摘 要:氟喹诺酮类药物是一类广谱抗菌药物,在兽医临床和水产养殖中大量使用,产生了一定量的药物残留,鉴于其对人类健康和环境的影响,作者详细的对比分析了氟喹诺酮类药物残留检测方法包括微生物法(MIA)、色谱法、色谱-质谱联用法、高效毛细管电泳法和免疫学检测方法等,并提出了目前合理的检测方法,希望对今后检测氟喹诺酮类药物残留提供帮助。
关键词:检测;动物组织;氟喹诺酮类;对比与分析
中图分类号:TQ450.263 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20151132003
随着社会工业化的发展,环境致病因素,如大气、水和食品污染,对人们健康的影响日益显著,而食品的化学污染一直受到广泛关注。目前已知的外源性化学物质达500万种以上,其中至少6万种已经进入人们的生产和生活,如医药、农药、化妆品、生物毒素和各种工业原料等。这些化学物质通过食品原材料的生产、加工、烹饪、包装、贮存和运输等环节进入食品引起食品污染。食品污染对机体的损害一般呈慢性的蓄积过程,危害性质严重、范围广影响深远。
兽药残留指给动物使用药物后蓄积或贮存在细胞、组织或器官内的药物原形、代谢产物和药物杂质。由于兽药残留与公众的健康息息相关,所以其已经成为一个影响广泛和颇具争议的问题。
氟喹诺酮类药物,亦称为6-氟喹诺酮类(fluoroquinolones,FQs),是一类十分重要的广谱抗生素,是第三代喹诺酮类药物(QNs)。目前国内外已批准用于动物的FQs 包括诺氟沙星(又称氟哌酸,即norfloxacin,NOR)、恩诺沙星(eofloxacin ,ENR)、沙拉沙星(sarafloxacin,SAR)、单诺沙星(danofloxacin,DAN)、环丙沙星(ciprofloxacin,CIP或CIF)、双氟沙星(difloxacin,DIF)、氧氟沙星(ofloxacin,OFL)和麻保沙星(marbofloxacin,MAR)等[1]。FQs系化学合成药物,价格低廉,故在医学和兽医学中得到广泛的应用。但由于致病菌产生耐药性和某些FQs的潜在致癌性质,其残留问题已经引起了广泛关注。本文就FQs残留及分析方法作一对比分析。
1 氟喹诺酮类药物的残留
FQs类抗菌药是人兽共用药,动物体内的药物残留通过食物链进入人体,对人体健康直接产生危害,可以导致细菌耐药性产生,并有潜在致癌的危险。因此,世界各国对FQs类抗菌药在动物源性食品中的残留制定了最高残留限量标准(maximum residue limits,简缩MRLs)(10-1900ug/Kg)。世界卫生组织也对FQs的残留做出限量推荐值,其中恩诺沙星限量是40 ug/Kg,欧盟规定各种组织中ENR的MRLs为30 ug/Kg(标准残留物:ENR+CIP),粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(Joint FAO/WHO Expert Committeeon Food Additives,缩写JECFA)推荐鸡肝组织SAR的MRL为80 ug/Kg,猪肝组织中DAN的MRL为50 ug/Kg。氟喹诺酮类药物的残留危害早在1997年,美国已经严格限定了FQs的使用剂量和使用范围,其法律禁止在使用动物中使用FQs。新西兰和澳大利亚的相关法律规则要求食品中不得检出FQs。目前在加拿大,只有恩诺沙星和达氟沙星被允许用于临床上治疗牛呼吸道相关疾病,其限量标准为肾脏0.4 ug/g,肌肉0.02 ug/g。目前我国农业部仅规定了达氟沙星、二氟沙星、恩诺沙星和沙拉沙星在不同动物性食品中的最高残留限量。
2 氟喹诺酮类药物残留检测方法[3、4、6]
目前用于FQs残留的检测方法主要有微生物法(microbiological assays,简缩MIA)、色谱法(chromatography)、色谱-质谱联用法、高效毛细管电泳法和免疫学检测方法等。
2.1 微生物法
借助抗菌药物的抗微生物流动性,在特定的介质中与已知微生物接种,经过一定阶段的培养,依据培养微生物的生长状况,进而对抗菌药物进行评价,这一方法称为微生物法。该方法主要检测组织抗生素其优点是成本较低,且操作简单,无需精密昂贵的仪器。但也存在缺点,即对FQs药物的检测不敏感和有选择性。
2.2 色谱法[2]
色谱法或称层析法是一种物理或物理化学的分离分析方法。该法是利用被分离组分在流动相和固定相中的分配系数差异,使不同组分在其中的差速迁移快慢不同而达到分离的目的。色谱法包括气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)和超临界流体色谱法(SFC),检测FQs药物残留常用的色谱法及优缺点详见下表。
2.3 色/质联用分析法[5]
色/质联用分析法的选择性和灵敏性均很高,在FQs残留的确证分析中应用较多。早期使用GC/MS,待测物需经“还原-脱羧”衍生化后测定,操作复杂。近年来LC/MS,特别是电喷雾(TSP)LC/MS/MS开始用于FQs分析,操作简便,分析效能高,检测限可低于1ug/kg。
2.3.1 气/质联用分析法
气相色谱/质谱联用(GC/MS)分析法是应用气相色谱法的高效、高速分离能力并结合质谱的结构鉴定能力,使之成为复杂混合物中痕量组分定性和定量的一种联用技术。在此,质谱仪实际上被作为GC的一种质量选择检测器(MSD)。典型的GC/MS系统包括色谱单元、接口装置和质谱单元。组分经过色谱进行分离后,通过接口进入质谱进行检测。
2.3.2 液/质联用分析法
液相色谱/质谱(LC/MS)是除GC/MS之外,又一种集高效分离和多组分定性、定量于一体的系统。LC/MS对高沸点、不挥发和热不稳定的化合物的分离和鉴定具有独特的优势。液/质联用分析法理论上是相当完善的技术,选择性、灵敏度都很高。
色/质联用分析法需要用专门的检测仪器,操作人员需要具备专门的技能,整个检测花费时间较长,且目前检测价格昂贵,在兽医学领域,仅在兴奋剂、磺胺类药物和抗体中应用,在FQs药物残留确证分析中未见报道。
2.4 高效毛细管电泳法
高效毛细管电泳法(high-perform ance capillary electrophoresis,HPCE)是一种新发展起来的技术,常用的一种药物残留检测手段,与HPLC相比,HPCE具有操作简单、色谱柱不受样品污染、分析速度快、分离效率高、样品用量少、运行成本低等优点,有利于实际样品的分析。但是HPCE迁移重线性、进样准确性和检测灵敏度方面不及HPLC,在药物残留分析应用中受到了一定的限制。
2.5 免疫分析法
免疫分析(immunoanalysis)是以抗原与抗体的特异性、可逆性结合反应为基础的分析技术。作为一种分析手段,免疫学技术已渗透到残留分析的各个环节,包括提取、净化、分离和检测。其高度的选择性和灵敏度使分析过程大大简化。在免疫分析中,其核心试剂是抗体,一旦制备出特异性抗体,免疫分析就会有很多模式供选择。药物残留免疫分析方法的建立包括以下内容:待测物选择、免疫半抗原合成、结合抗原合成、抗原制备、测定方法、样品前处理和方法评阶。通常情况下免疫半抗原的合成是关键步骤。目前应用的残留免疫分析技术可分为免疫测定法(IAs)和免疫净化法,具体详见下表。
3 小结
氟喹诺酮类药物自20世纪80年代出现以来,以其抗菌谱更广、抗菌作用更强,受到了养殖户及养殖企业的欢迎,但我国养殖普遍存在滥用抗生素和过量使用抗生素的问题,这使得动物体内药物残留超标,对人类及环境造成了慢性、长期和累积性的危害。
人们追求检测药物残留分析的主要发展方向是更高的灵敏度/更低检测限;高选择性;联用分析;高分析速度;智能化/自动化;多残留分析;活体分析;现场快速分析;分析仪器的微型化、集成化和便携化。微生物法样品处理简单,能筛选出大量的样品,但不能对药物残留进行准确的定性和定量分析,只能对药物残留进行初步的检测;色谱法多用于多组分混合物分离分析;色/质联用分析法虽然灵敏度和特异性高,但设备昂贵,对实验室操作人员的技术要求高,且实验前样品处理繁琐不易推广。氟喹诺酮类药物,抗菌谱分子量均低于 1kD,属于小分子半抗原,因此不能作为抗原直接免疫动物,使其产生针对小分子的特异性抗体。通常把小分子药物与一些蛋白质、多糖或多肽形成复合体,用其免疫动物时,该动物能产生针对该复合体的抗体,从中筛查出针对小分子药物的抗体。针对氟喹诺酮类药物的自身特点、检测方法的难易程度、灵敏性、特异性、检出率高及仪器使用情况等,特别是仅检测氟喹诺酮类一类药物,所以综上所述建议检测氟喹诺酮类药物残留采用免疫分析方法中的酶联免疫吸附测定法(ELISA)。
参考文献
[1] 李俊锁,邱月明,王超.兽药残留分析[M].上海科学技术出版社,2002.
[2] 严杰,罗海波,陆德源.现代微生物学实验技术及其应用[M].人民卫生出版社,1997.
[3] 张家禾,梦婷,周作红等.动物性食品中氟喹诺酮类药物残留检测方法的研究进展[J].中国畜牧兽医,2014,41(5):262-266.
[4] 廖洁丹.动物性食品中氟喹诺酮类药物残留检测研究[J].佛山科学技术学院学报,2007,25(3):59-62.
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[6] 李秀婷,孙宝国,吕跃钢等.动物性食品中药物残留的快速检测技术研究进展[J].食品科学,2009,30(19):346-350.
作者简介:李琳(1979-),男、汉族、副研究员,主要从事健康养殖与畜牧环境及动物传染病的诊断和防治的研究;姜力(1955-),男,汉族、研究员、博士研究生学历,主要从事临床兽医学和动物营养代谢病、生物毒素检测、病毒分子流行病学、病毒基因组克隆、病毒分子流行病学及食品安全-食物中毒菌快速检测等方面的研究。
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