痕量食品外源藥毛細(xì)管電泳檢測方法研究進(jìn)展

李月秋，趙燕燕，劉麗艷，杜光玲，韓媛媛，邸科前

（河北大學(xué)醫(yī)學(xué)實驗中心，河北保定 071000）

痕量食品外源藥毛細(xì)管電泳檢測方法研究進(jìn)展

李月秋，趙燕燕*，劉麗艷，杜光玲，韓媛媛，邸科前

（河北大學(xué)醫(yī)學(xué)實驗中心，河北保定 071000）

摘 要：介紹毛細(xì)管電泳兩種分離模式的基本原理和特點。論述毛細(xì)管電泳在線富集技術(shù)的優(yōu)點及膠束電動毛細(xì)管色譜在線堆積、推掃富集技術(shù)檢測原理。綜述兩種分離模式、兩種在線富集技術(shù)在食品痕量外源藥檢測中的研究進(jìn)展，并對毛細(xì)管電泳在線富集技術(shù)應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：毛細(xì)管電泳；食品；痕量；外源藥；檢測；進(jìn)展

食品安全是今日人們關(guān)注的焦點問題之一。隨著痕量食品外源藥（農(nóng)藥、獸藥等）使用量的不斷增加，藥物殘留問題日益突出。食品外源藥物殘留的靈敏檢測是該領(lǐng)域的重要研究方向，其定量檢測更是值得我們關(guān)注的內(nèi)容，這在最終確定食品樣品中外源藥物殘留是否超標(biāo)方面起著決定性作用。藥物殘留的經(jīng)典儀器分析技術(shù)是氣相色譜法，樣品處理較為復(fù)雜。在后續(xù)發(fā)展中，高效液相色譜法是使用較多的一類分析手段，具有較好靈敏度，但運行成本較高。近年來，綠色高效的毛細(xì)管電泳逐漸用于食品藥物殘留的分離分析，并顯出極大潛力。

高效毛細(xì)管電泳（High-performance capillary electrophoresis，HPCE）是離子或荷電粒子以電場為驅(qū)動力，在毛細(xì)管中按其淌度或/和分配系數(shù)不同進(jìn)行高效、快速分離的一種電泳新技術(shù)[1]。發(fā)展于80年代中后期，不僅具有高效、快速、樣品用量少等最基本的特點，而且還具有容易自動化、操作簡單、溶劑消耗少，環(huán)境污染小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于食品、藥物、環(huán)境、臨床等許多領(lǐng)域。

主要簡介毛細(xì)管電泳的兩種分離模式（毛細(xì)管區(qū)帶電泳和膠束電動毛細(xì)管色譜）及毛細(xì)管電泳在線富集技術(shù)在食品外源藥物殘留檢測分析中的應(yīng)用情況。

1 毛細(xì)管電泳不同分離模式

HPCE的分離模式多種多樣，其分離模式的選擇往往需要根據(jù)簡單性、目的性、樣品特異性、普適性等原則。在食品藥物殘留檢測中，毛細(xì)管區(qū)帶電泳和膠束電動毛細(xì)管色譜是最為常用的兩種分離模式。

1.1 毛細(xì)管區(qū)帶電泳

毛細(xì)管區(qū)帶電泳（Capillary Zone Electrophoresis，CZE）是毛細(xì)管電泳中應(yīng)用最廣泛﹑最基本的一種分離模式，基于被分離物質(zhì)的荷質(zhì)比差異，在電場力的作用下進(jìn)行分離。除溶質(zhì)組分本身的結(jié)構(gòu)特點和緩沖液組成外，不受其他因素的影響。通常把它看成各種分離模式的母體。

1.1.1 CZE在農(nóng)殘分析中的應(yīng)用

早在20世紀(jì)90年代，Pérez-Ruiz T[2]等應(yīng)用CZE-二極管系列檢測器測定了水、土豆中的敵草快及百草枯。

近年來，CZE在農(nóng)藥殘留分析中有一定的應(yīng)用。例如，黃寶美[3]等應(yīng)用CZE-電化學(xué)檢測法對青菜中敵百蟲的殘留量進(jìn)行了檢測。Carolina Q M[4]等應(yīng)用CZE-大體積堆積模式分離檢測了葡萄中的磺酰脲類除草劑（醚苯磺隆、砜嘧磺隆、啶嘧磺隆、甲磺隆、氯磺隆）。

1.1.2 CZE在獸殘分析中的應(yīng)用

早在1992年，Ackermans M T[5]等應(yīng)用毛細(xì)管區(qū)帶電泳法檢測了豬肉浸出物中的磺胺類藥物。

近年來，CZE在獸藥殘留檢測中的應(yīng)用情況見表1。

表1 CZE在食品獸藥殘留檢測中的應(yīng)用Table 1 Application of CZE to the determination of veterinary medicine in food

1.2 膠束電動毛細(xì)管色譜

膠束電動毛細(xì)管色譜（micellar electrokinetic chromatography，MEKC）是電泳技術(shù)和色譜技術(shù)的巧妙結(jié)合。其基本原理是在電泳緩沖溶液中加入表面活性劑，形成膠束，溶質(zhì)基于在水相和膠束相之間的分配系數(shù)不同而得到分離。MEKC的突出優(yōu)點是除能分離離子化合物外，還能分離中性化合物，因此已成為一種有效的復(fù)雜樣品的分析手段。

1.2.1 MEKC在農(nóng)殘分析中的應(yīng)用

MEKC在農(nóng)殘分析中的應(yīng)用最早見于20世紀(jì)90年代中后期[11-12]。近年來，MEKC在農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用情況見表2。

表2 MEKC在食品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用Table 2 Application of MEKC to the determination of pesticide in food

1.2.2 MEKC在獸殘分析中的應(yīng)用

早在20世紀(jì)70年代已有用MEKC法檢測動物組織中殘留的磺胺類及β內(nèi)酰胺類抗生素的報道[18]。

近年來，MEKC在食品獸藥殘留檢測方面的報道主要有雞肉[19]中恩諾沙星（檢測限為92.02 μg/kg）的檢測，豬肉[20]中鹽酸克倫特羅、特布他林和沙丁胺醇的檢測，牛奶[21]中卡那霉素B、阿米卡星、新霉素B和巴龍霉素等氨基糖苷類抗生素的多殘留分析。

2 毛細(xì)管電泳在線富集技術(shù)

雖然毛細(xì)管電泳具有許多優(yōu)點，但由于毛細(xì)管內(nèi)徑小于100 μm，因此，導(dǎo)致檢測光程變短，檢測靈敏度較低。一般商品化毛細(xì)管電泳儀所配備的紫外檢測器檢測靈敏度僅為10-6mol/L～10-5mol/L，使其應(yīng)用于痕量分析時受到一定限制。近年發(fā)展起來的提高靈敏度的方法中，在線富集技術(shù)可滿足痕量農(nóng)獸藥殘留分析要求，經(jīng)濟(jì)實用而有廣泛應(yīng)用前景。

毛細(xì)管電泳在線富集技術(shù)是指進(jìn)樣期間或進(jìn)樣后在毛細(xì)管中實現(xiàn)樣品濃縮的方法。其優(yōu)點主要為：不需要配備昂貴的檢測器，也不需要對毛細(xì)管進(jìn)行改造；易于調(diào)控，可同時實現(xiàn)樣品的堆積與分離；操作相對簡便；可顯著提高檢測靈敏度等。

目前在食品外源農(nóng)獸藥殘留檢測中應(yīng)用最多的是基于MEKC的堆積技術(shù)（stacking）和吹掃技術(shù)（sweeping）。

2.1 在線富集技術(shù)在農(nóng)殘分析中的應(yīng)用

吹掃技術(shù)（sweeping）的基本原理是：樣品帶不含膠束相，而背景帶含有膠束相。當(dāng)施加電壓后，膠束定向移動通過樣品帶時，膠束與樣品相互作用帶動樣品一起運動使樣品帶壓縮從而實現(xiàn)富集。富集效果取決于分析物在膠束分配能力的大小或者是分析物與假固定相間相互作用的大小。分析物與膠束的親和力越強，富集效果越好。David等[22]應(yīng)用毛細(xì)管電泳在線sweeping技術(shù)及二極管陣列檢測器測定了果汁樣品中12種氨基甲酸酯類農(nóng)藥，檢測限為1 μg/L～7 μg/L該方法快速﹑簡單﹑環(huán)境污染小。

堆積技術(shù)（stacking）的基本原理是：樣品溶解在低電導(dǎo)溶液中（例如水），而毛細(xì)管中充滿高電導(dǎo)背景緩沖溶液。當(dāng)將樣品溶液引入毛細(xì)管一定長度后，則低電導(dǎo)樣品溶液和高電導(dǎo)背景緩沖液同時存在于毛細(xì)管中，這時在毛細(xì)管兩端施加電壓，由于樣品溶液的電導(dǎo)率低，因此在樣品區(qū)帶形成高電場，樣品離子遷移速度加快。當(dāng)樣品離子穿越樣品溶液和背景緩沖液的界面時，由于電導(dǎo)增高，電場強度突然降低，使得樣品離子的遷移速度變慢，從而導(dǎo)致樣品區(qū)帶的長度縮短，樣品濃度提高，使得樣品組分得到富集。近年來，stacking在農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用較為廣泛，具體情況詳見表3。

通過對表2和表3中檢出限的比較可知，采用stacking技術(shù)測定農(nóng)藥的靈敏度比僅用MEKC法的高1個數(shù)量級左右，能更好的滿足農(nóng)藥殘留檢測分析的要求。

表3 Stacking在食品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用Table 3 Application of Stacking to the determination of pesticide in food

2.2 在線富集技術(shù)在獸殘分析中的應(yīng)用

21世紀(jì)以來應(yīng)用在線富集技術(shù)檢測食品中獸藥殘留的報道很少，僅檢索到本實驗室趙燕燕[29]等應(yīng)用在線Sweeping技術(shù)測定豬肉組織中殘留的喹諾酮類廣譜抗菌藥（環(huán)丙沙星﹑氧氟沙星﹑恩諾沙星）的報道。作者使用十二烷基硫酸鈉（SDS）（80 mmol/L）為膠束相，緩沖溶液pH為9.6，進(jìn)樣時間為200 s，運行電壓18 kV，環(huán)丙沙星﹑氧氟沙星﹑恩諾沙星三者的檢測限分別為 7.0×10-3﹑1.6×10-2﹑2.0×10-2mg/L，恩諾沙星的檢出限與文獻(xiàn)[19]相比提高了將近五倍。可見，在線富集法可明顯改善靈敏度，為食品組織中殘留的藥物檢測提供了一種新的簡便可靠的方法。

3 展望

綜上所述，CZE及MEKC是痕量食品外源藥的兩種主要檢測模式，檢測靈敏度相對較低，因此基于毛細(xì)管電泳在線富集技術(shù)的諸多優(yōu)勢，其必將成為痕量食品外源藥物檢測的主要技術(shù)手段。鑒于目前國內(nèi)外大量存在的食品安全問題，為能更好的提高檢測靈敏度，離線富集技術(shù)與在線富集技術(shù)聯(lián)用，以及多種在線富集技術(shù)聯(lián)用必將成為食品外源藥物殘留檢測的主要研究趨勢。

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Research Progresses of Capillary Electrophoresis to the Determination of Trace Exogenous Medicine in Food

LI Yue-qiu，ZHAO Yan-yan*，LIU Li-yan，DU Guang-ling，HAN Yuan-yuan，DI Ke-qian
（Medical Experiment Center，HeBei University，Baoding 071000，Hebei，China）

Abstract：The basic principles and characteristics of two separation modes of capillary electrophore-sis（CE）were introduced.The advantages of CE on-line concentration technique，the detection principles of on-line stacking and on-line sweeping for micellar electrokinetic chromatography（MEKC）were discussed.This review summarized the research progress of two separation modes and two on-line concentration techniques on analysis to trace exogenous medicine in food.Meanwhile，the applied prospect of on-line concentration technique for CE was expected.

Key words：capillary electrophoresis；food；trace；exogenous medicine；determination；progresses

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.14.036

保定市科學(xué)研究與發(fā)展計劃（09ZF006）

李月秋（1977—），女（漢），講師，碩士，研究方向：食品、藥品分析。

2012-10-17