胡一诺 杨雨婷 王涵宇 刘振利 陈冬梅

（华中农业大学动物医学院，国家兽药残留基准实验室（HZAU），农业农村部畜禽产品质量安全风险评估实验室（武汉），武汉430070）

动物性食品是全人类饮食的主要组成部分[1]。动物性食品在生产、加工和流通过程中极易受到污染，可能对人类健康造成很大威胁[2]。如今在全球市场上，食品质量与安全越来越受到消费者、政府和生产者的关注[3]。我国动物性食品的市场消费量巨大[4]，因此动物性食品中兽药检测、筛查成为保障国民食品安全的一个重要技术手段[5]。

目前，随着现代化步伐的迈进，政府对兽药残留分析的要求也在不断提高，残留检测方法也应向着高通量、高效率的方向发展，监控的药物范围逐步从单一类别发展为多类别的同时分析，传统的单一种类药物的检测已不能满足需要。本文总结了常见的兽药残留种类及其危害，并主要对液相色谱－串联质谱技术在多种类兽药残留分析中的应用进行了综述。

一、常见兽药残留种类及其危害

兽药，是指用于预防、治疗、诊断动物疾病或者有目的地调节动物生理机能的物质（含药物饲料添加剂），主要包括血清制品、疫苗、诊断制品、微生态制品、中药材、中成药、化学药品、抗生素、生化药品、放射性药品及外用杀虫剂、消毒剂等[6]。常见兽药残留的种类有抗菌类药物、抗寄生虫类药物和激素类药物等[7]。兽药的不规范、不合理使用，会使动物性食品中的兽药残留含量超标，影响食品安全，危害人类健康。因此，高通量检测多类兽药残留的检测技术日渐受到人们的关注。

（一）抗菌类药物抗菌类药物对大部分病原微生物都有良好的抑制或杀灭作用，使用量较大的抗菌类药物包括抗生素类和人工合成抗菌药。其中，抗生素类包括β－内酰胺类、林可胺类、四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类、氯霉素类等；人工合成抗菌药包括喹诺酮类、磺胺类、喹噁啉类、硝基呋喃类、硝基咪唑类等[8]。人体摄入低剂量的兽药残留物，会缓慢的积蓄并造成伤害，如β－内酰胺类药物青霉素可导致过敏人群发生变态反应[9]；过量的磺胺类药物会损害泌尿系统，出现结晶尿[10]；氯霉素类药物可以使人患再生障碍性贫血和导致肝损伤等[11]；大多数氨基糖苷类药物表现出一定的肾毒性和耳毒性，且造成的听力损伤不可逆[12]；过量的四环素类药物会导致机体生化功能紊乱，有一定的肾毒性、肝毒性和生殖毒性[13]；喹诺酮类药物具有一定的肝毒性、神经毒性和软骨毒性[14]；喹噁啉类药物虽然能促进动物生长，但其具有肝、脾、肾、肾上腺、生殖及遗传毒性等[15]；硝基呋喃类代谢产物在动物体及环境中残留时间较长，具有“三致”风险，现已被许多国家禁用于食品动物[16]。

（二）抗寄生虫类药物预防和治疗寄生虫的兽药主要有苯并咪唑类、阿维菌素类、硝基咪唑类、聚醚类、咪唑并噻唑类、四氢嘧啶类药物等。为预防寄生虫病，养殖者通常将抗寄生虫药物添加到饲料中，但不合理的用药程序，长期处于亚剂量药物浓度的寄生虫更加容易突变，产生耐药性，继而使药物使用寿命缩短，危害生态健康[17]。苯并咪唑类是一种广泛的抗寄生虫药物，但有研究表明，苯并咪唑类在实验动物上有致畸和致突变的作用[18]。硝基咪唑类中的二甲硝唑和甲硝唑具备致癌和致突变的可能性，故欧盟禁止这两种药在畜禽养殖中使用[19]。聚醚类药物对预防和治疗球虫病有积极作用，但其具有较强的细胞毒性，用药的安全范围非常窄，添加过量会导致药物残留，通过食物链影响人类健康[20]。

（三）激素类药物激素类药物分为类固醇激素类、非甾体激素类等。激素类药物可以调节机体的代谢活动，提高动物的生产性能。类固醇激素中的多种性激素可以调节动物发情周期，使经济型动物更好地被集约化管理，但是摄入性激素残留超标可能会对人体致癌，也会使儿童性早熟[21]。糖皮质激素类具有抗炎、抗休克作用，但会引起免疫抑制、胃溃疡，可诱发精神病和癫痫，长期大剂量使用会引起骨质疏松[22]。非甾体激素是指不含甾体的一类药物，多数具有芳香酸基本结构，经水解反应生成酸和醇。该类药物具有解热、镇痛、消炎和抗凝血等作用，使用该类药物不当可能导致胃黏膜溃疡，对其过敏会发生瘙痒、丘疹甚至呼吸困难等，严重时危及生命安全[23]。

二、液相色谱-串联质谱技术的应用

近年来，随着食品安全越来越受到人们的重视，餐桌上的安全成为执法部门和人民群众关注的重点话题。尤其是经过了“瘦肉精猪肉[24]”“孔雀石绿水产[25]”“苏丹红鸭蛋[26]”“三聚氰胺奶粉[27]” 等食品安全事件后，如何检测食品中的兽药残留成为重中之重。目前，动物性食品中兽药残留的检测技术主要有气相色谱法 （GC）[28～29]、 高效液相色谱法（HPLC）[30～32]、气相色谱－质谱法（GC－MS）[33～35]、液相色 谱－串 联 质 谱 法 （LC－MS/MS）[36～41]、ELISA法[42～45]、生物传感器[46～47]等。

液相色谱法适用于测定极性大、沸点高、相对分子质量＞300的化合物，在兽药残留检测方面应用最为广泛。液相色谱－串联质谱法（LC－MS/MS）将液相色谱仪与质谱仪进行联合检测研究，将液相色谱法的定量与质谱法的确证功能有机地结合起来，因此其检测过程更加准确和灵敏[48～49]。相比其他方法，液相色谱－串联质谱法检测范围广，精准度高，已经逐步发展成为检测各类食品中农兽药残留的一种重要方法[50]。液相色谱－串联质谱又分为液相色谱－三重四极杆质谱（LC－TSQ－MS）[51]、液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（LC－Q－TOF－MS）[52]、液相色谱－离子阱质谱（LC－IT－MS）[53]、液相色谱－四极杆－轨道阱质谱（LC－Q－Orbitrap MS）[54]。

（一）液相色谱－三重四极杆质谱（LC-TSQMS）四极杆质谱是由四根带有直流电压的平行杆叠加一个射频电压构成的，四极杆通过使用一个可变电场选取具有不同质荷比的离子。只有特定质量的离子才能发射出四极杆，被倍增器检测得到，过大或过小质量的离子会撞向正负极杆或被弹射出轨道[55]。ZHANG等[56]采用液相色谱－三重四极杆质谱（LC－TSQ－MS）建立了一种同时检测鸡肉中极性兽药氟喹诺酮类、磺酰胺类、大环内酯类和泰妙菌素类10种兽药残留的方法，流动相分别为0.05%甲酸－乙腈和0.05%甲酸水溶液，检测限为0.3～2.0μg/kg，定量限为2.0～5.0μg/kg，该方法选择性高、灵敏度好。GRANELLI和BRANZELL[57]建立了一种检测畜禽肉中四环素类、喹诺酮类、磺胺类、大环内酯类等19种抗微生物药物的液相色谱－三重四极杆质谱（LC－TSQ－MS）法，有机相是乙腈，水相是含0.2%甲酸水溶液，检测限在2～15μg/kg。CHEN等[58]利用液相色谱－三重四极杆质谱（LC－TSQ－MS）测定了奶、蛋、组织中的磺胺类、氟喹诺酮类、四环素类、大环内酯类等120种兽药，使用乙腈和0.1%甲酸水溶液作为流动相，检测限为0.5～3μg/kg，定量限为1.5～10 μg/kg。STUBBINGS和BIGWOOD[59]采用液相色谱－三重四极杆质谱（LC－TSQ－MS）测定了鸡肉中磺胺类、氟喹诺酮类、苯并咪唑类等41种兽药，流动相为0.1%（v/v）甲酸水、0.1%（v/v）甲酸乙腈和0.1%（v/v）甲酸甲醇，定量限为0.33～111 μg/kg。侯建波等[60]利用液相色谱－三重四极杆质谱（LC－TSQ－MS）建立了测定猪肉中磺胺类、苯并咪唑类、喹诺酮类、大环内酯类等54种兽药的方法，流动相为甲醇、乙腈和0.1%甲酸水溶液，定量限为0.3～3μg/kg，相对标准偏差为2%～19.8%。HAN等[61]采用超高效液相色谱－三重四极杆质谱（UPLC－TSQ－MS）建立了牛奶中磺胺类、β－内酰胺类、四环素类等38种兽药的检测方法，流动相为乙腈和0.1%甲酸水溶液，定量限为0.03～10μg/kg。CAPRIOTTI等[62]利用液相色谱－三重四极杆质谱（LC－TSQ－MS）测定鸡蛋中的四环素类、抗球虫药、青霉素类、磺胺类等兽药残留，流动相为0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸乙腈，回收率为62%～119%，相对标准偏差为3%～17%。

（二）液相色谱-离子阱质谱（LC-IT-MS）离子阱质谱的主要原理在于，它是由两个双曲环形端盖电极和两个双曲面端盖电极共同组成，随着两个双曲环形端盖电极的连续射频使其电压逐渐明显增加，离子按质荷比由小至大的顺序排除，并对此进行质谱记录，因此可以直接得到离子质谱的示意图。离子阱质谱适合于物质结构的精确鉴别及分析[63]。尹志强[64]利用超高效液相色谱－三重四极杆/线性离子阱质谱法（UPLC－Qq LIT－MS）筛查了猪肉中21类210种药物，包括大环内酯类药物、糖皮质激素类药物、杀虫剂类药物等，流动相分别为0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸甲醇，定量限＜10 μg/kg，从制备样品到采集数据结果只花费了150 min，体现了该方法的快速、灵敏、高通量，适用于大批量样品的快速筛查。

（三）液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（LCQ－TOF－MS）飞行时间质谱（TOF－MS）是利用动能相同而质荷比不同的离子在恒定电场中运动，经过恒定距离所需时间不同而鉴定出不同的化合物。它的优点是具有很高的分辨率和灵敏度，检测速度很快，得出离子质量的准确度比四极杆质谱和离子阱质谱高出100多倍，适用于生物大分子的分析[65]。陈吉汉[66]利用超高效液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（UPLC－Q－TOF－MS）建立了150种药物的识别谱库，包括他汀类药物、磺胺类药物、大环内酯类药物、β－受体激动剂类药物和激素类药物，流动相分别为乙酸铵水溶液和乙酸铵－甲醇，检出限为0.1～0.5μg/kg，定量限（S/N＝10）为0.3～1.0μg/kg，线性范围为0.5～100μg/kg，相关系数均＞0.994 8。尹志强[64]利用超高效液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（UPLC－Q－TOFMS）建立了鸡蛋中25类65种化合物的检测方法，包括苯并咪唑类药物、喹诺酮类药物、甾体激素类药物等，流动相分别为0.1%甲酸乙腈和0.1%甲酸水溶液，方法的定量限在0.006～0.95μg/kg之间，且用时仅20 min，体现了该方法的快速、高效、灵敏。WENG等[67]采用超高效液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（UPLC－Q－TOF－MS）建立了测定鸡肉中126种农药残留的方法，包括杀螨剂、杀虫剂、除菌剂、植物生长调节剂等，流动相分别为含1%甲酸、5 mmol／L甲酸铵的水溶液和含1%甲酸、5 mmol／L甲酸铵的甲醇溶液，检出限为0.01～6.19μg/kg，定量限为0.02～19.3μg/kg，方法选择性高、特异性好。ORTELLI等[68]利用超高效液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（UPLC－QTOF－MS），检测了牛奶中阿维菌素类、喹诺酮类、磺胺类、苯并咪唑类、β－内酰胺类等150种兽药，流动相为0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸甲醇，检测限在0.5～25μg/kg之间。DENG等[69]利用液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（LC－Q－TOF－MS）测定了肉、蛋、奶中类固醇类、苯并咪唑类等150种兽药，流动相为含0.1%甲酸、5 mmol／L甲酸铵的水溶液和0.1%甲酸乙腈溶液，回收率在71%～115%之间，检测限为5μg/kg。STOLKER等[70]采用液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（LC－QTOF－MS）测定了牛奶中大环内酯类、苯并咪唑类、喹诺酮类、四环素类、青霉素类等101种兽药，流动相为0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸乙腈，回收率为70%～120%，定量限为1～50μg/kg。PETERS等[71]采用高效液相色谱－飞行时间质谱法测定了牛奶、鸡蛋和鱼肉中的大环内酯类、苯并咪唑类、喹诺酮类、青霉素类等115种兽药，提取试剂为乙腈－水（6∶4，V∶V），流动相为0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸乙腈溶液，回收率为70%～100%，定量限为4～400μg/kg。KAUFMANN等[72]建立了检测畜禽肉中氟喹诺酮类、磺胺类、β－内酰胺类、四环素类、林可胺类等100种兽药残留的超高效液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（UPLCQ－TOF－MS）法，流动相为0.3%甲酸乙腈溶液和0.3%甲酸水溶液，检测限为5μg/kg，定量限为0.2～10.9μg/kg。ZHANG等[73]建立了高效液相色谱－四极杆－飞行时间质谱（HPLC－Q－TOFMS）测定蜂蜜和牛奶中大环内酯类、磺胺类、喹诺酮类、四环素类等90种兽药化合物的方法，采用5%乙酸－乙腈提取，流动相为0.1%甲酸水溶液和乙腈，蜂蜜的回收率为70%～120%，定量限为0.21～20μg/kg，批间变异系数在1.77%～9.9%之间；牛奶的回收率为73%～122%，定量限为0.1～17.3μg/kg，批间变异系数在1.3%～9.61%之间。

（四）液相色谱-四极杆-轨道阱质谱（LC-QOrbitrap MS）四极杆－轨道阱质谱（Q－Orbitrap MS）是基于傅立叶变换的混合仪器之一，将高性能的四极前驱物选择与高分辨率、精确质量Orbitrap检测结合起来，前体离子可以通过引入高能碰撞解离（HCD）而离解[74]。付晓燕[75]采用超高效液相色谱－四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC－Q Exactive Orbitrap HRMS）建立了乳品中兽药多残留的高通量检测方法，兽药种类包括金霉素、青霉素、洛美沙星、磺胺甲嘧啶等62种，流动相为乙腈和0.1%甲酸水溶液，牛奶和奶粉中的检出限分别为0.5μg/kg和1.0μg/kg，定量限分别为5μg/kg和10μg/kg，该方法便捷高效、灵敏准确。WANG等[76]采用超高效液相色谱－四极杆－轨道阱质谱（UPLC－Q－Orbitrap MS）法检测了牛奶中硝基咪唑类、氟喹诺酮类、β－内酰胺类、青霉素类、磺胺类等兽药残留，采用试剂乙腈、乙二胺四乙酸提取，流动相为0.1%甲酸－4 mmol/L甲酸铵水溶液和0.1%甲酸－4 mmol/L甲酸铵的甲醇溶液，定量限在1～100μg/kg之间。JIA等[77]建立了测定牛奶中苯并咪唑类、阿维菌素类、磺胺类、抗蠕虫药等300种兽药残留的超高效液相色谱－四极杆－轨道阱质谱（UPLC－Q－Orbitrap MS）方法，采用甲醇－水（84∶16，V∶V）提取，流动相为0.1%甲酸－4 mmol/L甲酸铵的水溶液和0.1%甲酸－4 mmol/L甲酸铵的甲醇溶液，回收率为80%～111%，检测限为0.01～5.35μg/kg，定量限为0.01～9.27μg/kg。王立丹[78]建立了测定猪肉、猪肾、鱼肉、鸡肉中β－受体激动剂、喹诺酮类、四环素类、大环内酯类、磺胺类等60种兽药的液相色谱－四极杆－轨道阱质谱（LC－Q－Orbitrap MS）法，流动相为0.1%甲酸水溶液和甲醇，3种基质定量限范围为0.1～5.0μg/kg。

三、展望

随着动物性食品的发展，人类对食品安全的重视提高，动物性食品中兽药多残留检测技术成为了科学研究的主要方向，兽药检测范围从单种类向多种类发展无疑是一种必然趋势。近几年，兽药残留检测技术也在不断改进和完善，在多种类兽药残留检测的基础上，越来越多新型的技术朝着快速、简便、灵敏、准确发展。这将对提高动物性食品品质，规范农牧业养殖，保障人类健康发挥重要作用。