王子琳,唐子恒,林澤寧,劉文字,劉 戎,張嘉慧,沈祥廣*
(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 國家獸藥殘留基準(zhǔn)實驗室,廣州 510642;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜禽產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(廣州),廣州 510642)
β-受體激動劑引起的食品安全問題是全世界關(guān)注的熱點。在食品動物飼養(yǎng)中,由于高劑量的β-受體激動劑可以加快脂肪的分解,提高動物的瘦肉率[1-2],個別廠家非法將其添加至飼料中來提高食品動物的經(jīng)濟(jì)效益[3]。如今,β-受體激動劑作為促生長劑已在全球大約160個國家被禁止使用,包括中國、俄羅斯和部分歐洲國家等[4]。膠體金免疫層析法(colloidal gold immunochromatographic assay,CGIA)具有方便、易操作、低成本、適用性強(qiáng)等特點[5],因此常用于檢測動物組織或尿液中克倫特羅(clenbuterol,CLE)、沙丁胺醇(salbutamol,SAL)和萊克多巴胺(ractopamine,RAC)3種β-受體激動劑(下文稱3種β-受體激動劑)等化合物,以確保動物源性食品的質(zhì)量安全。
在國家倡導(dǎo)減抗養(yǎng)殖的背景下,許多養(yǎng)殖場會使用中獸藥粉末或中藥制劑進(jìn)行疾病防控。例如在豬的飼料中添加杜仲、黨參、陳皮等中藥粉具有促進(jìn)豬只生長、增強(qiáng)免疫功能、提高酮體性能等方面作用[6-9]。在使用CGIA法檢測3種β-受體激動劑的過程中,有時會出現(xiàn)CGIA檢測呈陽性(即CLE、RAC、SAL至少有1種檢測呈陽性),液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)復(fù)測時呈現(xiàn)未檢出的結(jié)果,即假陽性現(xiàn)象,針對這一現(xiàn)象的解釋和研究較少。筆者在前期試驗中發(fā)現(xiàn),105種中藥材中,陳皮、青皮、木瓜、厚樸、紅景天5種中藥的提取物β-受體激動劑CGIA檢測呈陽性,而在中藥飼喂動物試驗中,僅有飼喂了陳皮、青皮2種中藥后的豬尿液CGIA檢測出現(xiàn)RAC陽性反應(yīng)。陽性豬尿經(jīng)LC-MS/MS復(fù)測,未檢出RAC[10]。陳皮和青皮均含有一個中藥成分—辛弗林(synephrine,SYN),可能是引起豬只尿液CGIA檢測3種β-受體激動劑出現(xiàn)假陽性的關(guān)鍵成分。為進(jìn)一步驗證陳皮、青皮、木瓜、厚樸、紅景天5種中藥對CGIA法檢測β-受體激動劑的影響,本試驗采用LC-MS/MS法和小鼠肝微粒體體外模型,研究辛弗林對CGIA法檢測3種β-受體激動劑的影響,以期為獸醫(yī)臨床合理使用中藥提供參考,減少由中藥源引起的“瘦肉精”CGIA 檢測假陽性現(xiàn)象的發(fā)生。
辛弗林標(biāo)準(zhǔn)品購于上海源葉生物科技有限公司。受試中藥購于廣州南北行中藥飲片有限公司。甲醇(色譜純)、乙腈(色譜純)和甲酸(色譜純)購于賽默飛世爾科技(中國)有限公司。小鼠肝微粒體(ICR/CD1)購于瑞德肝臟疾病研究(上海)有限公司。CLE、RAC、SAL 3種膠體金免疫層析檢測卡購于北京勤邦生物科技有限公司。液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀,型號Agilent 1290 Infinity Ⅱ搭配Agilent 6470 Triple Quad LC/MS,購于美國安捷倫科技有限公司。
辛弗林標(biāo)準(zhǔn)儲備液:精密稱取5.10 mg辛弗林標(biāo)準(zhǔn)品(98%),置于5 mL棕色容量瓶中,用甲醇溶解并定容至刻度,制成濃度為1 mg·mL-1的辛弗林儲備液,-20 ℃保存;儲備液使用前以超純水稀釋成不同濃度的辛弗林標(biāo)準(zhǔn)工作液,4 ℃保存。PBS緩沖液(pH=7.4):取磷酸二氫鉀1.36 g,加入0.1 mol·L-1氫氧化鈉溶液79 mL,用純水稀釋至200 mL。100單位六磷酸葡萄糖脫氫酶:取0.41 mg六磷酸葡萄糖脫氫酶(241 U·mg-1),用5 mmol·L-1檸檬酸鈉溶液定容至2.5 mL,-80 ℃保存。co-factors溶液:取200 mg NADP+,200 mg六磷酸葡萄糖,133 mg氯化鎂,用雙蒸水定容至10 mL,-20 ℃下保存。
1.3.1 豬尿中辛弗林的測定
1.3.1.1 液相色譜及質(zhì)譜條件:
a)色譜條件 色譜柱:Luna C18(2)(150 mm × 2.0 mm,5 μm);流速:0.25 mL·min-1;柱溫:35 ℃;進(jìn)樣量:5 μL。流動相:流動相A為0.1%甲酸溶液,流動相B為0.1%甲酸乙腈,梯度洗脫程序見表1。
表1 梯度洗脫程序表Table 1 Mobile phase elution gradient
表2 辛弗林的質(zhì)譜分析參數(shù)Table 2 Mass spectrometric analysis parameters of synephrine
1.3.1.2 豬尿樣品前處理:取豬尿0.5 mL,加入乙腈9.5 mL,渦旋1 min,密閉,40 ℃水浴超聲30 min,2 800×g離心5 min,取離心后的上清液5 mL,氮吹至干,取0.5 mL流動相復(fù)溶,過0.22 μm微孔濾膜,進(jìn)液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀檢測。
1.3.1.3 基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍:取空白豬尿,按上述步驟前處理獲得的空白豬尿基質(zhì),將標(biāo)準(zhǔn)工作液稀釋成不同濃度,繪制基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線,求出回歸方程和相關(guān)系數(shù)。
1.3.1.4 回收率和變異系數(shù):移取空白豬尿0.5 mL若干份,分別加入濃度為0.5、2.5和5.0 μg·mL-1的辛弗林標(biāo)準(zhǔn)工作液100 μL,制成添加濃度為0.1、0.5和1.0 μg·mL-1的空白添加樣品。按“1.3.1.2”方法處理,重復(fù)3批,計算回收率和變異系數(shù)。
1.3.1.5 測定:取飼喂中藥后CGIA檢測β-受體激動劑呈陽性的豬尿樣品6份,該豬尿為前期動物飼喂試驗中對105種中藥進(jìn)行篩查獲得的飼喂了陳皮和青皮的豬尿;陳皮和青皮按每只豬每天50 g的使用量(約為《中華人民共和國獸藥典》推薦劑量的5倍),連續(xù)給藥3 d,于給藥后約6 h接取的豬尿。取豬尿0.5 mL,按“1.3.1.2”方法處理,進(jìn)液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀分析辛弗林含量。采用外標(biāo)法,以基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線方程定量。
1.3.2 中藥提取復(fù)溶液中的辛弗林含量測定 精密量取100 μg·mL-1辛弗林標(biāo)準(zhǔn)工作液適量,用流動相稀釋成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個濃度3個重復(fù),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,求出回歸方程和相關(guān)系數(shù)。
分別取陳皮、青皮、木瓜、厚樸、紅景天5種中藥粉末2 g,各作3個平行樣。加乙醇-乙腈(1∶9,v/v)10 mL提取并濃縮[10],復(fù)溶液過濾后用流動相稀釋,進(jìn)液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析辛弗林含量。采用外標(biāo)法,以標(biāo)準(zhǔn)曲線方程定量,測定中藥提取復(fù)溶液中辛弗林的濃度。
出現(xiàn)假陽性的中藥提取復(fù)溶液以雙蒸水稀釋至CGIA檢測RAC呈陽性臨界濃度的10倍,備用。辛弗林添加陽性樣品:取CGIA法檢測β-受體激動劑呈陰性的2種中藥復(fù)溶液,分別添加適量辛弗林標(biāo)準(zhǔn)工作液(PBS稀釋),用雙蒸水稀釋至CGIA檢測RAC呈陽性臨界濃度的10倍,備用。
將小鼠肝微粒體置37 ℃水浴解凍。于2 mL EP管中,將640 μL雙蒸水、100 μL PBS緩沖液(pH=7.4)、100 μL備用液和100 μL小鼠肝微粒體混合(反應(yīng)體系中的蛋白濃度為2 mg·mL-1),置37 ℃水浴預(yù)孵育3 min后,分別加入10 μL 100單位六磷酸葡萄糖脫氫酶溶液和50 μL co-factors溶液,啟動反應(yīng),繼續(xù)置37 ℃水浴中孵育。在啟動反應(yīng)后的0、1、2、3、4、5、6 h取樣進(jìn)行膠體金免疫層析檢測。每組3個平行。
對照試驗:取100 μL PBS緩沖液代替?zhèn)溆靡?,與640 μL雙蒸水、100 μLPBS緩沖液和100 μL小鼠肝微粒體混合制成不含中藥的對照;取100 μL 重懸緩沖液代替小鼠肝微粒體,與640 μL雙蒸水,100 μL PBS緩沖液和100 μL 備用液混合制成不含肝微粒體的對照。
2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍 空白豬尿基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線在線性范圍10~1 000 ng·mL-1,相關(guān)系數(shù)(r)為0.999 5,線性關(guān)系良好。
2.1.2 回收率和變異系數(shù) 在0.1、0.5和1.0 μg·mL-13個添加濃度水平,豬尿中辛弗林的回收率為72.3%~95.0%,批內(nèi)變異系數(shù)為2.5%~12.6%,批間變異系數(shù)為7.3%~13.8%。
當(dāng)PBS中辛弗林濃度為0.8 μg·mL-1時,β-受 體激動劑CGIA檢測仍呈陽性反應(yīng)(RAC陽性),進(jìn)一步稀釋呈陰性;取多份 CGIA 檢測陰性的豬尿添加辛弗林標(biāo)準(zhǔn)工作液,制成含不同濃度的辛弗林添加豬尿,進(jìn)行 CGIA 檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)豬尿中辛弗林濃度為 0.2 μg·mL-1時,RAC仍呈陽性反應(yīng),進(jìn)一步稀釋呈陰性。
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法分析結(jié)果表明,飼喂了陳皮和青皮的豬尿液均檢出了辛弗林,平均濃度分別為1.36和1.65 μg·mL-1,飼喂厚樸、木瓜和紅景天的豬只尿液未檢出辛弗林。在陳皮和青皮的提取復(fù)溶液中,辛弗林的平均濃度分別為132.6 和312.7 μg·mL-1;而在厚樸、木瓜和紅景天3種中藥的提取復(fù)溶液中均未檢出辛弗林。
木瓜、厚樸復(fù)溶液和小鼠肝微粒體混合反應(yīng)后,0、1 h的CGIA檢測呈RAC陽性結(jié)果,2~6 h的CGIA檢測結(jié)果為RAC逐漸轉(zhuǎn)為陰性。陳皮、青皮復(fù)溶液和小鼠肝微粒體混合后,0~6 h 的CGIA檢測結(jié)果均呈RAC陽性。
陰性中藥木香和山藥的復(fù)溶液制備的辛弗林添加陽性樣品與小鼠肝微粒體混合反應(yīng)后,0~6 h的CGIA檢測結(jié)果均為RAC陽性。木香和山藥的復(fù)溶液經(jīng)肝微粒體孵育后,0~6 h的CGIA檢測均呈陰性。
對照試驗的結(jié)果:不含中藥對照試驗樣液0~6 h CGIA檢測均呈陰性;不含肝微粒體的假陽性中藥對照試驗樣液0~6 h的CGIA檢測均呈陽性。
紅景天的提取復(fù)溶液用雙蒸水稀釋5倍后即顯陰性,在體系中無法達(dá)到CGIA檢測靈敏度,未進(jìn)一步測試。
特異性單克隆抗體具有特異性強(qiáng),靈敏度高等特點,并被廣泛應(yīng)用至膠體金免疫層析試紙條的制作上,試紙條檢測的特異性也依賴于單克隆抗體的識別[11]。試驗中使用的膠體金免疫層析檢測卡為專門檢測豬尿中CLE、RAC和SAL的試紙條,其在設(shè)計時可能是主要以豬尿為抗原和抗體的生理液基質(zhì)進(jìn)行開發(fā),這可能是辛弗林在PBS緩沖液中和在豬尿中CGIA檢測靈敏度不同的原因。
辛弗林,又稱脫氧腎上腺素,是一種存在于陳皮、青皮等柑橘類植物果實的中藥成分,具有加速體內(nèi)脂肪氧化等作用,如圖1所示,其分子結(jié)構(gòu)與RAC較為接近,針對RAC的單克隆抗體可能會誤識別辛弗林為目標(biāo)抗原并與之結(jié)合,從而出現(xiàn)CGIA檢測β-受體激動劑假陽性的現(xiàn)象。
圖1 沙丁胺醇(a)、克倫特羅(b)、萊克多巴胺(c)、辛弗林(d)結(jié)構(gòu)式對比Fig.1 Structure comparison of salbutamol(a),clenbuterol(b),ractopamine(c)and synephrine(d)
試驗中,采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法分析,陳皮和青皮的提取復(fù)溶液以及飼喂豬收集的尿液均能檢出辛弗林,且濃度均高于CGIA的檢測低限,而木瓜、厚樸、紅景天的提取復(fù)溶液以及飼喂豬收集的尿液均未檢出辛弗林。試驗結(jié)果表明,中藥成分辛弗林能引起CGIA檢測RAC顯假陽性,而木瓜、厚樸、紅景天提取物中引起CGIA檢測β-受體激動劑顯假陽性的成分并非辛弗林,具體的成分確證仍需進(jìn)一步研究。
與化學(xué)合成藥物不同,中藥的成分較多,與機(jī)體的相互作用較復(fù)雜[12],同一種中藥,不同產(chǎn)地、生長時間等因素都會影響成分的變化。采用小鼠肝微粒體體外模型,可以研究動物機(jī)體的肝酶系統(tǒng)對藥物的代謝作用。陳皮、青皮、木瓜、厚樸、紅景天5種中藥雖然直接提取CGIA檢測均呈陽性,但引起假陽性的成分可能不同。試驗中顯示,木瓜和厚樸的假陽性干擾成分能被小鼠肝微粒體代謝成非陽性物質(zhì),提示該2種中藥的陽性成分可能在動物體內(nèi)被代謝,豬尿顯陰性;而紅景天的假陽性成分可能是濃度或活性較低,在豬尿中未達(dá)到有效檢測濃度。在木瓜、厚樸、紅景天3種中藥中,引起β-受體激動劑CGIA檢測的化學(xué)物質(zhì)鑒定有待進(jìn)一步探索;中藥成分辛弗林難以被小鼠肝微粒體代謝,提示陳皮和青皮中的辛弗林成分被動物吸收后在尿中形成較高濃度,導(dǎo)致CGIA檢測β-受體激動劑出現(xiàn)假陽性。
豬飼喂陳皮和青皮后引起豬尿CGIA檢測β-受體激動劑出現(xiàn)假陽性與陳皮和青皮中含有的中藥辛弗林成分有關(guān)。陳皮、青皮、厚樸、木瓜和紅景天5種中藥均含有CGIA檢測β-受體激動劑假陽性成分,但僅陳皮和青皮含有辛弗林。厚樸和木瓜的假陽性成分可被小鼠微粒體代謝消除,陳皮和青皮中含有的假陽性成分辛弗林難以被小鼠微粒體代謝消除。