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兽药残留检测前处理类型
2020.10.22   点击293次

由于兽药残留种类繁多、在样品中残留水平低、基质复杂、干扰物质多等, 使样品前处理技术, 即分离纯化技术成为兽药残留分析的重点和难点。目前,兽药残留的样品前处理方法主要有液液萃取、固相萃取、固相微萃取、免疫亲和色谱、分子印迹、超临界流体萃取、基质固相分散技术、微波辅助萃取、凝胶渗透色谱和超声波辅助提取等。

液液萃取

液液萃取(liquid-liquid extraction, LLE)是利用待测物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中分配系数的不同而达到分离纯化的目的, 是兽药残留分析中一种常用的前处理技术。有国外学者将肉类样品用乙腈除蛋白, 正己烷脱脂后, 加乙酸乙脂液液萃取, 利用超高效液相色谱串联质谱技术对肉中的24 种磺胺类药物残留进行了测定。也有学者等运用液液萃取结合低温纯化技术作为前处理技术, 测定了牛奶中大环内酯类抗生素, 得到了良好的回收率。液液萃取对实验条件和仪器要求不高, 但操作繁琐、有机溶剂消耗大, 污染严重, 逐渐被一些新的前处理方法所取代。

固相萃取

固相萃取(solid phase extraction, SPE)是目前兽药残留检测中最为常用的一种样品前处理技术。它是利用固体吸附剂将样品中目标化合物吸附, 使其与样品基质及干扰化合物分离, 再用洗脱液洗脱下来从而达到分离和富集的目的。固相萃取技术由于具有操作简单快速、消耗有机溶剂少、样品回收率高、易于自动化等优点, 在样品前处理中得到广泛应用。目前, 固相萃取技术已可用在磺胺类、四环素类、阿维菌素类、氯霉素类、喹诺酮类、激素类、β -受体激动剂等多类兽药残留的定量分析中。有学者采用固相萃取结合液相色谱方法测定了鸡肉组织中的喹诺酮类药物。对比了Oasis HLB,Oasis MAX, SDB-RPS 三种不同填料固相萃取柱的萃取效率, 最终得出SDB-RPS 填料的固相萃取柱的萃取效果最好。

固相微萃取

固相微萃取(solid phase microextraction, SPME)技术是20 世纪90 年代兴起的一项新颖的样品净化富集技术, 属于非溶剂型选择性萃取法。它基于目标化合物在基体与石英纤维固定相涂层间的非均相平衡,实现对目标化合物的有效萃取和富集。固相微萃取技术与液液萃取和固相萃取相比, 具有融取样、萃取、浓缩和进样为一体, 操作简便, 选择性好, 不需有机溶剂等优点, 得到了迅速的发展, 在兽药残留分析领域也得到了广泛的应用。国内有学者等利用固相微萃取和液相色谱质谱联用技术对肉中8 种磺胺类药物进行了测定。也有学者发展了一种利用聚合物整体柱固相微萃取结合液相色谱/四极杆-飞行时间质谱(QTOF)快速定量测定和确证动物性食品中7 种喹诺酮类药物的方法。

基质固相分散

基质固相分散(matrix solid-phase dispersion, MSPD)是Barker 等于1989 年提出的一种快速样品处理技术, 它能直接用于从固态、半固态和粘稠基质样品中提取待测化合物。其基本操作是将固相萃取材料与样品一起研磨, 制成半固态填料装柱, 然后用不同的溶剂进行淋洗和洗脱。MSPD 处理样品耗时短、步骤少、溶剂和样品用量少, 使其迅速在兽药残留分析领域得到广泛应用和发展。国外有学者用MSPD 结合液相色谱法分析了羊奶样品中7 种大环内酯类抗生素。他们摸索最佳MSPD 条件, 最终选取已洗涤的海砂作为分散剂, 用正己烷作脱脂溶剂,用甲醇/乙酸乙酯(50∶50, v/v)混合溶剂作洗脱剂。

超临界流体萃取

超临界流体萃取(supercritical fluid extraction,SFE)是以超临界状态下的流体为萃取溶剂分离混合物的过程。由于超临界流体兼具气体的高渗透能力和液体的高溶解能力, 可代替传统的有毒、易燃、易挥发的有机溶剂, 有效地分离混合物。利用SFE 可对目标化合物进行连续萃取, 提高萃取效率, 同时可通过调节温度、压力和添加适当极性调节剂选择性萃取目标化合物。CO2 是最常用的超临界流体, 可用于进行非极性和中等极性物质的提取, 也通过加入适当的添加剂有效地萃取极性物质, 应用广泛。有学者用SFE 净化动物肝脏中爱谱利诺菌素、莫西菌素、阿维菌素、多拉菌素和伊维菌素等药物, 他们将肝脏样品与硅藻土混合后, 将其放入装有碱性氧化铝的管中, 在100 ℃、300 bar 压力下用CO2 进行萃取, 目标化合物被吸附在碱性氧化铝上, 最后用甲醇/乙酸乙酯洗脱下来。

分子印迹

分子印迹(molecular imprinting, MI)技术在兽药残留分析领域是一个较新的发展方向。它的主要原理是使模板分子(印迹分子)与聚合物单体键合, 通过聚合作用而被记忆下来, 当除去模板分子后, 聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的空穴,这样的空穴将对模板分子及其类似物具有高度的选择识别性。分子印迹聚合物(MIP)制备简单, 能反复使用, 稳定性好, 因此可用作SPE 填料或SPME 涂层以及分子印迹薄膜来分离富集复杂基质中的痕量分析物, 广泛用于兽药残留的分析。有学者合成了头孢菌素(头孢氨苄和头孢匹林)分子印迹聚合物, 并将其作为固相萃取填料, 用于牛奶中头孢菌素的分析。目前,已有学者用分子印迹固相萃取技术联合液相色谱测定了乳制品和肉类样品中的痕量17β-雌二醇。同时,将分子印迹与固相微萃取技术联用, 对鱼和虾类样品中4 种雌激素进行了定量分析。

免疫亲和色谱

免疫亲和色谱(immnuoaffinity chromatography,IAC), 是以抗原抗体的特异性、可逆性免疫结合反应为基础的柱色谱技术。其原理是将抗体与惰性基质偶联制成固定相, 装柱。当待测液流经IAC 柱时, 目标化合物(抗原)与相应抗体选择性结合, 杂质则流出IAC 柱, 最后用洗脱液洗脱抗原。该前处理方法对待测物具有高度的选择性和特异性, 特别适用于复杂样品基质中痕量组分的净化和富集。有人建立了在线免疫亲和净化、高效液相色谱测定牛奶和猪肌肉组织中氯霉素的方法。也有人利用免疫亲和色谱净化技术建立了同时测定猪肌肉中甲砜霉素, 氟苯尼考和氟苯尼考胺的高效液相色谱方法。

液体加压萃取

加压液体萃取(pressurized liquid extraction, PLE) ,又称为加速溶剂萃取(ASE)是在较高的温度和压力下用有机溶剂萃取固体或半固体的样品前处理方法。它通过升高温度和增加压力来提高物质溶解度和溶质扩散效率, 以达到提高萃取效率的目的。与其他溶剂萃取技术相比, PLE 具有快速、有机溶剂用量少、自动化程度高、基体影响小、系统密闭减少溶剂挥发对人体危害等优点。有学者采用PLE 结合LC 及LCMS/MS 定量测定并定性确证了动物源性食品中的18种磺胺类药物残留,同时建立了PLE 结合LC-MS/MS 的多残留检测方法, 用于分析肉类样品中的31 种抗菌类药物, 包括β-内酰胺类、林可酰胺类、大环内酯类、喹诺酮类、磺胺类、四环素类、硝基咪唑类和甲氧苄啶。

凝胶渗透色谱

凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography,GPC)是基于体积排阻的分离原理, 利用样品中各组分分子大小的不同, 进而在凝胶中滞留时间的不同而达到分离目的。由于其步骤简单、操作方便、回收率较高等优点, 也被应用于兽药残留的分析。国外学者利用凝胶渗透色谱技术结合LC-APCIMS/MS 对动物肾脏脂肪中醋酸甲羟孕酮、醋酸甲地孕酮、美仑孕酮醋酸酯进行了测定。谢维平等建立了凝胶渗透色谱净化结合高效液相色谱测定鱼肉中己烯雌酚、雌二醇、炔雌醇、炔诺酮和炔诺孕酮等5 种激素类药物残留的分析方法。

结论

公众对食品安全关注度的提升, 以及国际贸易对食品安全要求的日益严格, 给兽药残留分析技术提出了更高的要求, 也带来了发展的契机。而现代分析技术的迅速发展则为兽药残留检测方法的建立和改进提供了基本的技术保证, 新的分析手段的出现及多种分析手段的互补性应用正逐步解决兽药残留分析中基质复杂、兽药种类多、含量低等诸多难点问题。目前, 各国对于兽药残留监控管理不断加强, 对数据的准确性要求越来越高, 监测范围及样本量也越来越大, 这都要求兽药残留检测技术进一步发展以满足其需要。而兽药残留检测技术的发展方向主要可概括为:

(1)更高的灵敏度、更低的检出限和定量限;

(2)高通量: 单位时间内分析更多样品;

(3)多残留: 同时测定多种兽药残留;

(4)更高的选择性、特异性和抗干扰能力;

(5)分析仪器更自动化、微型化, 前处理和测定的一体化;

(6)更多联用技术的发展;

(7)减少污染、实现环境友好。可见, 兽药残留分析技术尚有巨大的发展空间, 需要更多学者加入该领域研究, 不断致力于兽药残留筛选、定量、确证三个层面分析方法的开发和应用。

实验与分析
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