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动物源食品中兽药残留检测前处理方法综述

2021-01-05史秀玲

河南畜牧兽医 2021年10期
关键词:吸附剂兽药溶剂

史秀玲

(河南省饲草饲料站,河南 郑州 450008)

据统计,目前已有400多种兽药用于预防和治疗动物疾病以及提高饲料的利用效率,但滥用、非法使用兽药,会导致动物源性食品中及环境中的兽药残留量超标,进一步导致消费者面临致敏、致癌、致畸、致突变等风险,从而威胁公共卫生安全。因此,建立能够快速、准确地检测多种兽药残留的处理方法,对保障公共卫生安全有着重要意义。样品前处理作为兽药残留检测必不可少且至关重要的环节,其随着各项相关技术的不断进步也逐渐向更高效、经济、简便的方向发展。

1 固相萃取技术

1.1 固相萃取法(Solidphaseextraction,SPE)

固相萃取法是20世纪70年代后期兴起的一种样品前处理技术,它是利用分析物在不同介质中被吸附能力大小的差别将目标物提纯,使其得到理想的分离。有回收效率高、富集倍数大、操作过程便捷等优点,成为目前残留分析方法中使用频率最高的样品前处理方式。其一般操作过程是选择填充不同类型固体吸附剂的针筒状柱子并对吸附剂进行活化,再使提取得到的样品溶液通过柱子,目标物和部分杂质保留在吸附剂上,用适当溶液淋洗去除杂质后加入适当的溶液将目标物洗脱下来,完成目标物的分离和富集。

Azzouz等利用SPE建立了一种灵敏度高、选择性好、回收率高的气相色谱-质谱联用法,用于同时测定鸡蛋和蜂蜜中的22种兽药的残留。样品的前处理包括用离心和连续固相萃取进行净化和预浓缩。该方法的检测限为0.4~3.3ng/kg,在15~2000ng/kg的添加水平之间,蜂蜜和鸡蛋样品中的分析物回收率在87%~102%之间,相对标准偏差为2.6%~7.0%,有着较高的回收率和精密度。

1.2 分散固相萃取法(Dispersivesolidphaseextraction,DSPE)

分散固相萃取法是自1989年发展起来的一种快速样品处理技术。为了从样品基质中提取分析物使分析结果更加精确,如何尽量完全地去除基质中的杂质一直是亟须解决的问题。DSPE是利用固体吸附剂如无水硫酸镁、N-丙基乙二胺(PSA)等混合在样品提取液中,以去除样品中的极性杂质,如有机酸、极性染料和糖类等。DSPE在萃取过程中可实现不同化合物分离和净化的过程。相比于传统的SPE,基于DSPE的技术减少了沉淀、淋洗、洗脱等操作步骤,使前处理过程简单快速、成本低廉。

QuEChERs法是DSPE的发展,是快速(quick),简单(easy),经济(cheap),高效(effective),可靠(rugged),安全(safe)的简写法,在21世纪初由Anastassiades等初次建立,其过程一般有三步。首先,样品经过甲醇、乙腈、丙酮等有机溶剂提取,加入硫酸镁、氯化钠等进行盐析分离有机相。其次,加入C18、PSA、GCB等吸附剂去除基质中的干扰物质,以达到净化的目的,最后,将混合液离心得到的上清液直接进行检测。但QuEChERs法也存在着净化不完全,易受基质干扰的缺点。在对其进行提取液种类、吸附剂种类、pH选择等方式的优化后,逐渐形成了一些成熟的QuEChERs试剂盒,在实际应用中对复杂基质中的目标化合物进行提取、净化效果均较为理想。

罗泰辉等建立了畜禽肉中β-内酰胺类、磺胺类增效剂和抗寄生虫类等63种兽药残留的检测方法。用DSPE法处理畜禽肉类样品,C18柱净化猪肉、牛肉、鸡肉三种不同基质的样品提取液,结合HPLC-MS/MS法,结果显示样品前处理方法简便,灵敏度高。LOD为0.1~3.0μg/kg,LOQ为0.5~10.0μg/kg,回收率为62.2%~112.0%,RSD为3.1%~16.3%,回收性能和稳定性良好。

1.3 基质固相分散萃取法(Matrixsolidphasedispersion,MSPD)

基质固相分散萃取是由Baker等在20世纪80年代末提出的一种样品前处理方法。MSPD是将固相萃取吸附剂与固体、半固体或黏性状态的样品研磨至半干状态,然后填料装柱,再用不同的溶液淋洗去除杂质,再洗脱目标化合物。具有样品和溶剂用量少、分析时间短及提取和净化过程一步完成等优点。

尹怡等运用基质固相分散技术、固相分散技术分别和气相色谱质谱联用建立检测己烯雌酚(DES)残留量的分析方法。MSPD法中的固相分散剂是弗罗里硅土(Florisil),目标物经乙酸乙酯提取,Florisil柱子净化,GC-MS法测定。结果表明两种检测方法均能满足要求,但MSPD法萃取水产品中DES的残留更简便、省时、节省溶剂。

2 免疫亲和色谱(Immunoaffinitychromatography,IAC)

IAC是基于抗原-抗体反应具有亲合性和特异性的免疫分析技术。根据抗原抗体间有选择性的、可逆性的相互作用的原理,将目标物质特异性地从复杂基质中分离出来,该方法使传统复杂的前处理过程得到了极大的简化。

Yao等制作了一种免疫亲和搅拌棒,其上固定了一个具有广泛特异性的单克隆抗体,将搅拌棒置于牛奶样品中并涡旋震荡处理,结合液相色谱荧光检测法(LC-FLD)检测了牛奶中的11种喹诺酮类药物,该方法灵敏度高,LOD为0.05~0.1ng/g,批内变异系数为3.2%~11.9%,批间变异系数为5.2%~12.5%,具有良好的稳定性。该方法为首创,其优点为显著简化了样品制备的过程,且免疫亲和搅拌棒可重复利用,更加经济环保。

3 液-液萃取(Liquid-liquidextraction,LLE)

液-液萃取又称为溶剂萃取,其原理是利用化合物在两种互不相溶的溶液中的溶解度不同,使目标化合物得到有效分离的传统处理方式。随着萃取方式的绿色化发展,传统液-液萃取因所需溶剂较多且毒性较大,如使用含氯试剂等,已经不能满足要求。因此,在LLE基础之上发展起来的微萃取技术,利用离子液体、表面活性剂等作为新型的萃取溶剂,可大大降低传统萃取剂的毒性,适应绿色萃取的发展趋势。

Song等利用离子液体萃取,与HPLC法相结合建立了一种检测鸡蛋中四环素类药物的方法。其研究并优化了影响萃取效率的参数,包括离子液体种类及其体积,分散剂溶剂及其体积,离心和萃取时长,提取液pH大小和盐添加量。在最优条件下该方法对四环素药物的富集倍数高达12~44倍,LOD在2.0~12ng/g之间,鸡蛋样品的添加回收率为58.6%~95.3%,RSD<6.2%。

4 快速溶剂萃取(Acceleratedsolventextraction,ASE)

快速溶剂萃取技术是基于1996年美国Dionex公司研制出的快速溶剂萃取仪发展起来的前处理方法。利用高压(10.3~20.6Mpa)、高温(50~200℃)的条件,采用不同的萃取溶剂对不同基质进行萃取。高温高压能够改变萃取溶剂的特性,减少溶剂的使用量,缩短萃取时间。该技术还能实现全自动控制,具有较好的安全性,但是快速溶剂萃取仪高昂的价格限制了其应用。

于辉等通过优化ASE萃取参数,建立了检测鸡肉中5种磺胺类兽药残留量的ASE-HPLC法,其选择乙腈作为萃取溶剂,在10.0MPa,120°C的条件下静止萃取10min完成萃取,其建立的方法加标回收率在86.0%~101.7%之间,检出限在3~9μg/kg,可满足磺胺类药物的检测分析要求。

5 超临界流体萃取(Supercriticalfluidextraction,SFE)

超临界流体萃取技术将有机溶剂萃取与蒸馏技术结合起来,利用超临界流体实现萃取物与基质的分离、纯化。超临界流体同时具有液体的溶解能力和气体的渗透能力,在处理过程中通过改变温度和压力来控制流体的密度,进而改变溶解能力,使得待分离组分依次按照沸点高低、分子量大小和溶解能力的差别被分离携带出来。该方法提取效率高、无溶剂残留,尤其适合热敏性成分的分离纯化,但是不适用于含有强极性或大分子量的物质。

Danaher等利用SFE技术检测动物肝脏中的多种兽药,样品与碱性氧化铝混合后,用CO2萃取,在100℃,300bar的条件下,成功分离出了伊维菌素、阿维霉素等多种药物。

6 小结

本文对目前兽药残留检测过程中常用的前处理方法进行了综述,这些方法各有优缺点与适用性,需要根据被分析药物的性质、基质的种类以及后续采用的分析仪器类型进行匹配与选择,以便达到更高的回收效率,更好的处理效果,更准确精密的处理结果。□

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