陳沁,房克艷,,趙超敏,鄧曉軍
(1.上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,上海 200444)
(2.上海出入境檢驗(yàn)檢疫局動(dòng)植物與食品檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心,上海 200135)
飼料(Feed)是經(jīng)工業(yè)化加工、制作的供動(dòng)物食用的產(chǎn)品,包括單一飼料、添加劑預(yù)混合飼料、濃縮飼料、配合飼料和精料補(bǔ)充料[1]。其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響動(dòng)物的生長(zhǎng)速度和健康水平,進(jìn)而影響動(dòng)物性產(chǎn)品的質(zhì)量。不同類型的飼料所含有的營(yíng)養(yǎng)成分的種類和含量不同,可以滿足不同種類、不同性別、不同年齡、不同生理狀態(tài)和生產(chǎn)目的的動(dòng)物的生長(zhǎng)需要;同時(shí),為預(yù)防、治療、診斷動(dòng)物疾病或有目的地調(diào)節(jié)動(dòng)物生理機(jī)能,可在飼料中添加一定含量的獸藥,以促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)繁殖,降低動(dòng)物的發(fā)病率和死亡率。但是,獸藥濫用現(xiàn)象也極易造成獸藥及其代謝產(chǎn)物在動(dòng)物體內(nèi)蓄積,這不僅威脅人的生命健康,還會(huì)對(duì)畜牧業(yè)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成極大的危害。因此,嚴(yán)格控制飼料中獸藥的使用具有重要的意義。
歐盟委員會(huì)條例(EU)第37/2010號(hào)[2],規(guī)定了641種藥理學(xué)活性認(rèn)可物質(zhì)的使用規(guī)范和9種禁用獸藥。我國(guó)也在《飼料藥物添加劑使用規(guī)范》中列出了允許在飼料中添加的55種獸藥,并明確指出其適用對(duì)象、用法用量和休藥期[3]。允許在飼料中添加的獸藥,按照功能可分為抗球蟲藥類、驅(qū)蟲劑類、抑菌促生長(zhǎng)類等。它們都具有代謝周期短,對(duì)動(dòng)物造成的副作用小,不易在動(dòng)物體內(nèi)蓄積等特點(diǎn)。但是動(dòng)物養(yǎng)殖過程中,不合理使用飼料且不遵守食品衛(wèi)生法規(guī)和休藥期規(guī)定,而任意宰殺銷售會(huì)造成獸藥在動(dòng)物性產(chǎn)品中殘留。人體攝入后,易造成代謝紊亂、功能障礙、甚至危及生命。因此,飼料中獸藥的合理和安全使用,對(duì)于動(dòng)物性產(chǎn)品的安全至關(guān)重要。本文就飼料中獸藥的使用、獸藥的檢測(cè)技術(shù)及其進(jìn)展進(jìn)行了討論。
對(duì)于體型較大的動(dòng)物和大型養(yǎng)殖場(chǎng)來(lái)說,注射藥物具有一定難度,而且注射的位置不易把握,稍有不慎會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物癱瘓或死亡,而將獸藥添加到飼料中使用不僅會(huì)避免這些問題的發(fā)生,還可以靈活的控制獸藥的使用劑量和停藥期。目前,畜禽養(yǎng)殖和生產(chǎn)中使用的獸藥種類很多,按照來(lái)源可分為化學(xué)合成藥物、抗生素及其半合成品,按照用途可分為抗菌藥物、抗病毒藥物、抗寄生蟲藥物、動(dòng)物生長(zhǎng)促進(jìn)劑以及其它用途藥物。而按照《飼料藥物添加劑使用規(guī)范》中允許添加的獸藥,主要分為兩類,一類是可以預(yù)防動(dòng)物疾病、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、在飼料中長(zhǎng)期使用的飼料藥物添加劑;而另一類是以治療動(dòng)物疾病為目的并按照療程服用,通過混飼給藥的藥物飼料添加劑[3]。
獸藥殘留(Residues of Veterinary Drugs):指食品動(dòng)物用藥后,動(dòng)物產(chǎn)品的任何食用部分中與所用獸藥有關(guān)的物質(zhì)的殘留,包括原型藥物及其代謝產(chǎn)物[4]。過量的使用獸藥或者不遵守休藥期的情況下,獸藥在體內(nèi)的蓄積量會(huì)大大增加。殘留在動(dòng)物體內(nèi)的獸藥被人體攝入后,極可能導(dǎo)致急性中毒或慢性中毒,如喹噁啉類、苯丙咪唑類等獸藥有“致癌、致畸、致突變”的危險(xiǎn);抗生素類獸藥不僅會(huì)使敏感的人群發(fā)生過敏反應(yīng),還會(huì)生成耐藥性強(qiáng)的細(xì)菌和病毒,從而使機(jī)體產(chǎn)生抗藥性,對(duì)后期疾病的治療造成困難;激素類獸藥殘留不僅會(huì)擾亂人體內(nèi)分泌、生長(zhǎng)發(fā)育、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等方面的功能,還會(huì)直接危害人們的健康甚至生命[5]。另一方面,代謝不完全的獸藥,經(jīng)動(dòng)物糞便進(jìn)入到環(huán)境中,會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。如Wei等[6],在華東地區(qū)采集的土壤樣品中發(fā)現(xiàn)了13種獸藥,其中家禽飼養(yǎng)場(chǎng)的糞便是獸藥在土壤中重要的污染源之一,且指出獸藥在土壤中更容易積累,持續(xù)存在。而Bártíková等[7]的研究顯示,獸藥不僅會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育,而且會(huì)和環(huán)境中的其它污染物相互作用,進(jìn)而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生更加復(fù)雜的影響。
我國(guó)對(duì)于飼料中獸藥使用的規(guī)定在不斷完善,從2001年農(nóng)業(yè)部頒布《飼料藥物添加劑使用規(guī)范》(農(nóng)業(yè)部公告第168號(hào))以來(lái),獸藥的使用也逐步規(guī)范化,新規(guī)定不僅在用量上要求更加嚴(yán)格,在種類上也增加了限制。農(nóng)業(yè)部第235號(hào)公告(附錄1-4)中,規(guī)定了動(dòng)物性食品允許使用,且不需要制定殘留限量的獸藥;動(dòng)物性食品允許使用,但需要制定殘留限量的獸藥;允許作治療用,但不得在動(dòng)物性食品中檢出的獸藥;以及禁止用于所有食品動(dòng)物的獸藥[4]。2002年農(nóng)業(yè)部第176號(hào)和第193號(hào)公告中明確禁止了腎上腺受體激動(dòng)劑、性激素、β-興奮劑類、蛋白同化激素、精神藥品和各種抗生素濾渣的使用[8,9]。2018年1月農(nóng)業(yè)部第2638號(hào)公告中提出喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等獸藥禁止在食品動(dòng)物中使用[10]??梢钥闯觯覈?guó)對(duì)于飼料中獸藥的使用要求越來(lái)越嚴(yán)格。
飼料樣品前處理過程可分為:提取、凈化、純化和濃縮四個(gè)步驟。飼料中含有大量的有助于動(dòng)物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)成分,如蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)等,這些物質(zhì)如果不去除不僅會(huì)損害儀器,還會(huì)產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng),影響檢測(cè)結(jié)果。表1中列出了不同前處理技術(shù)在飼料樣品檢測(cè)中的應(yīng)用,樣品的前處理技術(shù)是分析檢測(cè)的重要環(huán)節(jié),其分離純化的水平直接影響分析的準(zhǔn)確度、靈敏度以及分析方法的重現(xiàn)性。因此,選擇合適有效的前處理技術(shù),對(duì)飼料中獸藥含量的檢測(cè)分析是至關(guān)重要的。
通常根據(jù)獸藥極性的大小,選擇合適的提取溶劑是檢測(cè)獸藥含量的重要前提,常用的提取溶劑有乙腈、甲醇、丙酮、叔丁基甲醚、乙醚和乙酸乙酯等。乙腈、甲醇和丙酮容易與樣品結(jié)合,溶劑化作用和滲透能力強(qiáng),粘度小,提取速度快;叔丁基甲醚、乙醚和乙酸乙酯是非水溶性極性溶劑,常用于提取脂溶性化合物。
凈化過程主要是除去蛋白質(zhì)、脂肪和其它一些小分子物質(zhì)。除蛋白質(zhì)的主要方法是加入變性劑、有機(jī)溶劑和中性鹽等,其原理是使蛋白質(zhì)變性或脫水沉淀,三氯乙酸是常用的蛋白質(zhì)沉淀劑;常用的有機(jī)溶劑包括甲醇、乙腈、丙酮和乙醇等;常用的中性鹽有飽和硫酸銨、硫酸鈉、鎂鹽和磷酸鹽等。除脂的主要方法有冷凍法、化學(xué)反應(yīng)法或者有機(jī)溶劑去除法。冷凍法是根據(jù)脂肪和待測(cè)物的冷凍點(diǎn)不同,脂肪冷凍點(diǎn)低(5 ℃),而待測(cè)物冷凍點(diǎn)高的特性,凝固后,通過離心分離;也可以通過磺化反應(yīng)或皂化反應(yīng)的方法除脂;或者利用有機(jī)溶劑將脂肪溶解除去,常用有機(jī)溶劑為正己烷、乙醚等。
表1 飼料樣品前處理方法的應(yīng)用T a b l e 1 A p p l i c a t i o n o f p r e t r e a t m e n t m e t h o d f o r F e e d S a m p l e
2.3.1 液-液萃取技術(shù)
液-液萃取法(liquid-liquid extraction,LLE)又稱溶劑萃取或抽提。是利用物質(zhì)在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同,使溶質(zhì)從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中的方法。該方法成本低,操作比較簡(jiǎn)單,是提取和分離的常用方法??股豙11]、類固醇類[12]、磺酰胺類[22]等獸藥提取和分離均可采用該方法。Valese等[23]采用該方法同時(shí)對(duì)飼料中磺酰胺類、四環(huán)素類和硝基呋喃類等62種獸藥進(jìn)行提取分離。通過兩次液液萃取,首先用乙酸酸化的乙腈/水(9:1,V/V)萃取,取水相于50 ℃濃縮干燥,再用乙腈/水(7:3,V/V)和己烷進(jìn)行萃取,取水相過膜即可進(jìn)行檢測(cè),最終62種獸藥中有20種可實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè),極大的提高了檢測(cè)效率。液-液萃取法的局限性在于選擇性較差,操作時(shí)間比較長(zhǎng),需要消耗大量的有機(jī)溶劑,會(huì)造成環(huán)境污染和溶劑的浪費(fèi)。
2.3.2 固相萃取技術(shù)
固相萃?。⊿oild Phase Extraction,SPE)是根據(jù)填料與目標(biāo)物和雜質(zhì)選擇性吸附與選擇性洗脫的原理,進(jìn)行分離和濃縮的方法。主要包括活化、上樣、淋洗和洗脫四個(gè)步驟,在進(jìn)行固相萃取前,樣品要進(jìn)行均質(zhì)、離心等處理。常用的反相萃取柱有 C18(十八烷基硅烷鍵合硅膠柱)、C8(辛烷基硅烷鍵合硅膠柱)、HLB(Hydrophile-Lipophile-Balance,親水親油平衡柱)和CN(氰丙基柱)等;正相萃取柱主要有Silica(二氧化硅柱)和Florisil(弗羅里硅土柱)等;吸附型萃取柱包括陽(yáng)離子型和陰離子型,陽(yáng)離子型主要有SCX(strong cation Exchange,強(qiáng)陽(yáng)離子交換柱)和COOH(羧基弱陽(yáng)離子交換柱)等,陰離子型主要有SAX(Strong Anion Exchange,強(qiáng)陰離子交換)、PSA(N-丙基乙二胺)和NH2(氨基柱)等??梢愿鶕?jù)飼料中目標(biāo)化合物的性質(zhì)選擇合適的萃取小柱,將雜質(zhì)和目標(biāo)化合物分開。如Patyra[24]等在檢測(cè)飼料中4種四環(huán)素類獸藥時(shí),采用了SPE小柱凈化的方法,并比較了反相萃取柱(Stata-X、C18和HLB),吸附型弱陽(yáng)離子交換柱(Strata-X-CW)和正相萃取柱(二氧化硅)的純化效果,發(fā)現(xiàn)C18的平均回收率低于75%;Stata-X和Oasis HLB的平均回收率在80%~85%之間,但基質(zhì)干擾大;Strata-X-CW 小柱的平均回收率為79.7%~98.8%,回收率高且基質(zhì)效應(yīng)低。因此,選擇了Strata-X-CW小柱作為SPE凈化小柱。陳卿卿等[25]采用堿性氧化鋁萃取柱進(jìn)行純化,測(cè)定飼料中四種磺胺類獸藥,該萃取柱在酸性條件下比較穩(wěn)定,其表面的電子可與芳香環(huán)相互作用,具有很強(qiáng)的吸附能力。凈化后,能夠滿足高效液相色譜的檢測(cè)要求,加標(biāo)回收率達(dá)到了93.6%~106.7%。
SPE的凈化效果好,萃取時(shí)間短,溶劑用量少,回收率高,可有效降低樣品基質(zhì)效應(yīng),提高檢測(cè)的靈敏度。對(duì)于飼料中某些含量甚微的獸藥,如類固醇激素[13,26,27]、腎上腺素受體激動(dòng)劑[15]等,該方法仍然適用,其回收率和精確度均能達(dá)到檢測(cè)的要求。不足之處在于,萃取步驟比較繁瑣,需要選擇合適的洗脫劑,活化時(shí)間、洗脫體積和流速要嚴(yán)格的控制,飼料基質(zhì)復(fù)雜,有時(shí)過濾比較困難,從而影響萃取效果。
2.3.3 基體分散固相萃取技術(shù)
基體分散固相萃?。╩atrix solid-phase dispersion,MSPD)是 1989年由美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)的Barker教授提出來(lái)一種快速樣品前處理技術(shù)。該方法的原理是將涂有 C18等多種聚合物的材料與樣品一起研磨,得到半干狀態(tài)的混合物,并將其作為填料裝柱,然后用不同溶劑淋洗柱子,將各種待測(cè)物分別洗脫下來(lái)。MSPD在飼料樣品前處理中應(yīng)用比較廣泛[16~17,28]。如應(yīng)永飛[29]運(yùn)用碳納米管分散固相萃取結(jié)合的方式測(cè)定飼料中β-受體激動(dòng)劑和抗菌類獸藥,該方法平均回收率為80.5%,標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于7.47%。表明該前處理方法的操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性和回收率均較好。Zhu等[30]建立了針對(duì)豬和雞飼料中 30種被禁用的獸藥,包括β-受體激動(dòng)劑、激素和精神病藥物等的檢測(cè)方法。其中前處理采用了快速、簡(jiǎn)單和有效的MSPD方法,30種藥物的回收率均在70.1%以上,RSD小于15.8%?;厥章屎?,且靈敏度高,可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多種獸藥的檢測(cè)。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化了萃取的過程,將勻漿、破碎、萃取和純化這幾個(gè)步驟合并為一個(gè)過程,不僅操作簡(jiǎn)單,溶劑用量少,還避免了樣品的損失;缺點(diǎn)是與待測(cè)物相似的物質(zhì)不易分離,以及取樣量小,造成檢測(cè)限相對(duì)較高。
2.3.4 QuEChERS技術(shù)
QuEChERS方法(Quick,Easy,Cheap,Effective,Rugged,Safe)是2003年由美國(guó)農(nóng)業(yè)部Anastassiades教授等開發(fā),其原理與SPE相似,都是利用吸附劑填料與基質(zhì)中雜質(zhì)的相互作用,將雜質(zhì)吸附從而達(dá)到除雜純化的目的。具體而言,樣品經(jīng)提取劑提取后,用萃取鹽鹽析分層,根據(jù)基質(zhì)分散萃取的原理,利用吸附劑如 PSA、C18等,與雜質(zhì)結(jié)合,將雜質(zhì)吸附住,然后通過離心的方式去除雜質(zhì)。因其具有快速、簡(jiǎn)單、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn),因此常用于飼料中獸藥的檢測(cè)[18,19,31]。Martínez-Villalba等[32]在對(duì)飼料中抗寄生蟲類獸藥的檢測(cè)中,采用了QuEChERS的方法,最終發(fā)現(xiàn)PSA/C18(1:1)的吸附凈化效果好,回收率高(>72%),對(duì)分析物的損失小,基質(zhì)效應(yīng)低,在0.5~10 mg/kg的濃度范圍內(nèi)線性良好,且具有處理時(shí)間短,高效、便捷等優(yōu)點(diǎn)。
QuEChERS方法簡(jiǎn)單、有效,可以根據(jù)基質(zhì)及目標(biāo)物的需要,改進(jìn)方法,以提高檢測(cè)的提取和純化效果。Hou等[33]采用了QuEChERS方法檢測(cè)飼料中巴氯芬和加巴噴丁的含量,結(jié)果顯示:用酸化的乙腈(5%乙酸)提取,提取液濃縮干燥,再用純乙腈溶解,然后采用QuEChERS方法進(jìn)行純化,比提取后直接采用QuEChERS方法純化的回收率高,且基質(zhì)效應(yīng)低,因?yàn)镻SA能夠吸附樣品中的有機(jī)酸雜質(zhì),而乙酸的存在會(huì)影響雜質(zhì)的去除,將提取液氮吹至干后,乙酸被去除,消除乙酸的干擾,提高純化效率,降低基質(zhì)效應(yīng)。但是,對(duì)于脂肪含量高的物質(zhì),不僅會(huì)對(duì)檢測(cè)分析儀器造成很大的損失,同時(shí)也會(huì)影響QuEChERS方法的分離純化效果,且PSA價(jià)格較高,不適合大批量飼料樣品的檢測(cè)。
2.3.5 磁性固相萃取技術(shù)
磁性固相萃取(magnetic-solid phase extraction,M-SPE)技術(shù),是21世紀(jì)建立起來(lái)的分離富集領(lǐng)域的“革命性”技術(shù)。M-SPE是以磁性或可磁化的材料作為吸附基質(zhì)的一種分散固相萃取技術(shù)。與普通的固相萃取(SPE)相比,吸附劑比較小,具有比表面積大,擴(kuò)散距離短的優(yōu)點(diǎn)。如 Feng等[20]采用磁性有機(jī)分子印跡聚合物(MIP)復(fù)合材料作為萃取材料,萃取飼料中磺胺二甲氧辛(SDM),平均回收率在89.3%~107.0%之間,LOD和LOQ分別為0.016 mg/kg和0.052 mg/kg。無(wú)機(jī)磁性納米顆粒通過不可逆轉(zhuǎn)共價(jià)鍵與 MIP相聯(lián)系,磁性MIP復(fù)合材料具有良好的選擇性、高粘結(jié)能力和良好的動(dòng)力學(xué)性能。該方法只需要使用少量的吸附劑和較短的平衡時(shí)間就能實(shí)現(xiàn)低濃度的微量萃取,磁性材料經(jīng)處理后還能重復(fù)使用,避免了材料的浪費(fèi),利用吸附劑自身的磁性,吸附目標(biāo)物質(zhì),節(jié)省了離心和過濾的時(shí)間[34],具有高萃取能力和萃取效率。由于飼料基質(zhì)成分復(fù)雜,加上磁性納米材料比較昂貴,因此,在這方面的應(yīng)用較少。
2.3.6 在線固相萃取
近年來(lái),為滿足快速、高精確度和高靈敏度的檢測(cè)要求,在固相萃取的基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了在線固相萃取技術(shù)(Online-solid phase extraction,Online-SPE)。Online-SPE是離線SPE的全自動(dòng)在線實(shí)現(xiàn)方式,不僅大大節(jié)省了時(shí)間和操作的步驟,而且還減少了人為操作的誤差,實(shí)現(xiàn)分離、純化和進(jìn)樣全自動(dòng)。在線固相萃取與液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用,能夠提高分析的通量,分析的靈敏度、精確度和速度。如吳劍平等[35]采用反相在線固相萃取柱在線富集純化,以0.2%甲酸水與乙腈梯度洗脫,同時(shí)轉(zhuǎn)移至C18色譜柱上進(jìn)行分離,測(cè)定了飼料中 5種喹噁啉獸藥殘留量,該方法的檢出限(LOD)為25 μg/kg,定量限(LOQ)為50 μg/kg;回收率為72.6%~84.6%,批內(nèi)和批間RSD值均小于10%,精確度高,重復(fù)性好。Kantiani等[21]等采用在線固相萃取實(shí)現(xiàn)了飼料中青霉素類、頭孢菌素類和磺胺類三類共18種抗菌類獸藥的純化和分離。并比較了在線固相萃取和離線固相萃取兩種前處理方法,前者的LOD在0.09~2.12 μg/kg范圍內(nèi),后者的LOD在0.12~3.94μg/kg范圍內(nèi),前者檢測(cè)的靈敏度略有提高。該方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)樣品的快速和自動(dòng)化分離純化,減少操作,實(shí)現(xiàn)高通量分析和高準(zhǔn)確度的檢測(cè);缺點(diǎn)是需要高比例的有機(jī)相的洗脫液引入分析柱,會(huì)造成有機(jī)溶劑的浪費(fèi),加上其設(shè)備比較昂貴,目前在飼料領(lǐng)域的應(yīng)用還不是特別廣泛。
良好的前處理技術(shù)結(jié)合高靈敏度的檢測(cè)方法,才能獲得良好的檢測(cè)結(jié)果。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和對(duì)飼料中獸藥研究的進(jìn)一步深入,檢測(cè)方法也在不斷的進(jìn)步,從薄層色譜法、酶聯(lián)免疫吸附法、氣相色譜法、高效毛細(xì)管電泳、電化學(xué)分析法等一些最先出現(xiàn)的檢測(cè)方法,到后期不斷涌現(xiàn)的一些高通量、高靈敏度、高精確度的檢測(cè)技術(shù),如高效液相色譜法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法和其它的高新檢測(cè)方法等。飼料中獸藥檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,能夠更好的控制飼料質(zhì)量,促進(jìn)畜禽健康成長(zhǎng),從而讓人們吃到放心的動(dòng)物性產(chǎn)品。
薄層色譜法(thin layer chromatography,TLC)是一種吸附薄層色譜分離法,它利用各成分對(duì)同一吸附劑吸附能力不同,使在流動(dòng)相(溶劑)流過固定相(吸附劑)的過程中,連續(xù)的產(chǎn)生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附,從而達(dá)到各成分的互相分離的目的。該方法在對(duì)于飼料中獸藥的檢測(cè)由來(lái)已久,雖然只能粗略的定量,但是其設(shè)備簡(jiǎn)單,檢測(cè)成本低。如王小鶯等[36]運(yùn)用于該方法對(duì)飼料中恩拉霉素進(jìn)行定性檢測(cè),方法可靠,可快速得出結(jié)果。Weng等[37]對(duì)飼料中四環(huán)素、金霉素和土霉素等進(jìn)行檢測(cè),定量限分別為40 mg/g、200 mg/g、100 mg/g。其優(yōu)點(diǎn)是可在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)大量樣品,且溶劑的使用量小。但是這種方法操作比較繁瑣,不能準(zhǔn)確進(jìn)行定量,檢測(cè)靈敏度低,僅可作為定性篩選方法。
酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)它采用抗原與抗體的特異反應(yīng)將待測(cè)物與酶連接,然后通過酶與底物產(chǎn)生顏色反應(yīng),進(jìn)行定量檢測(cè)。其可實(shí)現(xiàn)大量樣品的集中檢測(cè),在飼料獸藥檢測(cè)中應(yīng)用比較廣泛,鹽酸克倫特羅、磺胺類、四環(huán)素類和氯霉素類等的檢測(cè)均有ELISA試劑盒,操作簡(jiǎn)單,使用方便。王仁華等[38]運(yùn)用ELISA法測(cè)定飼料中沙丁胺醇,其線性相關(guān)系數(shù)為0.993,平均回收率達(dá)90%以上。Wang等[39]等用ELISA分析方法檢測(cè)飼料中的苯二氮卓類藥物,檢測(cè)范圍在25.2~55.4 μg/kg,加標(biāo)回收率為70.9~111.3%,RSD小于15.0%。ELISA法具有選擇性好、特異性強(qiáng)、檢測(cè)時(shí)間短、測(cè)定方便等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是影響因素多,易出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果。
氣相色譜方法(Gas Chromatography,GC)是利用氣體作流動(dòng)相的色層分離分析方法。該方法分離效率高,能分離、分析很復(fù)雜的混合物或性質(zhì)極近似的物質(zhì)(如同系物、異構(gòu)體等)。雖然相同物質(zhì)具有相同保留值的色譜峰,但是不一定相同保留時(shí)間的色譜峰都是一種物質(zhì)。所以,為了更好地對(duì)色譜峰進(jìn)行定性分析,常采用其它手段來(lái)定性。如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS),其主要用于復(fù)雜化合物的分離與鑒定,氣相色譜和質(zhì)譜的結(jié)合,不僅彌補(bǔ)了氣相色譜法只憑保留時(shí)間難以對(duì)復(fù)雜化合物中未知組分做出可靠定性鑒定的缺點(diǎn),而且具有高分辨能力、高靈敏度和分析過程簡(jiǎn)便快速的特點(diǎn)。陳培榮等[40]在檢測(cè)飼料中硝基咪唑類獸藥時(shí)就是采用了 GC-MS的方法,通過色譜分離,LOD在0.20~0.63 ng/kg之間,且批內(nèi)與批間的 RSD均小于15%,靈敏度和穩(wěn)定性良好。適用于揮發(fā)性較好的物質(zhì)的檢測(cè),能降低樣品的基質(zhì)效應(yīng),重復(fù)性好,準(zhǔn)確度高,且GC-MS方法有相應(yīng)的質(zhì)譜庫(kù),可根據(jù)待測(cè)物與質(zhì)譜庫(kù)物質(zhì)的匹配程度對(duì)未知化合物進(jìn)行定性。但是,由于GC-MS分析樣品時(shí)必須經(jīng)過氣化,檢測(cè)難揮發(fā)的物質(zhì)時(shí)需要衍生化,操作繁瑣、耗時(shí)。因此,該方法不適用于沸點(diǎn)高于 450℃的難揮發(fā)物質(zhì)和熱不穩(wěn)定物質(zhì)的分析。
高效毛細(xì)管電泳法(High performance capillary electrophoresis,HPCE)是以高壓電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力,以毛細(xì)管為分離通道,依據(jù)樣品中各組分之間淌度和分配系數(shù)的差異而實(shí)現(xiàn)分離分析的液相分離方法。如Jing等[41]成功的分離了飼料中五種抗生素(四環(huán)素、土霉素、多西環(huán)素、替米考星和泰樂菌素),遷移時(shí)間和峰面積的日內(nèi)RSD分別小于0.2%和1.4%,而日間的 RSD則分別低于 0.4%和 3.5%;LOD分別為 0.5 mg/kg、1 mg/kg、1 mg/kg、1 mg/kg和1mg/kg,具有良好的重復(fù)性、穩(wěn)定性和可靠性。而Wang等[42]用該方法測(cè)定豬飼料中鹽酸克倫特羅和萊克多巴胺的含量,檢測(cè)限分別達(dá)到了1.1 μg/kg和1.5 μg/kg,且平均富集系數(shù)達(dá)到124倍以上。Nguyen等[43]則開發(fā)了一種廉價(jià),堅(jiān)固且易于使用的便攜式毛細(xì)管電泳儀,用它來(lái)檢測(cè)飼料中β-激動(dòng)劑,基于其方便,易于操作,易于清洗的特點(diǎn),所以在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室中均適用。但是,它在實(shí)現(xiàn)微量樣品測(cè)定的同時(shí),也對(duì)前處理提出了高要求,微量的樣品使檢測(cè)產(chǎn)生誤差的幾率增高。
電化學(xué)分析方法是建立在物質(zhì)在溶液中的電化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)上的一類儀器分析方法,主要有電位分析法、電質(zhì)量分析法、庫(kù)侖分析法、伏安分析法等。它是飼料中獸藥含量測(cè)定的一種重要的檢測(cè)方法,其操作簡(jiǎn)單,重復(fù)性好,檢測(cè)成本低,所需時(shí)間短。如 Waris等[44]采用選擇性電化學(xué)方法測(cè)定飼料中的洛克沙胂。結(jié)果顯示,RSD<2.0%,重復(fù)性良好;LOD和 LOQ分別為0.53 μmol/L和1.76 μmol/L。對(duì)洛克沙胂檢測(cè)不存在明顯的表面鈍化,表明修飾電極適用于洛克沙胂的檢測(cè)。電化學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)在于、穩(wěn)定性好、經(jīng)濟(jì)有效;缺點(diǎn)是它的選擇性比較差,其檢測(cè)限相對(duì)較高,因此,對(duì)于飼料這一基質(zhì)的檢測(cè)應(yīng)用相對(duì)較少。
高效液相色譜法(High performance liquid chromatography,HPLC)是以液體作為流動(dòng)相的檢測(cè)方法,因其高效、高速、高靈敏度的特點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用[45,46]。如Yang等[47]采用高效液相色譜-紫外檢測(cè)法(HPLC-UV)測(cè)定豬,雞和魚飼料中的氟苯尼考(FF),并建立了一種有效的純化方法,該方法在0.05~200 μg/mL的濃度范圍內(nèi),具有良好的線性相關(guān)性(R>0.9999),日間和日內(nèi)RSD均小于9.3%,重復(fù)性良好。LOD和LOQ分別為:豬飼料0.02 mg/kg和0.06 mg/kg,雞飼料0.02 mg/kg和0.07 mg/kg,魚飼料0.02 mg/kg和0.05 mg/kg。而Kim等[48]則利用該方法測(cè)定飼料中16種磺胺類獸藥,發(fā)現(xiàn)16種化合物能夠在46 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離,并且具有良好的分辨率和對(duì)稱的峰值;線性相關(guān)系數(shù)(R2)均高于0.999;LOD值范圍為 14.1~45.0 μg/L,而 LOQ 值在 46.9~150 μg/L之間;日內(nèi)RSD<5.5%,日間的RSD<4.0%。以上結(jié)果表明該方法具有良好的選擇性、線性、靈敏度和可靠性,適用于動(dòng)物飼料中獸藥的分析與檢測(cè),且該方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠,有可接受的特異性和精確度。HPLC方法的優(yōu)點(diǎn)是選擇性好、靈敏度高、重復(fù)性好、操作簡(jiǎn)單,而且可與不同靈敏度、選擇性和線性范圍的檢測(cè)器連接,靈活度高,應(yīng)用性強(qiáng),分離和凈化效果好;缺點(diǎn)是受基質(zhì)影響大,對(duì)前處理要求比較嚴(yán)格。
隨著質(zhì)譜技術(shù)的出現(xiàn),液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜方法(liquid chromatography-mass spectrometer,LC-MS)成為飼料中獸藥含量檢測(cè)以及獸藥殘留分析的重要手段。由于其既具備了液相色譜的分離功能,又包含了質(zhì)譜的準(zhǔn)確定性定量功能,提高了檢測(cè)的選擇性和靈敏度,同時(shí)也避免了假陽(yáng)性、假陰性結(jié)果的出現(xiàn)。如李延山[49]和張麗等[50],分別利用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜的技術(shù)建立了飼料中硫酸黏桿菌素和異噻唑啉酮的測(cè)定方法,能夠準(zhǔn)確進(jìn)行定量,檢測(cè)結(jié)果良好。而Valese等[51]開發(fā)并驗(yàn)證了液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定飼料中 62種獸藥的方法。結(jié)果表明,該方法變異系數(shù)CV(coefficient of variation,CV)均小于16%,低于最大可接受值(20%),LOQ小于50 μg/kg,LOD小于40 μg/kg,表明該方法的重復(fù)性良好,檢測(cè)限低,適用于多種獸藥同時(shí)檢測(cè)。該方法前處理相對(duì)簡(jiǎn)單,不需要進(jìn)行衍生化,具有靈敏度高,檢出限低的優(yōu)點(diǎn)。
高效液相色譜-二級(jí)質(zhì)譜聯(lián)用法(liquid chromatography-mass spectrometer,HPLC-MS/MS)的分辨率更高,能夠?qū)旌衔镞M(jìn)行選擇性分析,適合化學(xué)穩(wěn)定性差且含量較低的獸藥的檢測(cè),是目前最常用的檢測(cè)方法。如魏云計(jì)等[52]采用 HPLC-MS/MS方法測(cè)定了飼料中的硝基咪唑類獸藥及其代謝物殘留,針對(duì)每種分析物優(yōu)化了儀器的MS/MS參數(shù),色譜分離只需要12 min,大大的提高了檢測(cè)效率。而Gavilán等[53]采用 HPLC-MS/MS的方法測(cè)定飼料中四種四環(huán)素類獸藥,發(fā)現(xiàn)HPLC-MS/MS在50~500 mg/kg的濃度范圍內(nèi)的可準(zhǔn)確定量,回收率在84%~109%之間,RSD在12%~16%之間。該方法的準(zhǔn)確度高,重復(fù)性好,具有良好的回收率和線性范圍,可進(jìn)行大批量樣品的檢測(cè)分析。
相比液相色譜的方法,超高液相色譜的靈敏度更高,可以滿足更低含量的物質(zhì)的檢測(cè)和鑒定。如李洪波等[54]采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定飼料中的恩諾沙星和喹乙醇的含量,該方法靈敏度高,選擇性好,恩諾沙星和喹乙醇的線性關(guān)系在5~100 μg/L范圍內(nèi)良好,R值均大于0.998,批內(nèi)、批間的RSD均小于20%,是一種行之有效的檢測(cè)方法;而張偉等[55]則建立一種畜禽飼料中氯霉素、甲砜霉素和氟苯尼考的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)方法,該方法的LOD為0.1 μg/kg,LOQ為0.3 μg/kg,三個(gè)加標(biāo)水平的平均回收率在81.41%~112.88%之間,日內(nèi)精密度和日間精密度分別在1.24%~12.92%和0.64%~13.09%范圍內(nèi),適用于飼料中氯霉素類獸藥的定性和定量。該方法高效、快速、節(jié)省時(shí)間,節(jié)省流動(dòng)相,大大地提高了效率,可實(shí)現(xiàn)樣品的快速分離。
此外,隨著高分辨率質(zhì)譜儀的出現(xiàn),高效液相色譜串聯(lián)四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜(high-resolution quadrupole time-of-flight mass,HPLC-QTOF-MS)方法以及超高效液相色譜串聯(lián)組合型四級(jí)桿質(zhì)譜(ultra performance liquid chromatography-Q-Exactive mass,UPLC-Q-Exactive-MS)方法也逐漸被應(yīng)用于飼料中獸藥的檢測(cè)之中。如Amelin等[56]采用HPLC-QTOF-MS的方法測(cè)定飼料中的四環(huán)素、磺胺類、喹諾酮類、驅(qū)腸蟲劑、硝基呋喃類獸藥,結(jié)果顯示,RSD值≤15%;LOD和LOQ分別在0.0005~100 ng/mL和0.003~250 ng/mL范圍內(nèi)。該方法重復(fù)性好,檢出限低,靈敏度高。由于儀器檢出限低,提取物的稀釋度高,所以基質(zhì)效應(yīng)也相應(yīng)的降低了,進(jìn)而提高了檢測(cè)的靈敏度。LC-TOF/MS技術(shù)通過高分辨來(lái)去除基質(zhì)干擾,能有效鑒別質(zhì)量數(shù)非常接近的化合物,可以快速、高通量篩查目標(biāo)物或未知化合物超標(biāo)的樣品,但由于線性范圍的局限性,TOF/MS技術(shù)的定量效果不如HPLC-MS/MS。 而 Solliec等[57]運(yùn) 用UPLC-Q-Exactive-MS的方法檢測(cè)飼料中四環(huán)素類獸藥,結(jié)果表明,其線性范圍(R2>0.991)和重復(fù)性(RSD<15%)均良好,LOD在1.5~3.6 ng/g范圍內(nèi)。具有良好的準(zhǔn)確度和靈敏度,其能夠同時(shí)定性和量高分辨下所有碎片離子的精確質(zhì)量信息,但是儀器設(shè)備比較昂貴,檢測(cè)成本高。
液質(zhì)聯(lián)用的方法靈敏度高,檢出限低,在定性方面表現(xiàn)良好,不僅適合大分子物質(zhì)的檢測(cè),也適合痕量和超痕量物質(zhì)的檢測(cè),且對(duì)測(cè)試組分的熱穩(wěn)定性沒有特殊要求,能夠滿足快速、高效的需求;缺點(diǎn)是易受到樣品基質(zhì)的干擾,對(duì)前處理要求高,而且此類設(shè)備一般比較昂貴,檢測(cè)成本相對(duì)較高,目前國(guó)內(nèi)正在逐步普及,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法也在進(jìn)一步制定完善。
我國(guó)是飼料產(chǎn)業(yè)大國(guó),飼料的種類多,產(chǎn)量大,對(duì)于飼料品質(zhì)的把握存在一定的挑戰(zhàn)性,迫切需要完善現(xiàn)有技術(shù),探究前沿技術(shù),為畜禽產(chǎn)品的安全把好關(guān)。目前存在獸藥品種多樣,應(yīng)用廣泛,在不同獸藥的檢測(cè)方法上存在差異;精確、快速、高通量的檢測(cè)方法相對(duì)較少;飼料中雜質(zhì)含量較多,前處理過程復(fù)雜,操作繁瑣;以及對(duì)檢測(cè)方法的靈敏度和準(zhǔn)確度要求不斷提高等一系列問題。因此,優(yōu)化飼料中獸藥檢測(cè)的前處理方法,簡(jiǎn)化前處理的操作過程,縮短前處理的時(shí)間,提高純化效果;利用新技術(shù)、新手段研究出高通量的快速檢測(cè)方法,提高檢測(cè)效率;同時(shí)加大力度研究具有潛力的檢測(cè)技術(shù)是飼料中獸藥檢測(cè)需要克服的難題。