滕 躍 蘇立強(qiáng) 秦世麗 王媛媛
(齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)
獸藥[1]是用于預(yù)防、治療禽畜等動(dòng)物疾病,有目的地調(diào)節(jié)其生理機(jī)能的物質(zhì)。隨著動(dòng)物生長(zhǎng)過(guò)程中獸藥的廣泛使用,動(dòng)物性食品中獸藥原型及其代謝產(chǎn)物的殘留引起人們廣泛關(guān)注。高效液相色譜法、氣相色譜法、毛細(xì)管電泳法、色質(zhì)聯(lián)用法常用于動(dòng)物源性食品中獸藥殘留的檢測(cè)。但由于動(dòng)物源性食品基質(zhì)復(fù)雜,直接進(jìn)行檢測(cè)干擾較大,因此常選用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)樣品進(jìn)行前處理。
本文對(duì)近幾年制備的常用獸藥類(四環(huán)素類、磺胺類、喹諾酮類、喹噁啉類等)分子印跡聚合物MIPs進(jìn)行了綜述,并對(duì)分子印跡聚合物在動(dòng)物源性食品中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
近年來(lái),人們?cè)絹?lái)越關(guān)注食品安全問(wèn)題,獸藥的殘留與檢測(cè)成為監(jiān)管部門的重點(diǎn)工作,也成為研究人員的研究熱點(diǎn)。由于分子印跡技術(shù)的應(yīng)用廣泛性[2],特異識(shí)別性,預(yù)定性,常被應(yīng)用于獸藥的前處理和檢測(cè)中。本文概述了幾種常用獸藥的分子印跡聚合物的研究進(jìn)展。
四環(huán)素類抗生素(TCs)為廣譜抗生素,主要作為飼料添加劑用于預(yù)防和治療疾病。在牛、豬、綿羊、山羊、家禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖中常用的四環(huán)素類抗生素主要有土霉素(OTC)、金霉素(CTC)、四環(huán)素(TC)和強(qiáng)力霉素(DC)等[3]。我國(guó)農(nóng)業(yè)部規(guī)定了[4]四環(huán)素(母體及異構(gòu)體總量)在食用性動(dòng)物產(chǎn)品中最大殘留限量:肌肉中不超過(guò) 100 μg/kg,肝臟中不超過(guò) 300 μg/kg,腎臟中不超過(guò) 600 μg/kg,蛋中不超過(guò) 200 μg/kg,牛奶中不超過(guò) 100 μg/kg。
李倩[5]采用沉淀聚合法,以DC為模板分子,合成對(duì)TCs具有特異性識(shí)別的分子印跡聚合物。王雅群等人[6],采用表面聚合法,合成了對(duì)TCs具有特異性吸附性能的Fe3O4@SiO2@MIP核殼型納米復(fù)合材料,經(jīng)磁分離固相萃取高效液相色譜(MSPEHPLC)技術(shù),同時(shí)測(cè)定鵝胸肉、鵝腿肉、鴨胸肉、鴨腿肉、鯽魚肉以及牛奶樣品中三種四環(huán)素類抗生素的殘留。韓建坊[7]采用RAFTPP法,制備四環(huán)素分子印跡聚合物,將其作為色譜固定相,用液相色譜法對(duì)其識(shí)別能力進(jìn)行了評(píng)價(jià),并考察了不同流動(dòng)相對(duì)其保留行為的影響。歐紅香等人[8],采用犧牲酵母模板法,以中空硅球作為基質(zhì)材料,TC為模板分子,N-異丙基丙烯酰胺為溫敏單體,合成了中空溫敏型 TC -MIPs。Niu等人[9],以改性二氧化硅為載體,采用表面聚合法制備TC-MIPs。將其用作分子印跡固相萃取填料,應(yīng)用于牛奶中TC的分離富集。Tao Jing等人[10],以CTC和DC為模板分子,采用沉淀聚合法制備四環(huán)素類分子印跡聚合物,將其作為固相萃取材料,對(duì)蜂蜜、牛奶、雞蛋和蝦仁中4種四環(huán)素類抗生素進(jìn)行富集。
喹諾酮類抗生素(Quinolones,QNs)是一類人畜通用的藥物。因其具有抗菌譜廣、抗菌活性強(qiáng)、與其他抗菌藥物無(wú)交叉耐藥性和毒副作用小等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于畜牧、水產(chǎn)等養(yǎng)殖業(yè)中用于疾病防治[11]。我國(guó)于2002年規(guī)定了環(huán)丙沙星(CIP)、單諾沙星(DANO)、恩諾沙星(ENFX)、沙拉沙星(SAR)、二氟沙星(DIF)、噁喹酸(OXO)和氟甲喹(FLU)7種QNs藥物在動(dòng)物肌肉組織中的最高殘留限量為10~500 μg/kg[12]。,我國(guó)農(nóng)業(yè)部于 2015年發(fā)布了第 2292號(hào)公告[13]:禁止在動(dòng)物飼養(yǎng)中使用洛美沙星、培氟沙星、氧氟沙星、諾氟沙星4種藥物。
楊艷菲等人[14],建立了分子印跡固相萃?。咝б合嗌V-串聯(lián)質(zhì)譜法,同時(shí)測(cè)定了雞肉中九種氟喹諾酮類藥物殘留湯萬(wàn)進(jìn)等人[15],以氧氟沙星(OFLX)為模板分子,甲基丙烯酸和2-乙烯基吡啶為復(fù)合功能單體,二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯(lián)劑,合成了印跡聚合物。將該材料作為特異性吸附劑結(jié)合高效液相色譜,對(duì)牛奶中痕量氟喹諾酮類藥物進(jìn)行吸附和檢測(cè),取得了理想的重現(xiàn)性(RSD≤5.0%)和加標(biāo)回收率(93.72%102.14%)。Sun 等人[16],以O(shè)FLX為模板分子,甲基丙烯酸為功能單體,在甲醇水溶液中成功聚合了OFLX-MIPs。所得印跡物作為特殊的吸附劑用于固相萃取尿樣中的喹諾酮類藥物,顯示了很好的吸附效果。汪雪雁等人[17],以ENFX為模板分子,α-甲基丙烯酸為功能單體,二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯(lián)劑,制備了ENFX-MIPs。以該分子印跡聚合物為固相萃取材料,結(jié)合高效毛細(xì)管電泳,建立了分子印跡固相萃?。咝?xì)管電泳法,檢測(cè)了雞肉中ENFX的含量。毛艷麗等人[18],以環(huán)丙沙星(CIP)為模板分子,乙烯基功能化的磁性伊利石為基質(zhì)材料,采用表面聚合物法,制備環(huán)丙沙星印跡材料。結(jié)合高效液相色譜分析技術(shù),將所制備的MIPs應(yīng)用于環(huán)境樣品中CIP的分離富集。趙麗娟等人[19],以γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)修飾的磁性二氧化硅(Fe3O4@SiO2)為載體,加替沙星(GTFX)為模板分子,采用表面印跡法制備磁性表面分子印跡聚合物,將此表面印跡材料用于牛奶中GTFX的分離富集,采用高效液相色譜法檢測(cè),回收率大于91.5%。蘇立強(qiáng)課題組[20],以GTFX為模板分子,采用溶膠-凝膠分子印跡技術(shù),合成了GTFX-MIPs,以該印跡聚合物為固相萃取材料,結(jié)合超高效液相色譜法,對(duì)牛奶樣品中GTFX進(jìn)行富集與檢測(cè),其回收率為79.87%,富集倍數(shù)為38,高于市售C18柱,具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值;以馬波沙星為模板分子,采用溶膠-凝膠法制備了馬波沙星分子印跡聚合物,以印跡聚合物為固相萃取填料,結(jié)合超高效液相色譜法,應(yīng)用于雞蛋中馬波沙星的檢測(cè),其回收率為 85.30%。2017年蘇立強(qiáng)課題組[21],以工業(yè)廢料粉煤灰微球?yàn)榛|(zhì),氧氟沙星(OFL)為模板分子,采用表面印跡法制備了聚合物。將其作為固相萃取填料對(duì)雞產(chǎn)品進(jìn)行分離富集,與C18柱相比,分離富集效果更好。
喹噁啉類(Quinoxalines)是人工合成的具有喹噁啉-1,4-二氮氧結(jié)構(gòu)的動(dòng)物專用藥,其具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),廣譜抗菌和抗球蟲等作用,曾被廣泛應(yīng)用于禽畜、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。喹噁啉類藥物進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后,會(huì)在動(dòng)物組織內(nèi)發(fā)生蓄積殘留,通過(guò)食用受污染的動(dòng)物機(jī)體或相關(guān)的動(dòng)物源性食品會(huì)轉(zhuǎn)入人類食物鏈[22~24]。我國(guó)農(nóng)業(yè)部[25]在2001年168號(hào)公告中明確規(guī)定禁止喹乙醇用于家禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖中,僅用于35千克以下的豬促生長(zhǎng)。而卡巴氧在美國(guó)僅被允許作為治療藥物使用,我國(guó)農(nóng)業(yè)部因卡巴氧的安全性問(wèn)題會(huì)影響我國(guó)動(dòng)物性食品安全、公共衛(wèi)生以及動(dòng)物性食品出口,在2005年560號(hào)公告明確禁用[26]。
2011年,周建華課題組[27],采用本體聚合的方法,合成喹乙醇的分子印跡聚合物,并將其作為固相萃取吸附劑,對(duì)肉制品中的喹乙醇分離和富集,采用高效液相色譜方法檢測(cè)喹乙醇。2012年,方國(guó)臻課題組[28],用卡巴氧的標(biāo)示殘留物喹噁啉羧酸為模板分子,以N,N-二乙基氨基乙基丙烯酸酯為功能單體,乙二醇雙甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑,于四氫呋喃溶劑中,釆用本體聚合法合成了分子印跡聚合物。2013年,喬旭光課題組[29]以喹乙醇為模板,采用本體聚合法和表面聚合法,制備喹乙醇印跡聚合物,與高效液相技術(shù)聯(lián)用檢測(cè)魚飼料中喹乙醇的含量。
磺胺類藥物(Sulfonamides,SAs)是人工合成的具有對(duì)氨基苯磺酰胺結(jié)構(gòu)的一類抗菌藥物的總稱。其具有抗菌譜廣、抗菌力強(qiáng)、吸收迅速完全和廉價(jià)易得等特點(diǎn),廣泛用于預(yù)防和治療禽畜細(xì)菌性疾病[30]。我國(guó)農(nóng)業(yè)部規(guī)定[4],磺胺類藥品在食用動(dòng)物的肌肉、脂肪、肝、腎、奶中均不得超過(guò)100 μg/kg。
秦世麗等人[31],以磺胺甲基嘧啶和磺胺甲惡唑?yàn)閺?fù)合模板分子制備了對(duì)磺胺類抗生素(SAs)具有組選擇吸附性能的印跡聚合物。杜碧柏等人[32],以磺胺嘧啶為模板,采用紫外光引發(fā)合成MIPs,以MIPs作為吸附劑制備固相萃取柱,建立了基于分子印跡聚合物為吸附劑的固相萃取技術(shù)結(jié)合高效液相色譜檢測(cè)飼料中五種磺胺類藥物(SAs)的方法。祖廣權(quán)等人[33],以磺胺二甲氧嗪為模板分子,三氟甲基丙烯酸為功能單體,采用沉淀聚合法制備了MIPs。以該印跡聚合物為固相萃取填料,結(jié)合超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)豬肉中磺胺二甲氧嗪。
β-內(nèi)酰胺類抗生素是種類及應(yīng)用很廣的抗生素,包括青霉素及其衍生物、頭孢菌素、單酰胺環(huán)類、碳青霉烯類和青霉烯類酶抑制劑等。β-內(nèi)酰胺類抗生素本身的毒性一般都很低,但是它們與蛋白產(chǎn)生的復(fù)合物可以成為非常強(qiáng)烈的致敏源,引起的主要問(wèn)題是細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性,促成具有耐藥基因的菌株[34~35]。
熊南茜等人[36],以α-甲基丙烯酸(MAA)為功能單體,乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑,偶氮二異丁腈為引發(fā)劑,青霉素V鉀為模板分子,制備了分子印跡聚合物并對(duì)其性能進(jìn)行研究。王萍等人[37],以青霉素中間體6-氨基青霉烷酸為虛擬模板分子,甲酸作為致孔劑,甲基丙烯酸為功能單體,乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑,合成MIPs。使用該MIPs裝填的固相萃取柱對(duì)牛乳樣品進(jìn)行預(yù)處理,并采用高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)。汪雪雁等人[38],以7-氨基頭孢烷酸為模板分子,4-乙烯基吡啶為功能單體,乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑,制備了7-氨基頭孢烷酸分子印跡聚合物。以該分子印跡聚合物為固相萃取材料,以高效毛細(xì)管電泳為檢測(cè)手段,進(jìn)行頭孢氨芐、頭孢拉定、頭孢哌酮、頭孢唑啉等四種頭孢類藥物的色譜分析。
綜上所述,由于獸藥殘留嚴(yán)重危害人類健康,制備獸藥類分子印跡聚合物對(duì)其進(jìn)行有效的分離和富集成為研究熱點(diǎn)。但在過(guò)去的研究中,研究人員多采用單一模板制備分子印跡聚合物,這大大限制了分子印跡聚合物在多種藥物殘留中的應(yīng)用。因此,制備對(duì)一類獸藥具有良好選擇性的分子印跡聚合物,將成為今后的研究熱點(diǎn)。除此之外,對(duì)分子印跡聚合物的制備機(jī)理還有待更加深入的研究,為分子印跡聚合物的制備奠定理論基礎(chǔ)。
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