黃笑晨,李國(guó)俊,邢麗麗,紀(jì)春景
河北省體育科學(xué)研究所 河北省神經(jīng)肌肉功能與力量訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室(石家莊 050011)
β2-受體激動(dòng)劑,又稱為β2-興奮劑,是一類合成的苯乙醇胺類化合物,最初主要應(yīng)用于治療支氣管哮喘和高血壓等疾病[1-2]。也因?yàn)棣?-受體激動(dòng)劑具有降低動(dòng)物體脂率、促進(jìn)蛋白質(zhì)合成等作用,故也被稱為“瘦肉精”[3]。自20世紀(jì)80年代開始,β2-受體激動(dòng)劑就作為飼料添加劑被廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)中。隨著該類物質(zhì)的應(yīng)用不斷增多,毒性研究表明,人類攝入含有β2-受體激動(dòng)劑的食物可引起急性食物中毒,并會(huì)導(dǎo)致心血管和神經(jīng)系統(tǒng)的嚴(yán)重不良反應(yīng)發(fā)生,嚴(yán)重危害人體健康[4-6]。因此,世界上大多數(shù)國(guó)家都對(duì)β2-受體激動(dòng)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的使用有極其嚴(yán)格的規(guī)定[7-9]。2020年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《食品動(dòng)物中禁止使用的藥品及其他化合物清單》規(guī)定β2-受體激動(dòng)劑及其鹽和酯為禁止使用的藥物,在動(dòng)物源性食品中不得檢出[10]。但2021年央視“3·15”晚會(huì)曝光河北青縣的“瘦肉精羊”事件,又使“瘦肉精”重新進(jìn)入公眾視野中。此外,β2-受體激動(dòng)劑也是世界反興奮劑組織(World Anti-Doping Agency,WADA)禁用清單上的重點(diǎn)監(jiān)控物質(zhì)[11]。運(yùn)動(dòng)員如果誤服含有該類物質(zhì)的動(dòng)物源性食品后,可能導(dǎo)致尿檢結(jié)果陽(yáng)性。因此,為保障我國(guó)廣大人民的舌尖上的安全、避免運(yùn)動(dòng)員誤服事件的發(fā)生,開展動(dòng)物源性食品中β2-受體激動(dòng)劑高通量多殘留檢測(cè)研究意義重大。
本文主要從樣品前處理方法和檢測(cè)技術(shù)兩個(gè)方面對(duì)其研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,為動(dòng)物源性食品中β2-受體激動(dòng)劑的殘留檢測(cè)研究的開展奠定基礎(chǔ)。
液液萃?。╨iquid-liquid extraction,LLE)是發(fā)展最早的提取技術(shù)之一,原理是利用相似相溶原理,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物在不同極性的溶劑中轉(zhuǎn)移和富集。Li等[12]利用乙腈溶劑提取,正己烷脫脂兩次,實(shí)現(xiàn)對(duì)牛奶樣品的凈化。結(jié)果顯示5種β2-受體激動(dòng)劑的基質(zhì)效應(yīng)較小,回收率為75.6%~100.3%。
固相萃?。╯olid phase extraction,SPE)的原理是將固相萃取柱進(jìn)行活化后上樣,淋洗去除雜質(zhì)后,通過洗脫液將柱上富集的目標(biāo)物洗脫收集[13]。Guo等[14]利用MCX柱提取凈化豬肉和豬肝中的22種β2-受體激動(dòng)劑,采用5%氨水甲醇洗脫,加標(biāo)回收率為74.6%~111.7%。Yikilmaz等[15]采用固相萃取-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)牛組織中的4種β2-受體激動(dòng)劑殘留進(jìn)行測(cè)定,選用C18柱凈化,各物質(zhì)的相關(guān)系數(shù)均大于0.99,回收率為84.3%~119.1%。通過式固相萃取是當(dāng)前高通量檢測(cè)中常用的新技術(shù),該萃取柱無需活化,樣品可直接過柱收集,凈化效果好且環(huán)保[16-17]。Wang等[18]利用PRiME HLB柱快速凈化,實(shí)現(xiàn)了畜禽食品中155種獸藥的高通量分析。關(guān)學(xué)農(nóng)等[19]采用酸化乙腈處理牛乳樣品,選用PRiME HLB柱凈化,收集流出液,濃縮后復(fù)溶上機(jī)。結(jié)果表明,19種受體激動(dòng)劑在不同加標(biāo)濃度下,回收率為70.6%~104.5%,SRSD為1.1%~11.7%,顯示出較好的準(zhǔn)確度和精密度。
相比于液液萃取,固相萃取可同步實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的富集和凈化,大幅提升工作效率。但固相萃取柱一般不可重復(fù)利用,前處理成本較高。
磁性固相萃?。╩agnetic solid phase extraction,MSPE)是一種新型的樣品預(yù)富集方法,常選擇具有磁性或可磁化的材料吸附目標(biāo)物以達(dá)到分離目的。該方法的特點(diǎn)是可直接將合成的磁性材料加入到溶液中吸附目標(biāo)物,通過強(qiáng)磁體將其轉(zhuǎn)移,選擇合適的洗脫溶劑洗脫目標(biāo)物,實(shí)現(xiàn)富集和分離[20-21]。Wang等[22]以制備涂覆SiO2/Fe3O4的MIL-101(Cr)-NH2和氧化石墨烯磁性顆粒作為吸附劑,開發(fā)高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定20種β-受體阻滯劑和8種β2-受體激動(dòng)劑的分析方法,方法的檢出限為0.002~0.007 μg/L,SRSD為3.0%~8.3%。Zhang等[23]以金屬-有機(jī)骨架(MOF)MIL-100(Fe)為碳前驅(qū)體制備3D磁性多孔碳(MPCK),并將其用于羊肉樣品中鹽酸克倫特羅和萊克多巴胺的磁性固相萃取的吸附劑。結(jié)果顯示,2種目標(biāo)物在0.05~40 μg/L范圍內(nèi)具有良好線性(r≥0.997 2),SLOD為0.13和0.15 μg/kg,回收率為95.64%~114.65%。
與固相萃取不同,MSPE具有試劑用量少、萃取時(shí)間短、提取效率高和抗干擾能力好的特點(diǎn),越來越受到廣泛關(guān)注。而且磁性材料可在洗脫后反復(fù)回收利用,經(jīng)濟(jì)且環(huán)保。
QuEChERS是根據(jù)不同基質(zhì)采用不同的吸附劑進(jìn)行搭配,加入溶液中對(duì)其中的雜質(zhì)進(jìn)行選擇性吸附,從而降低或消除基質(zhì)效應(yīng)[24]。該方法具有凈化效果好、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。劉新輝等[25]建立QuEChERS-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)動(dòng)物源性食品中β2-受體激動(dòng)劑類藥物殘留的方法。樣品經(jīng)1%氨水乙腈提取,利用無水硫酸鎂脫水后,依次利用QuEChERS凈化管、反萃管凈化。結(jié)果顯示,17種受體激動(dòng)劑在0.2~20 ng/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(r≥0.99),平均回收率為80.2%~108.5%,SRSD為2.9%~12.4%。Zhang等[26]利用0.1%甲酸-乙腈提取豬肉中的26種β2-受體激動(dòng)劑,采用含有150 mg無水硫酸鎂、50 mg PSA、50 mg C18的多功能過濾器進(jìn)行凈化,結(jié)果表明,26種受體激動(dòng)劑的平均回收率為71.2%~118.6%,日間、日內(nèi)精密度均小于20%,具有良好的精密度和可重復(fù)性,且凈化效果好,不存在基質(zhì)效應(yīng)干擾。
分子印跡技術(shù)(molecular imprinting technology,MIT)是源于抗原-抗體特異性結(jié)合的想法,通過合成對(duì)模板分子具有極強(qiáng)識(shí)別能力的分子印跡聚合物進(jìn)行目標(biāo)物的分離和純化。模板分子是被選擇作為印跡的目標(biāo)分子,可以是特定的分析物或藥物分子,或其類似物[27]。Tang等[28]以克倫特羅衍生物為功能單體,通過共價(jià)印跡法合成一種高效從豬肉中分離和濃縮克倫特羅的新型分子印跡聚合物。Wang等[29]以苯乙醇胺A為印跡分子,對(duì)乙烯基苯甲酸為功能單體,合成一種新型分子印跡聚合物微球,可選擇性吸附克倫特羅等物質(zhì)。并基于此建立超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)豬肉中5種β2-受體激動(dòng)劑的靈敏測(cè)定方法。5種受體激動(dòng)劑的SLOD均小于0.02 μg/kg。
雖然分子印跡聚合物可以根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì),具有高度的專一性,但其存在制備成本較高和分子印跡相關(guān)理論和研究還有待發(fā)展等缺點(diǎn),應(yīng)用范圍有待拓寬。
肖志明等[30]利用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)豬、牛、羊肌肉和肝臟中22種β2-受體激動(dòng)劑殘留。該方法采用超聲探針技術(shù)輔助酶解,大幅提升酶解效率。前處理采用全自動(dòng)固相萃取技術(shù),在0.5 h內(nèi)即可處理36份樣品。結(jié)果表明,22種受體激動(dòng)劑的回收率為81.2%~100.7%,SRSD為0.3%~7.9%,SLOD和SLOQ分別為0.3和1.0 μg/kg。
Cao等[31]首次制備4-苯乙烯磺酸鈉功能化納米纖維膜(SS/PAN NFM),并將其作為96孔板固相萃取的吸附劑用于豬肉中7種β2-受體激動(dòng)劑殘留的定量測(cè)定。研究顯示,SS/PAN NFM可重復(fù)使用12次,且吸附能力不下降。通過液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析,該類化合物的檢出限為0.006~0.24 μg/kg,加標(biāo)回收率為87.2%~111%。
氣相色譜-質(zhì)譜法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)適用于熱穩(wěn)定性好、分子量小、易揮發(fā)性或半揮發(fā)性物質(zhì)的痕量分析。Karamolegou等[32]采用GC-MS法測(cè)定動(dòng)物源性食品中的7種β2-受體激動(dòng)劑殘留,樣品前處理后經(jīng)衍生化后上機(jī)檢測(cè),7種目標(biāo)物的回收率為83.1%~118.0%。郭蓉等[33]建立熟肉及其制品中12種β2-受體激動(dòng)劑含量的GC-MS/MS測(cè)定方法,12種分析物在低、中、高濃度下,平均回收率為65.5%~110.7%。曹忠波等[34]利用GC-MS/MS對(duì)熟肉制品中多種β2-受體激動(dòng)劑殘留進(jìn)行檢測(cè)。樣品經(jīng)酶解后經(jīng)MCX柱凈化,利用同位素內(nèi)標(biāo)法定量。結(jié)果表明,在0.05~1 mg/L內(nèi),9種分析物的線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)r>0.999 4,回收率為80.3%~109.5%,SRSD均小于10%。雖然氣相色譜-質(zhì)譜法具有高靈敏度和高選擇性等特點(diǎn),但β2-受體激動(dòng)劑類藥物屬于高沸點(diǎn)、難揮發(fā)的極性化合物,需要經(jīng)衍生化后上機(jī)檢測(cè)。
與氣相色譜相比,高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)是以液體代替氣體作為流動(dòng)相的色譜分析方法,具有分離效果好、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。張楠等[35]通過2-(4-磺酰氯基苯基)苯并咪唑來增強(qiáng)熒光強(qiáng)度,建立動(dòng)物源性食品中7種β2-受體激動(dòng)劑的高靈敏HPLC檢測(cè)方法。結(jié)果顯示,7種待測(cè)物在1.0~100.0 ng/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系(r>0.999),回收率為80.2%~110.7%。Yuan等[36]利用石墨烯/碳納米管作為移液尖端固相萃取的吸附劑,結(jié)合HPLC技術(shù),實(shí)現(xiàn)豬肉中的克倫特羅的快速凈化和測(cè)定??藗愄亓_在3個(gè)加標(biāo)水平下的回收率為92.2%~96.2%,SRSD≤9.2%。由于HPLC的檢出限較高,無法滿足痕量物質(zhì)殘留測(cè)定,逐漸被高靈敏度的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法替代。
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(liquid chromatographytandem mass spectrometry,LC-MS/MS)將HPLC的強(qiáng)分離能力和質(zhì)譜的高靈敏度相結(jié)合,可以測(cè)定強(qiáng)極性、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定性的化合物[37]。關(guān)于動(dòng)物源性食品中β2-受體激動(dòng)劑殘留檢測(cè)的GB/T 22286—2008《動(dòng)物源食品中多種β-受體激動(dòng)劑殘留量的測(cè)定 液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法》和SN/T 1924—2011《進(jìn)出口動(dòng)物源食品中克倫特羅、萊克多巴胺、沙丁胺醇和特步他林殘留量的測(cè)定 液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法》等均選用LC-MS/MS進(jìn)行分析[38]。Liu等[39]采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定牛奶中16種β2-受體激動(dòng)劑和9種合成類固醇,樣品經(jīng)QuEChERS方法提取、凈化,最終各物質(zhì)在其0.1~200 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,加標(biāo)回收率為63%~126%。史娜等[40]通過超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定動(dòng)物源性食品中35種β2-受體激動(dòng)劑和11種β-受體阻斷劑殘留情況。該方法用MIP柱代替常用的MCX柱,并采用內(nèi)標(biāo)法校正,確保了檢測(cè)的準(zhǔn)確性,平均回收率為62.31%~110.52%。張海超等[41]建立動(dòng)物源性食品中46種食源性興奮劑同時(shí)測(cè)定的分析方法。樣品選用乙腈萃取、乙腈飽和正己烷除去脂質(zhì),QuEChERS法凈化。結(jié)果表明:46種食源性興奮劑的回收率為76.0%~111.9%,SRSD為2.3%~12.4%,檢出限為0.05~1.0 μg/kg。
酶聯(lián)免疫法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA),也稱為酶免疫測(cè)定,是一種基于抗原抗體和酶催化反應(yīng)特點(diǎn)而建立的方法,通常用于鑒定液體樣品中抗體或抗原的存在和濃度[42]。王瑞等[43]為了研究動(dòng)物體內(nèi)β2-受體激動(dòng)劑類藥物殘留情況,以沙丁胺醇多克隆抗體為基礎(chǔ),建立豬尿中12種β2-受體激動(dòng)劑殘留檢測(cè)的方法。結(jié)果表明,各物質(zhì)在0.1~20 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,回收率為68.2%~114.2%。Wang等[44]基于克倫特羅單克隆抗體開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)抑制酶聯(lián)免疫吸附方法,以識(shí)別23種β2-受體激動(dòng)劑和類似物。雖然該方法具有成本低、操作簡(jiǎn)便、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但其存在重復(fù)性差、易出現(xiàn)假陽(yáng)性等問題,不能滿足精準(zhǔn)定量的要求。
表面增強(qiáng)拉曼光譜法(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS),是指當(dāng)待測(cè)分子位于貴金屬表面(如金和銀)上時(shí),在電磁場(chǎng)和化學(xué)增強(qiáng)的作用下,造成拉曼散射信號(hào)的顯著增強(qiáng)的現(xiàn)象[45-46]。肖雄楓等[47]以金溶膠作為表面增強(qiáng)活性基底,運(yùn)用快速溶劑提取技術(shù)減少基質(zhì)干擾,對(duì)生鮮豬肉中的4種β2-受體激動(dòng)劑進(jìn)行檢測(cè)。在3個(gè)不同加標(biāo)水平下,回收率為85.2%~101.5%,SRSD為2.3%~7.9%。Duan等[48]以Fe3O4@Au@Ag納米顆粒為底物,利用適體結(jié)合方法靈敏檢測(cè)豬肉中的鹽酸克倫特羅。研究通過Fe3O4@Au@AgNPs和AuNPs之間的耦合效應(yīng),使得SERS的強(qiáng)度和定量分析的靈敏度顯著提高,SLOD為0.003 ng/mL,回收率為90.7%~108.0%。
由于β2-受體激動(dòng)劑結(jié)構(gòu)中包含電活性基團(tuán),因此可通過電化學(xué)法實(shí)現(xiàn)快速高效的檢測(cè)。其具有快速簡(jiǎn)便、成本低、不需要技術(shù)人員等優(yōu)點(diǎn),可被當(dāng)作β2-受體激動(dòng)劑殘留檢測(cè)的補(bǔ)充分析手段[49]。Ma等[50]制備由多孔硼摻雜金剛石(pBDD)和金納米顆粒(Au-NPs)組成的Au-pBDD電極,并將其應(yīng)用于測(cè)定豬肉樣品中的克倫特羅,方法回收率為96.7%~106.0%,SRSD<3.8%。
動(dòng)物源性食品中有害物質(zhì)殘留的準(zhǔn)確、高通量檢測(cè)是食品行業(yè)亟待解決的問題之一。β2-受體激動(dòng)劑雖然在我國(guó)已被禁用,但仍需防范非法添加問題。因此,開發(fā)更加準(zhǔn)確、高效、重復(fù)性好的檢測(cè)方法十分必要。對(duì)于β2-受體激動(dòng)劑的殘留檢測(cè)有待深入研究的開展。在樣品前處理技術(shù)方面,SPE、QuEChERS的應(yīng)用較多;PRiME HLB和磁性固相萃取等作為新興技術(shù),應(yīng)用范圍在逐漸擴(kuò)大。在檢測(cè)方法上,LCMS/MS依然是動(dòng)物源性食品中β2-受體激動(dòng)劑的殘留檢測(cè)的主要手段。隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展,近年來具有質(zhì)量精度高、采集速率快等優(yōu)勢(shì)的Q-TOF/MS和Orbitrap MS多被應(yīng)用于動(dòng)物源性食品中獸藥殘留高通量檢測(cè)工作中。由于LC-MS/MS存在儀器昂貴、前處理時(shí)間較長(zhǎng)和技術(shù)要求高等缺點(diǎn),開發(fā)便捷、靈敏度高的ELISA和電化學(xué)法等檢測(cè)方法,有利于實(shí)現(xiàn)動(dòng)物源性食品中β2-受體激動(dòng)劑的快速現(xiàn)場(chǎng)篩查。加快β2-受體激動(dòng)劑檢測(cè)方法的完善創(chuàng)新,可為提升動(dòng)物源性食品的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)能力和相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的完善、發(fā)展提供有力支持,從而更好地保證運(yùn)動(dòng)員“舌尖上的安全”和人民身體健康。