斯琴朝克圖,章愛群,毛清黎,楊新河,袁宗輝
(1.湖北工程學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖北省植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心,湖北孝感 432000;2.國家獸藥殘留基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室(HZAU)/農(nóng)業(yè)部食品安全評(píng)價(jià)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,國家獸藥安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,武漢 430070 )
喹賽多(Cyadox, CYX),化學(xué)名為2-喹噁啉亞甲肼基氰基乙酸-1,4-二氧化物,卡巴氧、喹乙醇等同屬于喹噁啉-N-1,4-二氧化物的衍生物[1],是一種新型的抗菌促生長類飼料添加劑,是喹乙醇的換代產(chǎn)品,用于豬、牛、禽類養(yǎng)殖生產(chǎn)[2]??ò脱鹾袜掖嫉韧愃幬镆呀?jīng)有文獻(xiàn)報(bào)道證明有較強(qiáng)的毒副作用,已被不同國家和地區(qū)限制和禁止使用[3]。喹賽多是喹噁啉類藥物的新品種,大量研究證明,喹賽多可以促進(jìn)畜禽的生長[4-6],且與同類藥物相比毒性小,安全性好[7-9],是一種比較理想的抗菌藥物促生長劑。CYX的上述研究表明其對(duì)家禽具有促生長作用,提示CYX存在應(yīng)用于家禽生產(chǎn)的潛能。CYX作為食品生產(chǎn)動(dòng)物用藥,食品安全性是其開發(fā)應(yīng)用前景重要指標(biāo)。獸藥殘留是影響食品安全性的主要因素之一,藥物代謝與殘留消除規(guī)律研究則是避免殘留的科技基礎(chǔ)。CYX在其重要靶動(dòng)物之一的雞體內(nèi)分布、消除、代謝和排泄研究報(bào)道較少,研究?jī)?nèi)容不成系統(tǒng),殘留消除規(guī)律和代謝過程不明確。為了豐富和完善CYX在雞體內(nèi)藥理學(xué)和毒理學(xué)研究數(shù)據(jù),用于食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,本文以肉用雞作為研究載體,針對(duì)CYX、BDCYX和QCA建立并優(yōu)化了高效液相色譜定量分析方法,并采用推薦劑量連續(xù)混飼給藥7 d和一次性灌胃給藥的方法,研究CYX及其代謝產(chǎn)物在雞血漿、膽汁、可食性組織和排泄物中的消除規(guī)律,探討了三種化合物在雞體內(nèi)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。
1.1 儀器與設(shè)備 Waters高效液相色譜系統(tǒng):由Waters 600 controller, 717plus Autosampler 和2996 Photodiod Array detector組成(購自美國Waters公司);高速冷凍離心機(jī),HITACHI CR21G型(購自日本日立公司);Agilent 20管固相萃取裝置(購自美國安捷倫公司);JHD-002全自動(dòng)氮吹儀(上海極恒實(shí)業(yè)有限公司)等。
1.2 藥物與試劑 CYX(純度99.8%;批號(hào)20110315),由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獸藥研究所合成;BDCYX(純度99.8%;批號(hào)20110108),由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獸藥研究所合成;QCA(純度97%;批號(hào)2010CJ)購自美國SIGMA-ALDRICH公司。偏磷酸甲醇溶液:稱取偏磷酸100 g,加入水,加熱沸騰至溶解,冷卻后加入甲醇200 mL,然后再加水定容至1000 mL,混勻,配置成5%偏磷酸10%甲醇水溶液。磷酸緩沖液(0.01 mol/L):稱取磷酸氫二鉀(K2HPO4·3H2O)2.28 g,置于1000 mL容量瓶中,加入900 mL水溶解,濃磷酸調(diào)pH值至7.0,加水定容至1000 mL。
1.3 試驗(yàn)動(dòng)物 AA肉雞30羽(購自武漢正大有限公司,中國武漢,1日齡),公母各半。給藥時(shí)體重為1.62±0.10 kg。分別在不銹鋼雞籠內(nèi)適應(yīng)飼養(yǎng)一周,環(huán)境溫度控制在20~26 ℃,相對(duì)濕度40%~70%,維持12 h光照,非給藥期間飼喂不含藥物的全價(jià)日糧,自由采食和飲水,觀察雞每日健康狀況。
1.4 樣品提取與凈化
1.4.1 血漿中CYX和BDCYX的提取與凈化 血樣4000 r/min離心10 min,取上層血漿0.3 mL,加入甲醇0.3 mL,旋渦混合3 min,10000 r/min,4 ℃離心10 min,取上清液20 μL供HPLC檢測(cè)。
1.4.2 組織樣品和排泄物中CYX和BDCYX的提取與凈化 精密稱取勻漿后的組織樣品和糞便2 g(精確到0.01 g)、尿液2 mL,加蒸餾水1 mL后混勻。另加入乙酸乙酯4 mL,旋渦混合3 min,超聲約1 min,靜置10 min,10000 r/min離心10 min,取上清液。殘?jiān)蒙鲜鎏崛〔襟E重復(fù)兩次,合并三次抽提液,在50 ℃水浴中氮?dú)獯蹈?。加入乙? mL溶解殘?jiān)郎u混合1~2 min,分別加正己烷3 mL,旋渦混合1~2 min,靜置5 min,去脂肪層,重復(fù)去脂2~3次。乙腈層50 ℃水浴中氮?dú)獯蹈桑?0%乙腈/水1.0 mL溶解殘?jiān)?,旋渦混合1~2 min,靜置。上清液供HPLC檢測(cè)。
1.4.3 血漿、組織樣品和排泄物中QCA的提取與凈化 稱取勻漿肌肉組織2 g(精確到0.01 g)置于具塞離心管中,加5%偏磷酸10%甲醇溶液8 mL,旋渦混合2~3 min,在25 ℃下6000 r/min離心15 min,取出上清液,然后再向組織樣品中加5%偏磷酸10%甲醇溶液8 mL重復(fù)提取一次,合并2次上清液。上清液中加乙酸乙酯8 mL,旋渦混合1 min,8000 r/min離心10 min,取有機(jī)相層,再加乙酸乙酯8 mL重復(fù)提取,合并2次有機(jī)相。有機(jī)相中加磷酸鹽緩沖液6 mL,旋渦混和2~3 min,放置10 min,使下層清晰,收集水相。另用磷酸鹽緩沖液6 mL提取乙酸乙酯相一次。使水相清晰,合并2次水提取液。
稱取勻漿肝臟樣品2 g(血漿2 mL,糞便2 g,精確到0.01 g)置于具塞離心管中,加5%偏磷酸10%甲醇溶液8 mL,旋渦混合2~3 min,在25 ℃下6000 r/min離心15 min,取出上清液,然后再向組織樣品中加5%偏磷酸10%甲醇溶液8 mL重復(fù)提取一次,合并2次上清液。于上清液中加乙酸乙酯8 mL,旋渦混合2~3 min,8000 r/min離心10 min,取有機(jī)相層,再加乙酸乙酯8 mL重復(fù)提取,合并2次有機(jī)相。其余步驟同肌肉樣品處理方法。
MAX柱依次用甲醇3 mL、水3 mL活化。加樣品提取液至MAX柱中,控制流速小于3 mL/min,先后用0.05 mol/L NaOH 3 mL,甲醇3 mL淋洗,抽干,2%甲酸甲醇溶液3 mL洗脫,洗脫液置45~50 ℃水浴氮?dú)獯蹈?,?0%乙腈/水1.0 mL溶解殘?jiān)?,旋渦混勻,待測(cè)。
1.5 色譜條件 色譜柱為Agilent Eclipse XDB-C18,5 μm,250 mm×4.6 mm。流動(dòng)相為乙腈-水(20∶80V/V)分離CYX和BDCYX。乙腈-1%甲酸水溶液(20∶80V/V)分離QCA。波長為CYX 305 nm,BDCYX 280 nm,QCA 320 nm。流速為1.0 mL/min。進(jìn)樣量CYX和BDCYX為 20 μL,QCA為40 μL。柱溫30 ℃。
1.6 喹賽多,脫二氧喹賽多和喹噁啉-2-羧酸的消除規(guī)律研究
1.6.1 血漿、肌肉和肝臟中消除規(guī)律研究 20羽雞分成5組,每組4只,公母各半,按促生長作用最大推薦劑量混飼(100 mg/kg)連續(xù)給藥7 d。另設(shè)空白組4羽雞,公母各半,每羽單獨(dú)放入代謝籠內(nèi),同法給空白飼料,飼養(yǎng)條件同上。停藥后,在6 h, 1 d, 3 d, 7 d和14 d等時(shí)間點(diǎn)隨機(jī)頸靜脈放血宰殺一組,血液收集于含有1%肝素生理鹽溶液0.1 mL的10 mL離心管內(nèi),稱重,離心,取血漿,動(dòng)物解剖后收集其肌肉和肝臟,稱重后立即用HPLC檢測(cè)。
1.6.2 排泄規(guī)律研究 6羽雞,公母各半,單獨(dú)置于代謝籠內(nèi),適應(yīng)3 d,給藥前在肛門縫合接收排泄物的軟塑料瓶,每羽雞按10 mg/kg b.w.(相當(dāng)于按促生長最大推薦劑量混飼給藥100 mg/kg的一日藥物攝入量)分別一次性灌胃給藥。給藥后,分別在0~12、12~24、24~48、48~72、72~96、96~120、120~144和144~168 h時(shí)間段收集糞便,每次收集后稱重,立即用上述方法制樣,檢測(cè)。另3羽雞不給藥,分別收集糞便作為空白樣。
2.1 定量分析方法確定
2.1.1 色譜分離 經(jīng)流動(dòng)相的組成,比例、柱溫、檢測(cè)波長等進(jìn)行篩選和優(yōu)化(1.5項(xiàng)),確定了CYX、BDCYX和QCA的色譜分離條件,均以二極管陣列方法掃描,結(jié)果顯示,CYX,BDCYX和QCA保留時(shí)間分別為6.8 min,22.2 min和6.6 min。其標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖見圖1和圖2。
圖1 CYX、BDCYX標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig 1 Chromatograms of CYX and BDCYX in standard solutions
圖2 QCA標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig 2 Chromatograms of QCA in standard solutions
2.1.2 線性范圍、回歸方程、檢測(cè)限及定量限 分別取CYX,BDCYX,QCA標(biāo)準(zhǔn)貯備液適量,用流動(dòng)相稀釋成濃度為0.02、0.04、0.08、0.16、0.32、0.64、1.00、2.00 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作液,進(jìn)HPLC測(cè)定,每個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液測(cè)定3次。不同時(shí)間內(nèi)重復(fù)上述操作3次。將各濃度與對(duì)應(yīng)峰面積均值作線性回歸,即得線性方程。結(jié)果表明,CYX、BDCYX和QCA標(biāo)準(zhǔn)溶液線性范圍為0.02~2.00 μg/mL時(shí),其線性方程分別為y=122100x+1978.8(r=0.9996)、y=81486x+1415.2(r=0.9996)和y=82807x-1831.1(r=0.9997)。
通過測(cè)定不同濃度三種化合物的信噪比(S/N),確定其檢測(cè)限(S/N=3)和定量限(S/N=10)。CYX、BDCYX和QCA在血漿、肌肉、脂肪、肝臟、腎臟、膽汁中的最低檢測(cè)限均為10 μg/kg,最低
定量限分別為20、25、25 μg/kg;三種化合物在糞便樣品中的最低檢測(cè)限均為100 μg/kg,最低定量限分別為250、500、500 μg/kg。
2.1.3 回收率與精密度 未給藥雞相應(yīng)組織和糞便作為空白樣品,加入適量標(biāo)準(zhǔn)溶液,使三種化合物在血漿、肌肉、脂肪、肝臟、腎臟、膽汁中的濃度分別為20、40、80 μg/kg,糞便中的濃度分別為250、500、1000 μg/kg,按照樣品制備方法處理后經(jīng)HPLC檢測(cè)。結(jié)果表明,當(dāng)QCA的回收率在71.31%~106.55%,CYX的回收率范圍在71.43%~90.41%之間,BDCYX的回收率范圍在70.44%~92.39%之間,回收率和標(biāo)準(zhǔn)偏差均滿足定量分析方法需要。CYX、BDCYX和QCA在雞血漿、膽汁、組織和和糞便中的添加回收率見表1。
表1 CYX、BDCYX和QCA在雞血漿、膽汁、組織和糞便中的添加回收率(n=5)Tab 1 Recoveries of CYX, BDCYX and QCA added to plasma, bile, tissues and feces of chickens (n=5)
2.2 連續(xù)混飼給藥7 d停藥后血漿、膽汁和組織中三種化合物消除規(guī)律 雞連續(xù)混飼給藥7 d,停藥后CYX、BDCYX 和QCA在血漿、膽汁和組織中的濃度見表2。雞連續(xù)混飼給藥 7 d,停藥后CYX原形在血漿、肝臟、肌肉、脂肪、腎臟中未檢出,只有在膽汁內(nèi)6 h內(nèi)檢測(cè)到少量CYX原形(圖3)。BDCYX只在肝臟內(nèi)6 h和24h時(shí)間點(diǎn)能夠檢測(cè)到少量殘留(圖4)。QCA在停藥后6 h的血漿、肌肉和脂肪(圖5)中檢到微量殘留,其含量在定量限以下;肝臟和腎臟中可一直檢測(cè)到72 h(圖6和圖7);在膽汁中未檢測(cè)到QCA。結(jié)果表明,CYX代謝速度快,除6 h膽汁內(nèi)檢測(cè)到微量原形外其余血漿和組織中未發(fā)現(xiàn)其殘留。CYX重要代謝產(chǎn)物BDCYX只在肝臟內(nèi)殘留至24 h。另一代謝產(chǎn)物QCA的分布較為廣泛,血漿、肝臟、肌肉、脂肪和腎臟內(nèi)均有一定殘留,肝臟和腎臟中殘留量較大,維持時(shí)間長,直至72 h。膽汁內(nèi)未發(fā)現(xiàn)QCA殘留。
2.3 一次性灌服CYX后排泄物中三種化合物的消除規(guī)律 雞一次性灌服CYX后CYX、BDCYX和QCA的排泄規(guī)律見表3。試驗(yàn)結(jié)果表明,雞一次性最大推薦劑量灌服CYX后,在糞便中均能檢測(cè)到三種化合物(圖8),CYX和BDCYX能檢測(cè)到24~48 h,而QCA可一直檢測(cè)到48~72 h,72 h之后三種化合物均無法檢出。
表2 雞連續(xù)混飼給藥7 d停藥后CYX、BDCYX 和QCA在血漿、膽汁、組織中濃度(μg/kg)(n=4)Tab 2 Concentrations (μg/kg) of CYX,BDCYX and QCA in samples of chicken administered CYX at 10 mg/kg bw for 7 consecutive days (n=4)
ND-低于檢測(cè)限或未檢出
ND - Lower than LOD or no detectable.
圖3 停藥后6 h 雞膽汁中CYX色譜圖Fig 3 Chromatograms of CYX in chicken bile of slaughtered at 6 h
圖4 停藥后6 h(A)和24 h(B)雞肝臟中BDCYX的色譜圖Fig 4 Chromatograms of CYX and BDCYX in chicken liver of slaughtered at 6h
圖5 停藥后6 h雞血漿(A)、肌肉(B)和脂肪(C)中提取QCA的色譜圖Fig 5 Chromatograms of QCA in chicken plasma(A), muscle(B) and fat(C) of slaughtered at 6 h
圖6 停藥后6 h(A)、24 h (B)和72 h(C)雞肝臟中QCA的色譜圖Fig 6 Chromatograms of QCA in chicken liver of slaughtered at 6 h (A), 24 h (B) and 72 h (C)
圖7 停藥后6 h(A)、24 h (B)和72 h(C)雞腎臟中QCA的色譜圖Fig 7 Chromatograms of QCA in chicken kidney of slaughtered at 6 h (A), 24 h (B) and 72 h (C)
時(shí)間TimeCYX/(μg·kg-1)BDCYX/(μg·kg-1)QCA/(μg·kg-1)0~12h23486.01±7.3640822.64±9.3114417.40±8.4312~24h1373.69±6.222295.21±7.141146.81±6.3524~48h74.64±4.67124.60±8.47493.20±9.6848~72hNDND29.78±6.7972~96hNDNDND
ND-低于檢測(cè)限或未檢出
ND-Lower than LOD or no detectable.
圖8 雞糞便中CYX,BDCYX和QCA色譜圖Fig 8 Chromatograms of CYX , BDCYX and QCA in chicken feces
建立更簡(jiǎn)便快速的檢測(cè)方法,適應(yīng)基層單位和相關(guān)研究者的應(yīng)用需求是本文目的之一。此前CYX及其代謝產(chǎn)物的檢測(cè)方法較多,如黃伶俐[5]和Wu Y等[10]建立了CYX及其兩種已經(jīng)擁有權(quán)威對(duì)照品的兩種重要代謝產(chǎn)物脫二氧喹賽多(BDCYX)和喹噁啉-2-羧酸(QCA)在不同動(dòng)物和介質(zhì)中的檢測(cè)方法,并以不同研究目的進(jìn)行雞體內(nèi)跟蹤和定量分析研究。楊雪等[11]建立了BDCYX在大鼠體內(nèi)血漿及組織中的檢測(cè)方法并進(jìn)一步完成了藥代動(dòng)力學(xué)研究。另外還有用HPLC/MS/MS、超高效液相色譜串聯(lián)四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜等方法檢測(cè)雞體內(nèi)或其他動(dòng)物源性食品中CYX殘留的方法報(bào)道[12-14]。盡管LC/MS聯(lián)用方法有其檢測(cè)限低,靈敏度高,流動(dòng)相消耗少等優(yōu)點(diǎn),但HPLC檢測(cè)方法使用簡(jiǎn)便,完全可以滿足現(xiàn)有的食品殘留檢測(cè)要求,而且在基層檢測(cè)單位普及率高,方法利用率高等優(yōu)點(diǎn)。已報(bào)道的HPLC方法中檢測(cè)方法、給藥方式和研究重點(diǎn)不盡相同,缺少部分重要組織和排泄物中提取、純化和檢測(cè)方法,已有的方法步驟繁瑣,但這些結(jié)果也為本研究提供了很多可以借鑒的思路和數(shù)據(jù)。
關(guān)于喹賽多在雞體內(nèi)殘留消除研究報(bào)道,因?yàn)槠溲芯磕康暮鸵饬x不同,其給藥方式、雞的種類、日齡、檢測(cè)對(duì)象及其檢測(cè)方法都有很大的不同,結(jié)果也不盡相同。如黃伶俐[5]進(jìn)行的CYX在雞體內(nèi)殘留消除研究中,檢測(cè)方法、給藥方式、研究目的和結(jié)果與本研究存在較大差別,但有一定互補(bǔ)性。給藥時(shí)間長短、肉雞日齡不同等是導(dǎo)致三種化合物殘留時(shí)間和含量等消除規(guī)律不同的主要原因。邱玉敏[16]對(duì)科寶肉雞連續(xù)飼喂CYX 150 mg/kg的加藥飼料40 d,在停藥后不同時(shí)間段隨機(jī)宰殺一組動(dòng)物,取肝臟、腎臟、肌肉和皮脂進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果顯示,肝臟和腎臟中均檢測(cè)到一定量的CYX、BDCYX和QCA,但本研究所檢測(cè)的時(shí)間段未能檢出CYX,BDCYX和QCA在24 h后無法檢出。QCA在肝臟和腎臟中均可檢測(cè)到72 h,BDCYX在腎臟中未檢出,肝臟中24 h后即未檢出。此報(bào)道中肌肉和脂肪中在6 h時(shí)還檢測(cè)到少量QCA。顏丹丹[17]采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法建立了喹賽多及其主要代謝物在雞肝臟、腎臟、皮脂和肌肉中的殘留檢測(cè)方法,研究了上述三種化合物在雞體內(nèi)的殘留消除規(guī)律??茖?500白羽雞,按50 mg/kg b.w.劑量灌服喹賽多,一天兩次,連續(xù)給藥7 d。分別于停藥后4、12、24、48、72、120、168 h隨機(jī)宰殺一組取樣、檢測(cè)。結(jié)果顯示,喹賽多及其2種代謝物在肌肉、腎臟和皮脂中均能檢出,肝臟中除喹賽多原形外,其余均能檢出。CYX、BDCYX在各組織中的殘留量均顯著低于QCA,而QCA在肝臟和腎臟中的殘留時(shí)間較皮脂與肌肉中長??偨Y(jié)本文研究方法和結(jié)果表明,CYX連續(xù)混飼給藥7 d(血藥濃度達(dá)到穩(wěn)態(tài)濃度的最低時(shí)限),在停藥后6 h除了膽汁中檢測(cè)到微量CYX以外,在所檢測(cè)的血漿、肝臟、腎臟、肌肉、脂肪中均未檢測(cè)到CYX,只在膽汁中少量檢出。此前未見膽汁中CYX及其代謝產(chǎn)物報(bào)道;停藥后6 h和24 h的肝臟樣品中檢測(cè)到BDCYX,而在其他組織中在任何時(shí)間段都未能檢測(cè)出BDCYX。除了膽汁以外,其他上述5種組織中均檢測(cè)到CYX重要代謝產(chǎn)物QCA。肝臟和腎臟中一直檢測(cè)到72 h還有一定量的QCA殘留可檢出。經(jīng)分析認(rèn)為,連續(xù)混飼給藥達(dá)到血藥濃度穩(wěn)態(tài)后,上述三種重要代謝產(chǎn)物中QCA的殘留時(shí)間較長,其肝臟中回歸方程為y=-0.0278x+5.245,相關(guān)系數(shù)為0.9956,其半衰期(t1/2)為24.93 h;腎臟中回歸方程y=-0.0328x+6.404,相關(guān)系數(shù)為0.9454,半衰期(t1/2)為21.13 h。說明雞體內(nèi)肝臟中的QCA殘留時(shí)間最長,而且其放射性示蹤研究[18]表明,與兩種組織中的總殘留消除規(guī)律存在高度相關(guān)性。此前方桂杰相關(guān)研究[19]證明,CYX肌肉安全濃度為30 μg/g,肝臟安全濃度為90 μg/g,腎臟和脂肪安全濃度為180 μg/g。而本試驗(yàn)零休藥期(6 h)的雞肝臟、肌肉、腎臟和脂肪中總殘留濃度分別為3.08、0.65、3.67、0.26 μg/g。表明在零休藥期及之后在可食性組織中的CYX殘留量均遠(yuǎn)低于安全濃度。
關(guān)于CYX及其代謝產(chǎn)物在糞便和膽汁等排泄相關(guān)研究比較少見。研究報(bào)道主要以放射性總殘留研究為主[17-18]。本文中膽汁和糞便排泄規(guī)律研究是雞體內(nèi)物料平衡研究(氚標(biāo)記CYX)的一部分[18]。本文研究結(jié)果顯示,排泄物中CYX原形和BDCYX在給藥后2 d即無法檢出,QCA可檢測(cè)到第3天,與黃伶俐[5]等研究相比給藥量少,但三種化合物從糞便中消除時(shí)間均更長。
研究改進(jìn)了CXA原形及其兩種重要代謝產(chǎn)物BDCYX和QCA的提取、純化和檢測(cè)方法,為今后進(jìn)行相關(guān)研究提供了直接采用的簡(jiǎn)單方法,為確證體內(nèi)生成的多種代謝產(chǎn)物的存在形式提供了提取方法和色譜分離技術(shù),并通過不同給藥方式研究CYX及其代謝產(chǎn)物在雞血漿、膽汁、可食性組織和排泄物中消除規(guī)律,為后期體內(nèi)外處置和雞可食性組織中的殘留研究提供了可借鑒的參考數(shù)據(jù)。
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