸克林霉素光譜預(yù)處理方法為一階導(dǎo)數(shù)化 +矢量歸一化一致性檢驗(yàn)通過(guò)比對(duì)測(cè)試圖譜與參照?qǐng)D譜中的每一個(gè)波數(shù)點(diǎn)的CI值,可以準(zhǔn)確快速地篩查該藥品的假劣仿品,為藥品監(jiān)管人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)藥品質(zhì)量隱患提供技術(shù)支持。適用于假劣藥品的快速篩。定性分析周禮玲[43]琥乙紅霉素,紅霉素,克拉霉素,麥白霉素小波變換光譜預(yù)處理;稀疏降噪自編碼結(jié)合高斯過(guò)程的建模方法(wSDAGSM)對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行墨西哥帽小波變換預(yù)處理能有效提升SDAGSM網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性,無(wú)論從分類(lèi)準(zhǔn)確率還是分類(lèi)結(jié)果穩(wěn)定性方面,都取得了很好的效果。定性分析周潔茜等[44]豆粕和3種抗生素菌渣 (硫酸鏈霉素菌渣、土霉素菌渣、硫酸粘桿菌素菌渣)偏最小二乘判別分析 (PLS-DA)與支持向量機(jī)判別析 (SVM-DA) 結(jié)合不同的光譜預(yù)處理方法研究發(fā)現(xiàn),一階導(dǎo)數(shù)+SNV的預(yù)處理方式優(yōu)于元預(yù)處理、一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù);SVM-DA的模型效果優(yōu)于PLS- DA,SVM-DA中特征提取方法PLS優(yōu)于PCA(主成分分析)定性分析楊增玲等[45]琥乙紅霉素一階導(dǎo)數(shù)、矢量歸一化法預(yù)處理+數(shù)據(jù)白化處理與傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及 SVM算法進(jìn)行比較,結(jié)果表明稀疏降噪自編碼網(wǎng)絡(luò)在分類(lèi)準(zhǔn)確度和分類(lèi)穩(wěn)定性方面均優(yōu)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SVM算法。定性分析楊輝華等[46]

3 NIRS在獸藥殘留檢測(cè)方面的應(yīng)用

獸藥殘留不僅影響到動(dòng)物源食品的質(zhì)量安全，而且也影響著畜牧業(yè)和生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。目前關(guān)于畜禽產(chǎn)品中的獸藥殘留檢測(cè)主要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，存在樣品前處理復(fù)雜、有機(jī)試劑消耗大、工作效率低等問(wèn)題，雖然目前已經(jīng)有酶聯(lián)免疫吸附法、膠體金試紙條檢測(cè)法等快速檢測(cè)方法，但是仍無(wú)法滿(mǎn)足畜禽產(chǎn)品獸藥殘留便捷、快速、高效檢測(cè)的要求。

近年來(lái)，先后報(bào)道了基于NIRS在獸藥殘留分析檢測(cè)方面的應(yīng)用研究，主要集中在牛奶中抗生素獸藥殘留的分析檢測(cè)：SiVakesava等[47]以及Wu等[48]課題組分別采用NIRS結(jié)合偏最小二乘法實(shí)現(xiàn)了牛奶中四環(huán)素的殘留檢測(cè)，檢測(cè)靈敏度分別達(dá)到4 μg/L和5 μg/L，數(shù)據(jù)模型相關(guān)系數(shù)均大于0.89；Casarrubias-Torres等[49]基于中紅外光譜技術(shù)和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立了牛奶中四環(huán)素類(lèi)藥物殘留的快速檢測(cè)方法，10～400 μg/L線性范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.997-0.999；Dracková等[50]基于近紅外光譜和偏最小二乘法建立了牛奶中青霉素和氯唑西林藥物殘留測(cè)定，能夠適用于牛奶中青霉素和氯唑西林最大殘留量的測(cè)定；Luiz等[51]基于NIRS對(duì)牛奶中的抗菌藥物殘留進(jìn)行了檢測(cè)，采用主成分分析法實(shí)現(xiàn)了牛奶中恩諾沙星、土霉素以及青霉素的殘留檢測(cè)，該方法同樣適用于牛奶中抗菌藥物最大殘留限量的快速檢測(cè)。此外，Chen等[52]基于近紅外熒光技術(shù)結(jié)合免疫分析技術(shù)在20 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)了牛奶中內(nèi)酰胺類(lèi)、四環(huán)素類(lèi)、喹諾酮類(lèi)和磺胺類(lèi)四種抗生素的快速分析檢測(cè)。

NIRS除了在牛奶中抗生素藥物殘留檢測(cè)方面取得了應(yīng)用進(jìn)展外，郭培源等[53]基于NIRS實(shí)現(xiàn)了對(duì)肉雞中四環(huán)素的定量分析，實(shí)現(xiàn)了雞肉中四環(huán)素殘留量的檢測(cè)并進(jìn)一步進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；夏慧麗等[54]通過(guò)蝦干的近紅外反射光譜與擬合的磺胺類(lèi)藥物含量，建立了近紅外定量模型，實(shí)現(xiàn)了蝦干中磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶的含量測(cè)定，模型相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.98和0.94以上。

4 NIRS在獸藥及獸藥殘留檢測(cè)方面的技術(shù)瓶頸

通過(guò)文獻(xiàn)綜述來(lái)看，基于NIRS在獸藥質(zhì)量及獸藥殘留快速檢測(cè)方面的應(yīng)用研究報(bào)道確實(shí)很少，而且相關(guān)技術(shù)研究仍處于實(shí)驗(yàn)室探索階段，并未形成成熟的技術(shù)路線，在獸藥及獸藥殘留檢測(cè)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中具有一定的限制。

4.1 專(zhuān)業(yè)儀器的研發(fā)與改進(jìn) 近紅外光譜儀的性能是NIRS在獸藥及獸藥殘留領(lǐng)域里應(yīng)用的前提，目前在石油化工、制藥、食品、糧食等行業(yè)領(lǐng)域已研發(fā)出不同品牌和類(lèi)型的專(zhuān)用近紅外光譜儀，然而在獸藥及獸藥殘留檢測(cè)方面的應(yīng)用還未深入，缺乏適用于該領(lǐng)域里專(zhuān)業(yè)、便攜的近紅外光譜儀。由于近紅外的吸收范圍只適合于含氫基團(tuán)組分的測(cè)定，測(cè)試靈敏度比較低，一般只適合于組分含量大于0.1%的樣品檢測(cè)，基于NIRS對(duì)于獸藥質(zhì)量的分析檢測(cè)具有一定的可行性；然而由于獸藥殘留檢測(cè)主要為痕量水平，畜禽產(chǎn)品中獸藥殘留水平較低且基質(zhì)比較復(fù)雜，需要研發(fā)獸藥殘留專(zhuān)業(yè)的近紅外光譜儀來(lái)完成，因此，基于NIRS除了對(duì)牛奶中獸藥殘留檢測(cè)進(jìn)行了相關(guān)研究外，其他畜禽產(chǎn)品的研究及可行性有待進(jìn)一步深入探索。

4.2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定與執(zhí)行 獸藥監(jiān)察執(zhí)法機(jī)構(gòu)基于NIRS能否實(shí)現(xiàn)對(duì)獸藥質(zhì)量及畜禽產(chǎn)品中獸藥殘留的快速檢測(cè)與控制最重要的保障是需要具有完善的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)支持，目前不同行業(yè)基于NIRS先后頒布了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：歐洲、美國(guó)、我國(guó)先后將NIRS收錄在藥典中指導(dǎo)該技術(shù)在制藥領(lǐng)域中的應(yīng)用[55]；石油化工行業(yè)基于NIRS也先后制定了多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以構(gòu)建成品油快速檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系；我國(guó)在食品檢測(cè)、糧食品質(zhì)檢測(cè)等方面均制定了多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)支持相關(guān)檢測(cè)部門(mén)采用NIRS進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。而基于NIRS在獸藥及獸藥殘留檢測(cè)方面的標(biāo)準(zhǔn)處于空白，從而限制了NIRS在該行業(yè)的應(yīng)用推廣。

4.3 數(shù)據(jù)模型的建立與維護(hù) NIRS的應(yīng)用推廣很大程度上依賴(lài)于數(shù)據(jù)模型的建立與維護(hù)，然而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，數(shù)據(jù)模型的建立往往需要有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)人員依據(jù)豐富的代表樣品信息，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)等數(shù)據(jù)處理方法來(lái)完成。獸藥數(shù)據(jù)模型的建立具有一定的可操控性，然而獸藥殘留由于代表性樣品少，檢測(cè)組分含量低等因素其數(shù)據(jù)模型的建立需要投入更多、更深入的分析研究。此外，數(shù)據(jù)模型在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還需要根據(jù)檢測(cè)樣品、檢測(cè)項(xiàng)目等條件的不斷變化而隨時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行補(bǔ)充、維護(hù)來(lái)提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，如何建立和維護(hù)好獸藥及獸藥殘留基于NIRS的數(shù)據(jù)模型對(duì)于NIRS在畜禽行業(yè)中的應(yīng)用具有重要意義。

5 展 望

結(jié)合NIRS的原理、方法及技術(shù)特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)該技術(shù)在獸藥及獸藥殘留行業(yè)的應(yīng)用分析可以看出，雖然NIRS在獸藥質(zhì)量及獸藥殘留檢測(cè)方面的應(yīng)用研究仍處于初級(jí)階段，但是隨著研究的不斷深入和檢測(cè)技術(shù)的不斷成熟，NIRS在獸藥及獸藥殘留檢測(cè)方面的潛在應(yīng)用有望得到進(jìn)一步拓展。

基于NIRS已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)在藥品質(zhì)量控制方面的相關(guān)應(yīng)用，因此，對(duì)于獸藥質(zhì)量的分析檢測(cè)在理論和技術(shù)上具有可行性：①有望實(shí)現(xiàn)對(duì)獸藥性狀、理化值、成分含量等質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行快速、高效、無(wú)損、便捷的分析檢測(cè)；②有望實(shí)現(xiàn)獸藥生產(chǎn)過(guò)程中全程在線的質(zhì)量控制：③有望實(shí)現(xiàn)中獸藥品質(zhì)、產(chǎn)地、以及有效成分等方面鑒別；④有望實(shí)現(xiàn)獸藥摻偽、真?zhèn)蔚蔫b定等。屈健[56]和張哲鋒[57]對(duì)NIRS在獸藥檢測(cè)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，隨著NIRS的不斷創(chuàng)新發(fā)展，該技術(shù)在獸藥質(zhì)量檢測(cè)控制方面具有廣闊的應(yīng)用空間且逐漸向便攜、專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用方向發(fā)展。

基于NIRS在獸藥殘留方面的檢測(cè)初步在牛奶、雞肉等組織中獸藥殘留檢測(cè)方面進(jìn)行了應(yīng)用探索。Min等[58]對(duì)于農(nóng)藥及獸藥殘留的快速檢測(cè)方法進(jìn)行了綜述，NIRS已經(jīng)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)方面取得了一定的研究進(jìn)展，獸藥殘留檢測(cè)也有望實(shí)現(xiàn)多殘留的快速檢測(cè)。雖然受基質(zhì)、殘留量低等因素影響，該技術(shù)在獸藥殘留低水平級(jí)別的應(yīng)用效果不好，但是隨著研究的不斷深入，通過(guò)研發(fā)專(zhuān)業(yè)、高靈敏的近紅外光譜儀，結(jié)合樣品前處理技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)NIRS在獸藥殘留應(yīng)用方面的技術(shù)突破，從而實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在獸藥殘留檢測(cè)方面的應(yīng)用。