李紅梅,鄒 潔,楊建濤,李潔莉,尤繼明,徐德寧,韓 華,楊抗震
(1.江蘇省寶應(yīng)縣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所,江蘇 寶應(yīng)225800;2.國(guó)家有機(jī)食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,江蘇 寶應(yīng)225800;3.江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院,江蘇 南京210029;4.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院環(huán)境系,河南 鄭州450002)
四環(huán)素類抗生素(tetracycline antibiotics)是由放線菌產(chǎn)生的一類廣譜抗生素,由于實(shí)用性高且價(jià)格低廉,在畜禽養(yǎng)殖和飼料添加劑等方面得到了廣泛的應(yīng)用。近年來,我國(guó)的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展步伐加快,水產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,水產(chǎn)品總量連續(xù)幾年居世界第一,2005年產(chǎn)量已超過4 000萬t[1~4]。隨著集約化水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,魚類疾病也越來越復(fù)雜,魚藥和抗生素飼料添加劑的使用量也日漸增加,由于濫用藥物,導(dǎo)致了漁藥大量殘留,嚴(yán)重影響了水產(chǎn)品的質(zhì)量安全。因此,為了保障水產(chǎn)品質(zhì)量安全,消除貿(mào)易壁壘,就必須加快對(duì)藥物殘留分析方法的研究。為此本文對(duì)水產(chǎn)品中四環(huán)素類藥物殘留的檢測(cè)方法進(jìn)行了分析研究。
目前,四環(huán)素類抗生素殘留檢測(cè)方法很多,大致分為3類,一是生物測(cè)定法[5~7],包括微生物測(cè)定法(microbiological assay)、放射受體測(cè)定法(redio receptor assay)等;二是儀器分析法[8~20],包括波譜分析、紫外分析,熒光分析,高效液相色譜分析,氣相色譜分析,液質(zhì)聯(lián)用分析等;三是免疫分析法[21,22],包括酶聯(lián)免疫測(cè)定法(EIA,ELISA)、膠體金免疫層析法等。
微生物測(cè)定法是目前公認(rèn)而又廣泛應(yīng)用于測(cè)定抗生素的測(cè)定方法,也是目前我國(guó)藥典中引用的標(biāo)準(zhǔn)方法,主要有紙片擴(kuò)散法、微生物管碟法、E~test法等。
紙片擴(kuò)散法(paper disc,簡(jiǎn)稱PD法),是依據(jù)抗生素能夠抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖這一特性而設(shè)計(jì)的[5,6]。其原理就是將樣品提取液加一定量在紙片上,并貼在菌生長(zhǎng)的培養(yǎng)基上,一段時(shí)間后測(cè)其抑菌圈的大小。如果水產(chǎn)品中存在抗生素殘留,則其樣品提取液可以抑制微生物的生長(zhǎng);反之則微生物的生長(zhǎng)不會(huì)受到抑制,而水產(chǎn)品中抗生素殘留的多少則可以根據(jù)對(duì)微生物的抑制程度來判斷。
管碟法是國(guó)內(nèi)外常用的抗生素微生物檢定法[1],利用管碟法測(cè)定抗生素效價(jià),具有準(zhǔn)確、直觀、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛采用。其基本原理同PD法,利用抗生素在攤布特定實(shí)驗(yàn)菌的固體培養(yǎng)基內(nèi)呈球面形擴(kuò)散,形成含一定濃度抗生素球形區(qū),抑制了實(shí)驗(yàn)菌的繁殖而呈現(xiàn)出透明的抑菌圈。根據(jù)抗生素在一定濃度范圍內(nèi),對(duì)數(shù)劑量與抑菌圈直徑(面積)呈線性關(guān)系,比較標(biāo)準(zhǔn)品與供試品兩者對(duì)接種的實(shí)驗(yàn)菌產(chǎn)生抑菌圈的大小,計(jì)算出供試品的效價(jià)[7]。但整個(gè)試驗(yàn)過程中影響結(jié)果的因素很多,任何一個(gè)環(huán)節(jié)的操作不當(dāng)就會(huì)造成很大誤差,導(dǎo)致整組試驗(yàn)失敗。
微生物法雖然原理及操作簡(jiǎn)單,費(fèi)用低,一般實(shí)驗(yàn)室都能操作,但是測(cè)定所花的時(shí)間太長(zhǎng),靈敏度低,結(jié)果誤差較大。在測(cè)定時(shí)樣品需在pH值為4.5的條件下培育3~4h,而有些抗生素,例如土霉素、四環(huán)素在酸性條件下易發(fā)生差向異構(gòu)化,形成異構(gòu)體難于分離,而其抗菌活性減弱或完全消失,限制了此方法的使用。
目前,水產(chǎn)品中四環(huán)素類藥物殘留的常用的儀器檢測(cè)方法主要有液相色譜法(HPLC)及液相色譜~串聯(lián)質(zhì)譜法(LC~MS/MS)。
高效液相色譜更適宜于分離、分析高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、有生理活性及相對(duì)分子量比較大的物質(zhì),因而廣泛應(yīng)用于藥物殘留的分析檢測(cè)。
袁冬梅等[12]采用乙酸乙酯(1mol/L)+乙酸鎂(0.005mol/L)+EDTA(0.001mol/L)的混合液提取樣品,并用此混合液和甲醇以72:28(V/V)作為流動(dòng)相分離土霉素、金霉素和四環(huán)素,最低檢出限分別為0.013mg/g、0.016mg/g、0.014mg/g。
徐傳梅[13]等采用CaCl2衍生化,樣品經(jīng)5%HClO4除蛋白后,離心過濾。采用 Waters XTerra RP18(5μm,4.6×150mm)色譜柱,以 V(甲醇)∶V(CaCl2緩沖液)=30∶70(pH 值為6.6)為流動(dòng)相,等度洗脫,流速0.8mL/min,柱溫25℃。經(jīng)CaCl2緩沖液衍生化,在激發(fā)波長(zhǎng)(Zx)350nm和發(fā)射波長(zhǎng)(Zm)520nm處檢測(cè)土霉素、四環(huán)素和金霉素的殘留量,土霉素的最小檢測(cè)限為1.48ng/mL,四環(huán)素為1.20ng/mL,金霉素為2.32ng/mL。
黃志勇[14]等人采用4%高氯酸溶液提取樣品中的殘留抗生素,經(jīng)濃縮處理,以乙腈和0.01mol/L NaH2PO4(18∶82,v/v)為流動(dòng)相,流速1mL/min,3種抗生素組分峰能與雜質(zhì)峰完全分開,檢測(cè)波長(zhǎng)為355mm,最低檢出限為0.08mg/g。
北京化工大學(xué)的王覃[15]等人以醋酸銨~醋酸/水緩沖液和乙腈作為流動(dòng)相,通過二元梯度洗脫,使海產(chǎn)品中四環(huán)素類抗生素得到了較好的分離,最低檢出限在15~32mg/kg。
浙江任一平[16]等人用高效液相色色譜對(duì)動(dòng)物性食品中土霉素和四環(huán)素進(jìn)行測(cè)定,樣品經(jīng)含乙二胺四乙酸二鈉的丁二酸鈉緩沖液除蛋白后,由SPE~C18小柱提純凈化,經(jīng)ODS~C18柱分離后,用8%氫氧化鋯溶液柱后衍生,與鋯離子的螯合物在激發(fā)波長(zhǎng)(EX):406nm 和發(fā)射波長(zhǎng)(Em):515nm 處檢測(cè),土霉素和四環(huán)素的最低檢出限為3mg/L和4mg/L。
楊挺[17]等人建立了一種高效液相色譜法測(cè)定水產(chǎn)品中土霉素、四環(huán)素、去甲基金霉素、金霉素、脫氧土霉素的分析方法。樣品用5.0%高氯酸溶液提取,上清液用Oasis HLB固相萃取柱凈化,用紫外檢測(cè)器于355nm測(cè)定。土霉素、四環(huán)素、去甲基金霉素檢測(cè)限為0.01mg/kg,金霉素、脫氧土霉素檢出限為0.02mg/kg。
從上面高效液相色譜檢測(cè)方法來看,樣品前處理多采用高氯酸等強(qiáng)酸或者M(jìn)CI緩沖液提取,經(jīng)固相萃取柱(C18或者HLB)凈化后,儀器柱后衍生檢測(cè)[2]。四環(huán)素類抗生素在酸性和堿性條件下均不穩(wěn)定,四環(huán)素類藥物中含有許多羥基、烯醇羥基及羰基,在中性條件下能與多種金屬離子形成不溶性螯合物,儀器檢測(cè)時(shí)候會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)峰,通過保留時(shí)間不易對(duì)結(jié)果進(jìn)行判斷,容易出現(xiàn)假陽性;而且緩沖溶液配制較為復(fù)雜,樣品要經(jīng)過固相萃取凈化,前處理比較復(fù)雜,而且利用復(fù)雜的緩沖鹽對(duì)儀器柱子的壽命有很大的影響,加上儀器分析技術(shù)的局限,難以適應(yīng)大量復(fù)雜樣品和現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的需要。
近年來,隨著液質(zhì)的普遍應(yīng)用,由于其更加可靠,定量更加靈敏準(zhǔn)確,能夠去除假陽性干擾,特異性強(qiáng),液質(zhì)聯(lián)用(LC~MS/MS)技術(shù)愈來愈多的應(yīng)用于獸藥殘留的確證檢測(cè)。
劉艷萍[18]等人用高效液相色譜~串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水產(chǎn)品中的4種四環(huán)素類藥物殘留量,以MTC緩沖液提取水產(chǎn)品中的四環(huán)素類殘留物,經(jīng)HLB固相萃取柱凈化,采用LC~MS/MS選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)(SRM)正離子模式測(cè)定,可一次對(duì)水產(chǎn)品中的四環(huán)素、土霉素、金霉素和強(qiáng)力霉素進(jìn)行定性和定量。4種物質(zhì)最低檢出限均可達(dá)到2.0μg/kg。
洪武興[19]等人用液質(zhì)聯(lián)用法檢測(cè)水產(chǎn)品中四環(huán)素類殘留,樣品利用乙酸乙腈提取,氮?dú)獯蹈?,殘?jiān)靡译嫠芙夂?,加入正己烷去除脂肪等雜質(zhì),取乙腈水相過0.45μm濾膜上機(jī)檢測(cè),采用子離子定量,四環(huán)素類藥物的檢測(cè)限均可達(dá)到20μg/kg。
林荊[20]等人用超高效液相色譜~串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC~MS/MS)法測(cè)定水產(chǎn)品中6種四環(huán)素。樣品粉碎后,用0.01mol/L Na2EDTA~Mcllvaine磷酸鹽緩沖溶液提取,樣液過濾后正己烷除脂,經(jīng)Oasis HLB固相萃取柱凈化,甲醇洗脫,氮?dú)獯蹈删彌_液定容后,用反相液相色譜分離,電噴霧正離子模式離子化,用多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM)監(jiān)測(cè),三重四級(jí)桿質(zhì)譜測(cè)定,外標(biāo)法定量。該法對(duì)四環(huán)素類藥物在5.0~50.0μg/kg范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)r在0.996 9~0.999 9之間,在5.0、10.0、25.0、50.0μg/kg添加水平,回收率為61%~97%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.3%~5.7%,其檢出限達(dá)2.5μg/kg。
液相色譜~串聯(lián)質(zhì)譜儀法測(cè)定水產(chǎn)品中四環(huán)素類藥物殘留,由于以子離子和母離子定性和定量,消除了假陽性,而且樣品前處理比液相色譜簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,穩(wěn)定性好,選擇性好,靈敏度高,檢出限低,能夠達(dá)到歐盟和日本等國(guó)家對(duì)進(jìn)口水產(chǎn)品最高殘留量的要求。
液質(zhì)聯(lián)用法的缺點(diǎn)就是儀器比較昂貴,對(duì)人員要求比較高,技術(shù)復(fù)雜,使用起來費(fèi)用比較高,普遍性較差,但是隨著社會(huì)的發(fā)展,利用液質(zhì)聯(lián)用法檢測(cè)獸藥殘留是將是未來的發(fā)展趨勢(shì)。
酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定法,簡(jiǎn)稱酶聯(lián)免疫法,或者ELISA法[21]。它的中心就是讓抗體與酶復(fù)合物結(jié)合,然后通過顯色來檢測(cè)。酶聯(lián)免疫試劑盒是酶免疫測(cè)定技術(shù)中應(yīng)用最廣的技術(shù)。其基本方法是將已知的抗原或抗體吸附在固相載體(聚苯乙烯微量反應(yīng)板)表面,使酶標(biāo)記的抗原抗體反應(yīng)在固相表面進(jìn)行,用洗滌法將液相中的游離成分去除。自從Engvall和Perlman(1971)首次報(bào)道建立ELISA(酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn),酶聯(lián)免疫試劑盒)(Enzyme~Linked ImmunosorbentAssays,ELISA(酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn),酶聯(lián)免疫試劑盒)以來,由于ELISA(酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn),酶聯(lián)免疫試劑盒)具有快速、敏感、簡(jiǎn)便、易于標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn),使其得到迅速的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
四環(huán)素類藥物殘留檢測(cè)試劑盒能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大批量樣品的篩選,又不需要復(fù)雜昂貴的大型儀器,具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、樣品預(yù)處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)農(nóng)業(yè)部1025號(hào)公告~20~2008中動(dòng)物性食品中四環(huán)素類藥物殘留檢測(cè)采用的是酶聯(lián)免疫吸附法。
膠體金免疫層析法即時(shí)檢驗(yàn)技術(shù)(或稱“側(cè)流免疫層析技術(shù)”和“免疫膠體金技術(shù)”等)是20世紀(jì)90年代以來在單克隆抗體技術(shù)、免疫層析技術(shù)及膠體金顯色技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新型體外診斷技術(shù)。近年來發(fā)展迅速,目前已經(jīng)在農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、環(huán)境檢測(cè)、尤其是在家庭自檢領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
四環(huán)素類藥物為廣譜抑菌劑,高濃度時(shí)具殺菌作用。其作用機(jī)制在于藥物能特異性地與細(xì)菌核糖體30S亞基的A位置結(jié)合,阻止氨基?!玹RNA在該位上的聯(lián)結(jié),從而抑制肽鏈的增長(zhǎng)和影響細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成。
檀尊社[22]等人采用免疫競(jìng)爭(zhēng)法,將抗四環(huán)素單克隆抗體~膠體金復(fù)合物包被在膠體金結(jié)合墊上,并將人工合成的四環(huán)素抗原包被在硝酸纖維素薄膜表面作為檢測(cè)線(線),其殘留藥物與待測(cè)樣品中四環(huán)素競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合膠體金標(biāo)記的四環(huán)素單克隆抗體,最終能以顏色直觀顯示檢測(cè)結(jié)果。檢測(cè)水產(chǎn)品試樣時(shí),試劑靈敏度最低值可達(dá)100ng/mL,僅需5~10min,與金霉素、土霉素、強(qiáng)力霉素等四環(huán)素族抗生素有很強(qiáng)的交叉反應(yīng),故可同時(shí)檢測(cè)四環(huán)素族中幾種主要抗生素,而與沙丁胺醇、萊克多巴胺等其他獸藥無交叉反應(yīng)。操作方便,僅需配備小型離心機(jī),檢測(cè)成本低廉。
免疫方法能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大批量樣品的篩選,又不需要復(fù)雜昂貴的大型儀器,具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、樣品預(yù)處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是對(duì)于藥殘檢測(cè)試劑盒的研發(fā)相對(duì)遲緩,免疫法對(duì)實(shí)驗(yàn)室溫度、光線、使用溶劑要求較高,而且試劑盒使用起來比較昂貴,限制了其普遍應(yīng)用。
微生物法是最早用于四環(huán)素類藥物殘留檢測(cè)的方法之一。微生物法測(cè)定四環(huán)素類抗生素,在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)抑菌圈不是很規(guī)則,直徑大小不一致,由此計(jì)算并繪制出的濃度曲線不準(zhǔn)確,導(dǎo)致最終得出的樣液測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確,所以該種方法只能用于定性試驗(yàn)。
液相色譜法靈敏度能夠達(dá)到要求,是現(xiàn)階段普遍采用的方法之一,但是前處理比較復(fù)雜,用的試劑都是有機(jī)試劑,容易污染環(huán)境,對(duì)人體造成傷害,而且四環(huán)素類藥物在酸性和堿性條件下容易發(fā)生異構(gòu)化,在儀器上檢測(cè)容易出現(xiàn)假陽性。液質(zhì)聯(lián)用法前處理比較簡(jiǎn)單,耗時(shí)少,靈敏度高,檢出限低,滿足檢測(cè)要求,是未來的發(fā)展趨勢(shì)。
酶聯(lián)免疫試劑盒的研制在我國(guó)還是比較落后的,隨著技術(shù)的提高,酶聯(lián)免疫試劑盒測(cè)定藥物殘留能夠大大提高檢測(cè)效率和滿足多樣品的同時(shí)檢測(cè)。隨著方法的不斷改進(jìn)、材料的不斷更新,使其更為簡(jiǎn)便實(shí)用,因此標(biāo)準(zhǔn)化免疫法能夠成為藥物殘留的快速檢測(cè)方法。
水產(chǎn)品中四環(huán)素類殘留是涉及人類健康的問題,應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)工作,提高檢測(cè)效率,降低檢測(cè)成本,并努力研究發(fā)展一些簡(jiǎn)單、快速和便攜化的篩選多殘留分析技術(shù),普及廣大企業(yè)的出廠檢驗(yàn),如試劑盒檢測(cè);發(fā)展高效、高靈敏的聯(lián)用技術(shù)和多殘留組分確證技術(shù),如LC~MS/MS;實(shí)現(xiàn)分析過程自動(dòng)化或智能化,以提高分析效率、降低成本,保證消費(fèi)者的健康。
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