肉牛血漿和尿液中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律分析

梁曉維，年芳，張軍民，趙青余，張凱，湯超華，李發(fā)弟

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州　730070；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，農(nóng)業(yè)部華北動物遺傳資源與營養(yǎng)科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，北京　100193；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院-世界農(nóng)用林業(yè)中心農(nóng)用林業(yè)與可持續(xù)畜牧業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，北京　100193)

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肉牛血漿和尿液中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律分析

梁曉維1,2，年芳1，張軍民2,3，趙青余2,3，張凱2,3，湯超華2,3，李發(fā)弟1

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州730070；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，農(nóng)業(yè)部華北動物遺傳資源與營養(yǎng)科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，北京100193；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院-世界農(nóng)用林業(yè)中心農(nóng)用林業(yè)與可持續(xù)畜牧業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，北京100193)

摘要：【目的】 研究萊克多巴胺在肉牛血漿和尿液中的殘留消除規(guī)律.【方法】 選取3頭中國‘西門塔爾’雜交肉牛，連續(xù)飼喂萊克多巴胺28 d，給藥劑量2.01 mg/(kg·d)，采集給藥第1、7、14、21、28 d和停藥第3、7、14、28 d血漿和尿液樣品,采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS-MS)檢測血漿和尿液中萊克多巴胺含量.【結(jié)果】 血漿與尿液中萊克多巴胺含量均在給藥7 d達(dá)到峰值，血漿中殘留量為(6.55±1.93)ng/mL，未酶解尿液中殘留量為(8 402.03±1 307.09)ng/mL.峰值之后萊克多巴胺含量開始下降，停藥后下降迅速，停藥3 d時血漿中殘留量為(0.60±0.01)ng/ mL，未酶解尿液中殘留量為(1 334.93±25.74)ng/mL，停藥28 d時血漿中未檢測到萊克多巴胺，而未酶解尿液仍可檢測到(5.77±0.10)ng/mL；酶解后尿液中萊克多巴胺含量顯著高于酶解前(P<0.05).【結(jié)論】 與血漿相比，肉牛尿液更適合作為萊克多巴胺的監(jiān)管靶標(biāo).

關(guān)鍵詞：肉牛；萊克多巴胺；血漿；尿液；殘留

β-受體激動劑是一類具有腎上腺素功能的苯乙醇胺類化合物[1]，俗稱“瘦肉精”.萊克多巴胺作為其中一種，又名雷托帕明、培林等，對動物具有促生長作用，能夠促進(jìn)蛋白合成，降低脂肪沉積量，提高胴體瘦肉率，起到營養(yǎng)重分配的作用[2-4].然而“瘦肉精”能夠在動物體內(nèi)殘留，人食用后輕則引發(fā)頭暈、惡心、肌肉震顫、心率失常等癥狀，重則有可能引起惡性腫瘤[5-7].美國、日本和澳大利亞等國家批準(zhǔn)萊克多巴胺作為動物飼料添加劑使用，而早在2002年我國農(nóng)業(yè)部就明確規(guī)定禁止萊克多巴胺用作動物飼料和飲水添加劑[8].但是，我國仍有不法商販為了謀取暴利而在動物生產(chǎn)過程中非法使用，由于“瘦肉精”而引發(fā)的食物中毒事件仍屢屢發(fā)生.

我國監(jiān)管部門常將血漿和尿液作為“瘦肉精”的監(jiān)管靶標(biāo)，萊克多巴胺在血漿和尿液中的殘留時間決定其作為監(jiān)測靶標(biāo)的可靠性，目前國內(nèi)外關(guān)于萊克多巴胺在動物血漿和尿液中的殘留消除規(guī)律研究較少，肉牛血漿和尿液中萊克多巴胺殘留消除數(shù)據(jù)缺乏.因此，本試驗(yàn)選取3頭中國‘西門塔爾’雜交肉牛，連續(xù)飼喂萊克多巴胺28 d，以研究其在肉牛血漿和尿液中的殘留消除規(guī)律，為監(jiān)管部門提供數(shù)據(jù)支撐，完善對“瘦肉精”在反芻動物上的監(jiān)管.

1材料與方法

1.1試劑和儀器

萊克多巴胺標(biāo)準(zhǔn)品 (德國Sigma-Aldrich公司) 純度 94.05%，萊克多巴胺-D3內(nèi)標(biāo) (加拿大C/D/N Isotopes公司)純度98.5%，萊克多巴胺原藥 (用于動物試驗(yàn))純度93%，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所提供，β-葡萄糖苷酸酶 (德國Merck Chemical公司)，甲醇、甲酸、乙腈均是色譜級，其他化學(xué)試劑均為分析純.

Waters高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀 (Xevo-TQ)，固相萃取柱 (Mcx 60 mg，3 mL)，0.2 μm針筒式微孔過濾膜，24孔固相萃取儀等.

1.2試驗(yàn)設(shè)計及飼養(yǎng)管理

選取體況良好的中國‘西門塔爾’雜交肉牛3頭 (265±14) kg，預(yù)飼期7 d，給藥期28 d，休藥期28 d，給藥劑量2.01 mg/(kg·d)，根據(jù)初始體質(zhì)量計算每日萊克多巴胺用藥量，將所稱藥物拌入精料中于給藥期早上7∶00一次性飼喂.試驗(yàn)在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所肉牛試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)牛采取舍飼拴系飼喂，預(yù)飼期前打耳號，正式期前稱體質(zhì)量，其他條件按照養(yǎng)殖場的飼養(yǎng)管理進(jìn)行.

1.3樣品采集

試驗(yàn)開始前采集空白血漿、尿液樣品，開始后分別在給藥第1、7、14、21、28 d和停藥第3、7、14、28 d采集血漿和尿液樣品.血樣于給藥前通過頸靜脈采集，經(jīng)3 500 r/min離心10 min后分離血漿樣品，-20 ℃保存待檢.尿樣采用集尿袋裝置收集24 h尿液，混勻后取20 mL，-20 ℃保存待檢.

1.4樣品提取

樣品的提取過程主要參考Tang等[9].取血漿或尿液樣品1 mL置于10 mL離心管 (高濃度尿液在提取時稀釋相應(yīng)倍數(shù)后取1 mL)，加入50 μL內(nèi)標(biāo)溶液 (5 ng/mL，內(nèi)標(biāo)用甲醇溶液稀釋)，加入3 mL乙酸銨緩沖液 (pH 5.2)，添加10%高氯酸溶液500 μL沉淀蛋白，渦旋混勻1 min，8 000 r/min離心5 min，上清液備用.固相萃取柱先用3 mL甲醇活化和3 mL 0.1%甲酸溶液平衡，將上述處理后的樣品上清液全部過柱，然后用3 mL 0.1%甲酸溶液、3 mL甲醇淋洗，真空抽干.用3 mL 5 %氨水甲醇溶液洗脫，收集洗脫液，50 ℃下氮?dú)獯蹈?殘余物用1.0 mL流動相 (0.1甲酸溶液∶乙腈=9∶1)復(fù)溶后，渦旋混勻1 min，0.2 μm微孔濾膜過濾，上機(jī)測定.

酶解尿液提取時所加內(nèi)標(biāo)用乙酸銨緩沖液稀釋，防止有機(jī)溶劑破壞酶的活性，在加入3 mL乙酸銨緩沖液后添加β-葡萄糖醛苷酶/芳基硫酸酯酶50 μL，37 ℃酶解16 h，然后添加10%高氯酸溶液500 μL沉淀蛋白，其余步驟同上.

1.5色譜質(zhì)譜條件

色譜柱為Acquity UPLC BEH C18 (50 mm×2.1 mm，粒徑1.7 μm)，柱溫40 ℃，進(jìn)樣量5 μL，流動相為0.1%甲酸溶液 (A)和乙腈 (B)，流速均為300 μL/min.使用Xevo-TQ三段四級質(zhì)譜儀，離子源為ESI+，毛細(xì)管電壓3 kV，錐孔電壓29 V.離子源和去溶劑化溫度分別為150 ℃和 350 ℃，氮?dú)饬髁繛闉?00 L/h.監(jiān)測模式：多重反應(yīng)監(jiān)測(MRM)，萊克多巴胺母離子 m/z 302.0對應(yīng)子離子m/z107.1、m/z 164.1，萊克多巴胺-D3內(nèi)標(biāo)母離子 m/z 305對應(yīng)子離子 m/z 124.1、m/z 167.2.

1.6數(shù)據(jù)處理

2結(jié)果與分析

2.1方法驗(yàn)證

萊克多巴胺濃度為0.5～40 ng/mL范圍內(nèi)色譜峰面積與濃度呈線性相關(guān)，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=997.89x(R2=0.998 6).肉牛血漿中萊克多巴胺的檢測限 (LOD)為0.05 ng/mL，定量限(LOQ)為0.2 ng/mL.肉牛尿液中萊克多巴胺的LOD為0.3 ng/mL，LOQ為2 ng/mL.血漿和尿液空白樣品添加回收率及變異系數(shù)見表1.血漿和尿液中萊克多巴胺標(biāo)準(zhǔn)、萊克多巴胺-D3內(nèi)標(biāo)和總離子流圖 (TIC)分別見圖1-2.

表1　血漿和尿液樣品添加回收率和變異系數(shù)

2.2肉牛血漿中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律

給藥期及停藥期肉牛血漿中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律見圖3.給藥后隨時間推移血漿中萊克多巴胺殘留量逐漸增加，給藥1 d萊克多巴胺殘留量為(4.00±0.47) ng/mL，給藥7 d時達(dá)到峰值 (6.55±1.93) ng/mL)，隨后開始下降，給藥28 d血漿中殘留量為(3.43±0.59) ng/mL.而停藥后血漿中萊克多巴胺殘留量迅速下降，在停藥3 d已下降至(0.60±0.01) ng/mL，停藥7 d和14 d時殘留量分別為(0.31±0.07)、(0.30±0.03) ng/mL，停藥28 d時未檢測到萊克多巴胺.

2.3肉牛尿液中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律

給藥期及停藥期酶解前后肉牛尿液中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律見圖4.肉牛未酶解尿液中萊克多巴胺殘留量隨著給藥時間的延長而逐漸增加，給藥1 d時含量為(4 211.0±1 572.18) ng/mL，給藥7 d達(dá)到峰值 (8 402.03±1 307.09)ng/mL，隨后開始下降，給藥28 d時含量為(3 630.62±825.21)ng/mL，停藥后下降迅速，停藥7 d時尿液中萊克多巴胺已下降至(55.66±9.08) ng/mL，而在停藥28 d時尿液中仍可檢測到(5.77±0.10) ng/mL.

A：5 ng/mL萊克多巴胺-D3內(nèi)標(biāo)單離子色譜圖；B：5 ng/mL萊克多巴胺標(biāo)準(zhǔn)品單離子色譜圖；C：總離子流圖：1 mL血漿樣品中的萊克多巴胺.圖1　血漿樣品色譜圖Fig.1　Single-ion chromatograms of specimen in plasma

A：5 ng/mL萊克多巴胺-D3內(nèi)標(biāo)單離子色譜圖；B：5 ng/mL萊克多巴胺標(biāo)準(zhǔn)品單離子色譜圖；C：總離子流圖：1 mL肉牛尿液樣品中的萊克多巴胺圖2　尿液樣品色譜圖Fig.2　Single-ion chromatograms of specimen in urine

酶解后尿液中萊克多巴胺含量顯著高于酶解前(P<0.05)，但殘留消除趨勢與酶解前相似，酶解后尿液在給藥1 d時萊克多巴胺含量為(19 325.57±5 482.17) ng/mL，給藥7 d時達(dá)到峰值 (24 014.32±3 539.45) ng/mL，藥28 d含量為(7 539.917±1 130.82) ng/mL，停藥后迅速下降，在停藥3 d時已下降至(1 431.69±347.64) ng/mL，而在停藥28 d時酶解尿液中仍有(13.41±0.96) ng/mL萊克多巴胺.

圖3　肉牛血漿中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律Fig.3　Regularity of residue degradation ofractopamine in plasma of cattle

圖4　酶解前后肉牛尿液中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律Fig.4　Regularity of residue degradation ofractopamine in urine before and afterhydrolysis with β-Glucuronidase

3討論

3.1肉牛血漿中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律

目前，國內(nèi)外關(guān)于萊克多巴胺在動物血漿中的殘留消除規(guī)律報道很少，早期研究報道豬飼喂30 mg/kg萊克多巴胺4 d，停藥0、1 d時血液中的殘留量分別為40、10 ng/mL，停藥2 d時未檢測到，LOD為10 ng/mL[10].Qiang等給長白豬連續(xù)口服飼喂萊克多巴胺28 d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在給藥7 d時血漿中有5.1～9.6 ng/mL的萊克多巴胺殘留，給藥14 d時殘留量達(dá)到8.4～9.9 ng/mL，而在給藥28 d時殘留量低于1 ng/mL，停藥后未檢測到[11].Tang等研究顯示干乳期奶牛經(jīng)瘤胃灌服2.01 mg/(kg·d)萊克多巴胺5 d，給藥期血漿中萊克多巴胺隨時間延長呈增長趨勢，給藥5 d時殘留量為6.10 ng/mL，而停藥后開始下降，停藥3 d時為0.69 ng/mL，停藥5 d已檢測不到[9].本試驗(yàn)結(jié)果與以上研究結(jié)果相似，在給藥期肉牛血漿中萊克多巴胺殘留量隨時間延長而逐漸增加，給藥7 d達(dá)到峰值(6.55 ng/mL)，隨后開始下降，停藥后快速消除，停藥7 d到停藥14 d時萊克多巴胺含量0.3 ng/mL左右.由于給藥時間、劑量、方式和動物種類的不同，以及儀器檢測限的不同，導(dǎo)致殘留時間的差異，本試驗(yàn)在肉牛血漿中萊克多巴胺的殘留時間要長于以上研究.

3.2肉牛尿液中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律

萊克多巴胺在動物尿液中殘留消除規(guī)律已有相關(guān)報道，但肉牛相關(guān)研究較少.Pleadin等研究結(jié)果表明，給豬連續(xù)飼喂28 d(0.1 mg/(kg·d))萊克多巴胺后，發(fā)現(xiàn)在給藥1 d尿中萊克多巴胺含量為0.5 ng/mL，隨著給藥時間的延長，萊克多巴胺的含量逐漸增加，在給藥25 d時達(dá)到峰值，隨后開始下降，停藥7 d尿中仍能檢測到萊克多巴胺[12].Qiang等研究結(jié)果表明，豬飼喂18 mg/kg萊克多巴胺28 d，給藥7 d尿中萊克多巴胺含殘留量最高(650.1 ng/mL)，隨后開始下降，在停藥14 d檢測不到殘留[11].相似的研究中，同樣飼喂18 mg/kg的萊克多巴胺，飼喂兩周后檢測尿中萊克多巴胺的殘留情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)停藥1 d豬尿中萊克多巴胺的含量，隨著停藥時間的延長尿中萊克多巴胺的殘留逐漸減少，但在停藥28 d尿液中仍能檢測到萊克多巴胺[13].Smith等研究了萊克多巴胺在綿羊和肉牛尿液中殘留規(guī)律，綿羊給藥劑量0.373 mg/(kg ·d)，給藥7 d，肉牛給藥劑量0.432 mg/(kg·d)，給藥8 d，結(jié)果顯示在給藥5 d時尿中萊克多巴胺均達(dá)到峰值，綿羊酶解尿液在停藥7 d時仍有(178±78) ng/mL，肉牛尿液在停藥7 d時低于LOQ(LOQ=50 ng/mL)[14-16].Tang等報道干乳期奶牛給藥5 d，給藥期間尿中萊克多巴胺含量逐漸增加，停藥后下降，停藥14 d仍可檢測到[9].本試驗(yàn)中萊克多巴胺在尿液中的殘留規(guī)律與以上研究結(jié)果相似，殘留量隨給藥時間的延長而逐漸增加，給藥7 d達(dá)到峰值，隨后開始下降，然而由于給藥期、給藥劑量及動物種類的不同，萊克多巴胺在尿液中達(dá)到峰值的時間及殘留時間存在一定的差異，本試驗(yàn)停藥28 d肉牛尿液中仍可檢測到萊克多巴胺 (以上尿液中萊克多巴胺殘留量均為酶解前含量).

萊克多巴胺進(jìn)入機(jī)體后可代謝形成葡萄糖苷酸或硫酸軛合物[17]，研究發(fā)現(xiàn)豬體內(nèi)主要有3種萊克多巴胺代謝物[18]，而在肉牛體內(nèi)有四種萊克多巴胺代謝物[19]，因此本試驗(yàn)分別測定了酶解前后尿液中萊克多巴胺的含量，結(jié)果顯示酶解后尿液中萊克多巴胺殘留量顯著高于酶解前(P<0.05)，這與其他文獻(xiàn)的報道一致[9-16].尿液中排出的萊克多巴胺既包括原藥又含有其軛合物[20]，經(jīng)β-葡萄糖苷酸酶酶解后萊克多巴胺軛合物轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，從而增加了酶解尿液中萊克多巴胺的含量[21].

3.3肉牛血漿和尿液中萊克多巴胺殘留消除規(guī)律對比

萊克多巴胺進(jìn)入動物機(jī)體后通過胃腸道吸收進(jìn)入血液循環(huán)[22]，然后經(jīng)過腎臟的濃縮過濾隨尿液排出體外[23]，尿液是萊克多巴胺排出的主要途徑[24].本試驗(yàn)中尿液與血漿相比，血漿和尿液中萊克多巴胺在同一時間點(diǎn)達(dá)到峰值，同時尿液中的殘留量顯著高于血漿，并且萊克多巴胺在尿液中的殘留時間較長，這與Qiang等[11]的研究一致.本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)肉牛血漿中萊克多巴胺在停藥7 d和停藥14 d殘留量均在0.3 ng/mL左右，而市面上萊克多巴胺快速檢測試劑盒LOD大多在0.3 ng/mL左右，若用血漿作為靶標(biāo)檢測時易造成假陰性結(jié)果，因此在對萊克多巴胺非法使用的監(jiān)管過程中，應(yīng)選用尿液作為快速檢測靶標(biāo)，由于在進(jìn)行快速檢測時主要針對原藥形式，因此應(yīng)結(jié)合高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法進(jìn)一步檢測其酶解后含量，以確保動物性食品的安全.

4結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果顯示萊克多巴胺在肉牛血漿和尿液中的殘留存在峰值，尿液中萊克多巴胺殘留量顯著高于血漿，且殘留時間長于血漿；酶解后尿液中萊克多巴胺含量顯著高于酶解前，萊克多巴胺以原藥和軛合物兩種形態(tài)存在于尿液中.在肉牛監(jiān)管方面選用尿液作為快速檢測靶標(biāo)的同時結(jié)合高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法進(jìn)一步檢測其酶解后含量，以確保肉類食品的安全.

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(責(zé)任編輯李辛)

Elimination of ractopamine residues in beef cattle plasma and urine

LIANG Xiao-wei1,2,NIAN Fang1,ZHANG Jun-min2,3,ZHAO Qing-yu2,3,ZHANG Kai2,3,TANG Chao-hua2,3,LI Fa-di1

(1.College of Animal Science and Technology,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070，China；2.Institute of Animal Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Scientific Observing and Experiment Station of Animal Genetic Resources and Nutrition in North China,Ministry of Agriculture,Beijing 100193，China；3.CAAS-ICRAF Joint Laboratory on Agroforestry and Sustainable Animal Husbandry,Institute of Animal Science,Beijing 100193,China)

Abstract：【Objective】 Eliminating rule of ractopamine residue in plasma and urine of beef cattle was investigated.【Method】 Three Chinese Simmental cross beef cattle were continuously fed ractopamine in a dose of 2.01 mg/(kg·d) weight /day for 28 days.Plasma and urine samples were collected on treated days of 1,7,14,21,28 and withdrawal days of 3,7,14,28 d，The ractopamine concentrations were determined by high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (HPLC-MS-MS) method.【Result】 The ractopamine concentrations in plasma and urine peaked on the 7 th treated day,and the residue in plasma and urine was (6.55±1.93) and ( 8 402.03±1 307.09) ng/ mL,respectively.Ractopamine residues gradually decreased after the peak value and dropped rapidly after stopping treatment.After drug withdrawal for 3 days,the concentrations of parent ractopamine in plasma and urine were (0.60±0.01) and (1 334.93±25.74) ng/mL,respectively.Parent ractopamine residues was (5.77±0.10) ng/mL in urine and not detected in plasma after withdrawal for 28 days.After the hydrolysis of conjugates,ractopamine content in urine was significantly higher than that before hydrolysis (P<0.05).【Conclusion】 Urine is a more favorable target for supervision before slaughter compared to plasma.

Key words：beef cattle;ractopamine;plasma;urine;residues

通信作者：年芳，女，副教授，主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)的研究.E-mail:nianf@gsau.edu.cn

基金項目：中國公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203088)

收稿日期：2015-04-16；修回日期：2015-04-27

中圖分類號：S 823.9+2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1003-4315(2016)03-0008-07

第一作者：梁曉維(1988-)，女，碩士研究生，研究方向動物營養(yǎng)與飼料學(xué).E-mail:liangxw680@126.com

張軍民，男，研究員，主要從事動物營養(yǎng)與畜產(chǎn)品質(zhì)量安全的研究.E-mail:zhjmxms@sina.com