王炫凱，曲寶成*，艾孜買提·阿合麥提，周 霈，李美杰

（1.大連海洋大學(xué)海洋科技與環(huán)境學(xué)院，設(shè)施漁業(yè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116023；2.漢口學(xué)院管理學(xué)院，湖北 武漢 430212；3.漢口學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢 430212）

1 磺胺類藥物的環(huán)境殘留現(xiàn)狀

磺胺類藥物是畜牧獸醫(yī)領(lǐng)域使用最多的藥物之一，國內(nèi)外已有很多關(guān)于其殘留所導(dǎo)致的環(huán)境安全問題的報(bào)道。相關(guān)研究表明，環(huán)境中獸藥種類與濃度的逐年增加就是由大量獸藥的使用所引起的［1］。

1.1 地表水 地表水包括地球表面的河流、湖泊、冰川、沼澤等。Luo［2］研究發(fā)現(xiàn)海河主干及支流中每升水的磺胺類抗生素的濃度范圍介于24～385 ng，頻率范圍介于76%～100%。

1.2 地下水 在地下20 m 左右的地下水中也檢測到磺胺類藥物的存在，這些地區(qū)的養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)通常比較發(fā)達(dá)［3］。

1.3 養(yǎng)殖水體 我國養(yǎng)殖業(yè)比較發(fā)達(dá)，但抗生素殘留問題也十分嚴(yán)重。阮悅斐等［4］對(duì)天津近郊地區(qū)的淡水養(yǎng)殖水體調(diào)查后發(fā)現(xiàn)磺胺甲噻二唑、磺胺二甲氧嘧啶等磺胺類抗生素主要分布在沉積物中，每升水中污染物的濃度范圍介于1.5～30.1 μg。

1.4 污水處理廠 由于處理抗生素污水難度高、成本大、技術(shù)復(fù)雜，目前的污水廠不能夠有效地去除污水中的抗生素。西班牙污水處理廠就曾檢測到每升水中磺胺嘧啶的濃度在30 ng 以上。

1.5 水體沉積物 攜帶有抗生素的污水經(jīng)過污水處理廠的處理，最后會(huì)進(jìn)入到水底淤泥沉積物中。連璐璐［5］對(duì)濱海養(yǎng)殖水體檢測發(fā)現(xiàn)不同生物養(yǎng)殖池沉積物中，其抗生素殘留濃度不同，蝦養(yǎng)殖池沉積物中的抗生素總濃度明顯低于海參養(yǎng)殖池。

1.6 土壤 根據(jù)國外相關(guān)報(bào)道，每年進(jìn)入每公頃農(nóng)田土壤的磺胺類抗生素少則幾十克，多則幾百克。李彥文等［6］對(duì)廣東省菜地土壤中的6種磺胺類抗生素進(jìn)行調(diào)查，得出磺胺類單個(gè)化合物的平均檢出率在60%左右。

1.7 動(dòng)物糞便 磺胺類藥物在養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)上的廣泛使用，造成很大一部分隨動(dòng)物糞便流入到環(huán)境當(dāng)中，增加生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。Martinez等［7］在雞糞中就檢測出了大量的磺胺嘧啶。

2 磺胺類藥物殘留的不利影響

2.1 影響人類身體健康

2.1.1 人類病原性細(xì)菌的耐藥性上升 長期生長于低濃度抗菌藥環(huán)境中的細(xì)菌，其耐藥性會(huì)逐漸增強(qiáng)，打破了環(huán)境與人、動(dòng)物之間的和諧關(guān)系［8］。耐藥菌株進(jìn)入人體后導(dǎo)致免疫力下降，一些病原性細(xì)菌疾病將面臨無藥可醫(yī)的境況，使得臨床用藥壓力巨大［9］。

2.1.2 消化、泌尿、血液系統(tǒng)功能失調(diào) 磺胺類藥物進(jìn)入胃腸道以后，破壞原有的菌群結(jié)構(gòu)，使人出現(xiàn)惡心、腹瀉等癥狀，進(jìn)而出現(xiàn)并發(fā)性神經(jīng)炎癥狀?；前奉愃幬镌诟闻K中經(jīng)過乙酰化會(huì)變成不易溶解的乙?；前范Y(jié)成晶體，阻塞腎小管，出現(xiàn)尿急、尿痛等現(xiàn)象?；前奉愃幬镞€會(huì)使血液中粒細(xì)胞減少，導(dǎo)致再生障礙性貧血、溶血性貧血等不良反應(yīng)。

2.1.3 出現(xiàn)過敏、變態(tài)反應(yīng)和三致現(xiàn)象 食用了磺胺類藥物超標(biāo)的食品后會(huì)出現(xiàn)過敏或休克，損害造血機(jī)能，加重心律失常病人的病情，出現(xiàn)四肢乏力、顫抖等中毒現(xiàn)象。經(jīng)常使用磺胺類藥物會(huì)引起嚙齒類動(dòng)物甲狀腺增生或?qū)е履[瘤。通過肉、奶、蛋等食品途徑進(jìn)入人體后，會(huì)影響骨髓造血功能、損害肝臟。

2.2 危及食品質(zhì)量安全 部分動(dòng)物性食品行業(yè)不加節(jié)制地使用磺胺類抗生素，導(dǎo)致其在動(dòng)物體內(nèi)不能夠完全分解，最終通過食物鏈流入餐桌，危及人類健康。

2.3 動(dòng)物健康面臨威脅 多種抗生素濫用會(huì)造成動(dòng)物體內(nèi)細(xì)菌的耐藥性增強(qiáng)，增大患病的可能性。同時(shí)，細(xì)菌耐藥性的增強(qiáng)勢(shì)必會(huì)給疫苗接種造成困難，加大動(dòng)物疫病的防控難度，增加動(dòng)物死亡風(fēng)險(xiǎn)，減少養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)效益。曾有人對(duì)養(yǎng)殖場的動(dòng)物、工作人員所攜帶的細(xì)菌進(jìn)行耐藥性分析，結(jié)果表明動(dòng)物體內(nèi)的大腸桿菌很多都具有耐藥性，與用藥量的大小和次數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系［10］。

2.4 阻礙出口貿(mào)易發(fā)展 我國作為WTO 的一員，必須恪守國際公約，實(shí)施嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，但綠色貿(mào)易壁壘使我國農(nóng)產(chǎn)品出口面臨多重困難［11］。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，近二十年來的國際農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易中，我國一直處于逆差狀態(tài)。磺胺類抗生素殘留制約著農(nóng)產(chǎn)品出口貿(mào)易的發(fā)展，如此一來發(fā)達(dá)國家會(huì)以保護(hù)生態(tài)環(huán)境和保障食品安全為由拒絕我國農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)入其國內(nèi)，加大我國農(nóng)產(chǎn)品出口的難度［12］。

2.5 造成環(huán)境污染 動(dòng)物體內(nèi)殘留的磺胺類抗生素可能會(huì)伴隨動(dòng)物糞便、尿液進(jìn)入環(huán)境之中。減少土壤真菌數(shù)量，改變微生物群落結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力。進(jìn)入水體會(huì)危及水生動(dòng)物，破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，影響水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

3 磺胺類藥物殘留的檢測方法

國內(nèi)外目前已有30 種左右的方法來檢測磺胺類藥物，下面將對(duì)常用的幾種檢測方法進(jìn)行介紹，并對(duì)目前較為成熟的高效液相色譜法作重點(diǎn)論述。

3.1 高效液相色譜法

3.1.1 概述 高效液相色譜法采用高壓輸液系統(tǒng)把緩沖液、不同比例的混合試劑或不同極性的單一試劑等液體流動(dòng)相泵入裝有特制固定相的色譜柱內(nèi)，待各成分在柱內(nèi)被分離后，再進(jìn)入檢測器進(jìn)行分析檢測，檢測器通常包括紫外-可見光檢測器、二極管陣列檢測器以及熒光檢測器等［13］。主要使用C8、C18 色譜柱，流動(dòng)相一般為乙腈-甲酸、乙腈-磷酸、乙腈-乙酸和甲醇-乙酸等。

該方法由于前處理時(shí)間較長、分析速度慢，對(duì)于抗生素殘留的快速檢測不太適用，大都用于確證分析，而且必須有已知標(biāo)準(zhǔn)作為參照才能對(duì)未知物質(zhì)進(jìn)行定性，不能直接對(duì)未知物質(zhì)進(jìn)行定性，當(dāng)缺少可供參考的已知標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就需要紅外法、質(zhì)譜法的協(xié)助。高效液相色譜法的檢測設(shè)備體積大且十分復(fù)雜，維護(hù)修理費(fèi)用高，需要大量的流動(dòng)相有機(jī)試劑作為支持，容易造成試劑浪費(fèi)及環(huán)境破壞，大規(guī)模檢測時(shí)不太實(shí)用［14］。此外，它還具有明顯的“柱外效應(yīng)”。

3.1.2 樣品處理 如果樣品是藥片、藥水，可將其碾成粉狀，用稀氫氧化鈉溶液溶解；對(duì)于藥水，稀釋后再檢測；如果是生物、食品、飼料樣品，可以用甲醇、三氯乙酸把樣品的蛋白質(zhì)去除后再進(jìn)行檢測，但只有在樣品藥物濃度較高的情況下才適用，且易受雜質(zhì)干擾。

一般使用液相萃取來進(jìn)行樣品處理，用乙酸乙酯、氯仿、70%乙腈作為萃取液，把樣品和萃取液混合，通過pH 調(diào)節(jié)、組分萃取液的回洗、附加的pH調(diào)節(jié)或再次溶劑分配等來實(shí)現(xiàn)萃取。共萃物質(zhì)限制了檢測方法的多樣性，使分析較為煩瑣，影響檢測進(jìn)度，降低分析的準(zhǔn)確度。

現(xiàn)在，固相萃取也成為一種常見的樣品處理方式，陽離子交換樹脂、中性氧化鋁等都是常用固相。固相萃取前，要對(duì)樣品進(jìn)行稀釋，當(dāng)磺胺類藥物吸附在固相上，雜質(zhì)流出柱外時(shí)，可以用溶劑去除雜質(zhì)，再用甲醇-三乙胺等淋洗磺胺類藥物。對(duì)于固態(tài)樣品，要將其抽取至溶液中，再用處理液體樣品的方法進(jìn)行固相萃取，回收率不高，但可避免共萃物質(zhì)的干擾。

另外一種樣品處理方法——基質(zhì)固相分散（MSPD），現(xiàn)已被應(yīng)用于處理含磺胺類抗生素，它在處理幼兒奶制品、豬肉組織等方面取得了良好效果。該方法對(duì)溶劑的消耗量小且樣品回收率高。先將樣品和反相色譜柱填料混合，用己烷沖洗色譜柱去除類脂化合物，再用二氯甲烷洗脫被吸附的組分，而高極性雜質(zhì)還留在柱內(nèi)。

3.1.3 樣品分離 通過高效液相色譜法對(duì)磺胺類藥物進(jìn)行分離時(shí)，一般采用短鏈烷基反相系統(tǒng)、長鏈烷基反相系統(tǒng)，反相色譜柱使用較多，短鏈烷基鍵合相只對(duì)極性樣品分子適用，但長鏈烷基鍵合相對(duì)很多樣品分子都有較好的適應(yīng)能力，尤其是對(duì)多組分磺胺類藥物的分離，反相色譜柱的優(yōu)勢(shì)更加明顯。

有研究者利用動(dòng)力學(xué)改性硅膠分離磺胺類藥物，已被應(yīng)用于柳氮磺胺吡啶代謝物的臨床檢驗(yàn)和復(fù)合劑量研究中。用裸露的硅膠裝柱，將嗅化十六烷基三甲基胺加入流動(dòng)相，在流動(dòng)相經(jīng)過色譜柱時(shí)，與硅膠形成反相系統(tǒng)。嗅化十六烷基三甲基胺陽離子與陰離子構(gòu)成離子對(duì)系統(tǒng)，通過反相過程或離子對(duì)反相過程實(shí)現(xiàn)組分分子分離。

此外，磺胺類藥物可通過在流動(dòng)相里加入離子對(duì)試劑形成離子對(duì)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)分離，因?yàn)榛前肥怯袡C(jī)堿類藥物，利用1-正辛烷磺酸、1-辛烷磺酸鈉等烷基磺酸及其鹽作為離子對(duì)試劑。

3.1.4 樣品檢測 一般用紫外-可見光分光光度計(jì)、熒光光譜電化學(xué)法進(jìn)行磺胺類藥物檢測。紫外檢測波長通常在226～360 nm 之間，主要采取柱后衍生方式，讓磺胺類藥物和4-二甲氨基苯甲醛產(chǎn)生反應(yīng)，檢測限能夠達(dá)到0.01 μg。紫外分光光度計(jì)對(duì)于同時(shí)分析多組分磺胺類藥物非常方便，但選擇性較差。

對(duì)于磺胺脒等具有天然熒光成分的一類磺胺類藥物，可用275～340 nm 波長直接進(jìn)行熒光檢測，但其熒光本身不強(qiáng)，檢測靈敏性較差?？稍诨前奉愃幬镏惺褂眠m量的熒光試劑，通過柱前、柱后衍生反應(yīng)，產(chǎn)生較多熒光物質(zhì)，使檢測限降低至0.015 ng。

電化學(xué)檢測主要依據(jù)電化學(xué)原理及樣品電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行檢測，靈敏度高，選擇性好，檢測限達(dá)10 nmol［15］。

3.2 氣相色譜法 20 世紀(jì)50 年代初，James、Martin提出氣相色譜法，被廣泛用于藥物分析、環(huán)境監(jiān)測和食品檢測等領(lǐng)域，且在磺胺類抗生素殘留分析中的應(yīng)用也較為廣泛。按固定相不同，分為氣固色譜、氣液色譜兩大類，它是把氣體作為流動(dòng)相，流經(jīng)裝有不同填充劑的色譜柱進(jìn)行分離檢測。具備效率高、靈敏度強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為我國進(jìn)出口商品檢驗(yàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中檢測磺胺甲氧嘧啶、磺胺喹惡啉、磺胺間二甲氧嘧啶的方法［16］。樣品用乙腈提取濃縮，加入鹽酸溶液和乙醚-正己烷（1＋1）凈化，然后用乙酸乙酯反提取和重氮甲烷甲基化后檢測。該方法以電子捕獲檢測器為主要的檢測器，而該檢測器靈敏度很高，易受多種雜質(zhì)影響，所以對(duì)樣品前處理、凈化等環(huán)節(jié)要求很高。另外，重氮甲烷試劑容易發(fā)生爆炸，導(dǎo)致氣相色譜法的應(yīng)用不太普遍，隨著液相色譜法的不斷完善，它已逐漸沒落［17］。

3.3 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法在液相色譜法基礎(chǔ)上建立起來，但其專屬性更強(qiáng)，靈敏度也更高。把液相色譜作為分離系統(tǒng)，質(zhì)譜作為檢測系統(tǒng)，樣品經(jīng)過液相色譜分離并離子化，質(zhì)譜的質(zhì)量分析器把離子化的碎片按質(zhì)荷比分開，通過檢測器分析得到質(zhì)譜圖。液質(zhì)聯(lián)用將色譜、質(zhì)譜優(yōu)勢(shì)結(jié)合，巧妙利用色譜對(duì)復(fù)雜樣品的分離能力和質(zhì)譜的高靈敏度，提高對(duì)復(fù)雜樣品的分離效率。但由于設(shè)備價(jià)格昂貴、質(zhì)譜譜庫不完善、基質(zhì)效應(yīng)等問題制約了液質(zhì)聯(lián)用法的發(fā)展。

3.4 毛細(xì)管電泳法 當(dāng)樣品量很小時(shí)，比較適合使用毛細(xì)管電泳法進(jìn)行分析，可以發(fā)揮其定量分析的優(yōu)勢(shì)。該方法是根據(jù)樣品中各組分間的淌度和分配行為上的特點(diǎn)，將彈性石英毛細(xì)管作為分離通道，把高壓直流電場作為驅(qū)動(dòng)力，對(duì)樣品物質(zhì)進(jìn)行分離。與質(zhì)譜、電化學(xué)檢測器等高靈敏度檢測器聯(lián)用，不但提高了靈敏度，并且前處理程序簡單、分離效果好，可對(duì)多種物質(zhì)實(shí)現(xiàn)同步檢測。Mala 等［18］開發(fā)出了一種新的電噴霧電離結(jié)合質(zhì)譜法，并首次用于檢測水中磺胺類抗生素的殘留。在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)槠渌柽M(jìn)樣量很少，就會(huì)降低精準(zhǔn)度、靈敏度，造成分析偏差。為了解決這一問題，Ji 等［19］提出了新型毛細(xì)管電泳檢測器-鍍銀檢測窗口和毛細(xì)管柱內(nèi)光纖發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，實(shí)驗(yàn)證實(shí)有鍍銀檢測窗口的毛細(xì)管電泳檢測系統(tǒng)的檢出限明顯低于無鍍銀檢測窗口的毛細(xì)管電泳檢測系統(tǒng)，且日內(nèi)與日間遷移時(shí)間、相應(yīng)峰值面積的精度更高，回收率也較高，說明經(jīng)改進(jìn)的毛細(xì)管電泳檢測系統(tǒng)靈敏度更強(qiáng)、重現(xiàn)性更好、準(zhǔn)確度更高。

3.5 免疫分析法 免疫分析法將抗原與抗體的特異性以及可逆性結(jié)合反應(yīng)作為基礎(chǔ)，適合用于痕量分析，能進(jìn)行規(guī)?；Y選，此方法的關(guān)鍵是制備針對(duì)磺胺類藥物的特異性抗體。主要有酶聯(lián)免疫分析法、放射免疫分析法等。該方法前處理過程簡單、操作簡便，常用于大批量磺胺類藥物的檢測。但在操作過程中穩(wěn)定性不高，易出現(xiàn)假陽性問題，不適用于確證性實(shí)驗(yàn)。

4 總結(jié)與展望

對(duì)于磺胺類藥物的殘留檢測，目前國內(nèi)外分析技術(shù)并不成熟，儀器的靈敏度還需提高，分析方法也亟待完善。在分析過程中，如果能根據(jù)食品基質(zhì)的特點(diǎn)選擇合適的檢測方法將會(huì)事半功倍，當(dāng)前研究的熱點(diǎn)主要是樣品提取與凈化環(huán)節(jié)的改善，因?yàn)樗鼘?duì)分析結(jié)果的可靠性、準(zhǔn)確性有著直接影響。檢測手段方面，主要有高效液相色譜法、氣相色譜法、毛細(xì)管電泳法等，高效液相色譜法因?yàn)橛兄瑥?qiáng)的分析能力，并且靈敏度高、檢出限低，已成為主流檢測方法，在許多抗生素殘留檢測方面都有所涉及。柱前衍生效應(yīng)的開發(fā)、固定相的研究以及對(duì)磺胺類抗生素全自動(dòng)化分析的探索將助推高效液相色譜法更上一層樓。

在未來，開發(fā)出檢測效率高、檢出限低，同時(shí)又兼具檢測成本低、可靠性強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)的檢測技術(shù)，是關(guān)乎生態(tài)文明、人類健康、食品安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長久大計(jì)。