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動(dòng)物源食品中抗生素殘留檢測(cè)方法與研究進(jìn)展

2023-02-03 17:42付海燕盧歡歡龍婉君佘遠(yuǎn)斌
輕工學(xué)報(bào) 2023年6期
關(guān)鍵詞:檢出限傳感抗生素

付海燕,盧歡歡,龍婉君,佘遠(yuǎn)斌

1.中南民族大學(xué) 藥學(xué)院,湖北 武漢 430074;2.浙江工業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院,浙江 杭州 310014

0 引言

抗生素類藥物具有抑制或殺滅微生物的作用,不僅可以預(yù)防和治療人類及畜禽細(xì)菌感染等疾病,還可用作飼料添加劑[1],在畜牧業(yè)中得到廣泛應(yīng)用[2]。然而,有些不良商家為追求養(yǎng)殖利益濫用抗生素,造成畜禽體內(nèi)抗生素殘留超標(biāo)。此外,畜禽自身僅能吸收少量的抗生素[3],30%~90%的抗生素會(huì)以母體或者代謝產(chǎn)物的形式被排入周圍環(huán)境中,造成一定程度的環(huán)境污染[4]。無(wú)論是畜禽體內(nèi)殘留還是排入環(huán)境,抗生素最終都會(huì)經(jīng)食物鏈直接或間接地進(jìn)入人體,危害人類健康??股卦隗w內(nèi)累積不僅可導(dǎo)致過(guò)敏反應(yīng)、關(guān)節(jié)病變、胃腸道不適、肝和中樞神經(jīng)損害等[5],還存在致畸、致癌、致突變等潛在風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是,若人體產(chǎn)生耐藥性,會(huì)給相關(guān)疾病的治療帶來(lái)更大困難[6]。近年來(lái),在肉類[7]、奶制品[8]、水體[9]中抗生素殘留超標(biāo)的情況屢見不鮮,面對(duì)這一嚴(yán)峻現(xiàn)狀,我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)、國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局已多次發(fā)布公告和標(biāo)準(zhǔn)[10-13],針對(duì)食品中獸藥最大殘留限量及食品動(dòng)物禁用抗生素種類均做了明確規(guī)定。目前,動(dòng)物源食品中抗生素殘留檢測(cè)的研究越來(lái)越受到業(yè)界重視,但現(xiàn)有的檢測(cè)方法存在分析時(shí)間較長(zhǎng)、難以實(shí)現(xiàn)多種類型抗生素同時(shí)檢測(cè)等問(wèn)題。因此,開發(fā)快速且準(zhǔn)確的抗生素檢測(cè)方法對(duì)于保障食品安全至關(guān)重要。本文擬從動(dòng)物源食品中抗生素的主要類型、殘留現(xiàn)狀、檢測(cè)方法、檢測(cè)難點(diǎn)等方面進(jìn)行綜述,以期為抗生素檢測(cè)方法的開發(fā)及應(yīng)用提供參考。

1 動(dòng)物源食品中抗生素主要類型

1.1 氟喹諾酮類

氟喹諾酮類(Fluoroquinolones, FQs)抗生素是一類人畜通用抗生素,因含有喹諾酮結(jié)構(gòu)而得名,具有抗菌譜廣、抗菌效果好等優(yōu)勢(shì),在醫(yī)療和養(yǎng)殖業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。該類抗生素可以抑制細(xì)菌DNA旋轉(zhuǎn)酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶活性,從而起到殺菌作用[14]。FQs抗生素主要有氧氟沙星、諾氟沙星、洛美沙星、恩諾沙星等,其中,諾氟沙星、環(huán)丙沙星和氧氟沙星的使用量可達(dá)98%[15]。然而,進(jìn)入禽畜體內(nèi)的FQs抗生素僅有30%可被吸收,大多殘留物都會(huì)以原型或代謝物的形式被排出體外,最終進(jìn)入到環(huán)境中[16]。人體長(zhǎng)期攝入FQs抗生素會(huì)引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)損傷,這主要是因?yàn)镕Qs抗生素可抑制腦內(nèi)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸與受體結(jié)合,使中樞神經(jīng)興奮性增高,甚至導(dǎo)致痙攣和癲癇的發(fā)作[17]。

1.2 β-內(nèi)酰胺類

β-內(nèi)酰胺類(β-lactams, BLAs)抗生素的結(jié)構(gòu)中均具有β-內(nèi)酰胺基母核,是目前臨床上使用最多的一類抗生素[18],主要包括青霉素類、頭孢菌素類等。BLAs抗生素能抑制細(xì)菌黏肽轉(zhuǎn)肽酶活性,阻斷細(xì)菌細(xì)胞壁的合成,從而起到殺菌作用[19]。近年來(lái),由于該類抗生素的濫用,導(dǎo)致環(huán)境中出現(xiàn)了大量的抗生素耐藥菌和抗生素耐藥基因(Antibiotic Resistance Genes,ARG)[20]。其中,ARG可以通過(guò)動(dòng)物源性食品轉(zhuǎn)移到人體內(nèi),對(duì)人類健康造成威脅[21]。此外,人體長(zhǎng)期攝入BLAs抗生素會(huì)破壞腸道的正常菌群環(huán)境,導(dǎo)致人體免疫力降低。

1.3 大環(huán)內(nèi)酯類

大環(huán)內(nèi)酯類(Macrolides, MA)抗生素是一種含有2個(gè)脫氧糖分子和14~16個(gè)碳原子的大脂肪族內(nèi)酯環(huán)堿性藥物[22]。MA抗生素可以與細(xì)菌核糖體的50 S亞基發(fā)生不可逆結(jié)合,阻斷轉(zhuǎn)肽和mRNA的位移,從而有選擇地抑制蛋白質(zhì)的合成,起到殺菌作用[23]。常見的MA抗生素有紅霉素、吉他霉素、阿奇霉素等,這類抗生素既可用作藥物,也可作為生長(zhǎng)促進(jìn)劑用于提高養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[24]。目前,由于缺少有效的監(jiān)管,導(dǎo)致MA抗生素濫用的情況十分普遍,而未被代謝的抗生素最終也會(huì)進(jìn)入環(huán)境中[25]。人體長(zhǎng)期攝入MA抗生素會(huì)過(guò)度刺激胃動(dòng)素受體,對(duì)胃腸道產(chǎn)生副作用,從而引發(fā)腹部絞痛、惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀[26]。

1.4 四環(huán)素類

四環(huán)素類(Tetracyclines, TCs)抗生素的主體母核為氫化駢四苯,取代基的種類決定了該類抗生素的種類。常見的TCs抗生素有土霉素、金霉素、多西環(huán)素等[27]。TCs抗生素是我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)中使用較廣泛的抗生素之一,具有廉價(jià)、高效、抗菌譜廣等優(yōu)點(diǎn)[28]。然而,TCs抗生素的累積及細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生,會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生潛在威脅。有研究[29-30]表明,過(guò)量服用TCs抗生素會(huì)產(chǎn)生毒副作用或引起相關(guān)疾病,如四環(huán)素牙、惡心嘔吐、過(guò)敏反應(yīng)等,其中以四環(huán)素牙較為常見,這主要是由于TCs抗生素進(jìn)入人體后,易堆積于骨、牙齒和肝臟組織中,長(zhǎng)期滯留在牙釉質(zhì)及下層鈣化區(qū)而將牙齒染黃。此外,過(guò)量TCs抗生素殘留排入環(huán)境中會(huì)抑制環(huán)境微生物生長(zhǎng),對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定程度的破壞[31]。

1.5 硝基呋喃類

硝基呋喃類(Nitrofurans, NFs)抗生素是在呋喃核的5位引入硝基和2位引入其他基團(tuán)而人工合成的抗菌藥。常見的NFs抗生素有呋喃西林、呋喃唑酮、呋喃妥因等[32]。研究[33-34]表明,NFs抗生素中呋喃環(huán)5位上的硝基與致癌性密切相關(guān),長(zhǎng)期或者大劑量使用NFs抗生素會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生較大的毒副作用,存在致癌、致畸和誘導(dǎo)基因突變的潛在風(fēng)險(xiǎn)。自1995年起,歐盟禁止硝基呋喃類藥物在畜禽及水產(chǎn)動(dòng)物食品中使用[35]。2002年我國(guó)農(nóng)業(yè)部及2020年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部均發(fā)布公告,明令禁止NFs抗生素在所有食品動(dòng)物飼料中的使用[10,36]。

1.6 磺胺類

磺胺類(Sulfonamides, SAs)抗生素是以對(duì)位氨基苯磺酰胺為基本結(jié)構(gòu)的衍生物[37],具有成本低、抗菌譜廣等優(yōu)點(diǎn),其生產(chǎn)和消費(fèi)量呈逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)。然而,過(guò)度使用會(huì)導(dǎo)致殘留的SAs抗生素通過(guò)多種途徑進(jìn)入環(huán)境中,據(jù)估計(jì),每年有超過(guò)2×104t的SAs抗生素進(jìn)入全球環(huán)境中[38]。在其他污染因素的聯(lián)合作用下,SAs抗生素的生物降解會(huì)受到抑制,從而產(chǎn)生細(xì)菌耐藥性并出現(xiàn)耐藥基因[39]。當(dāng)SAs抗生素進(jìn)入人體后,其代謝產(chǎn)物會(huì)形成晶體,對(duì)人體泌尿系統(tǒng)造成損傷[40]。

1.7 酰胺醇類

酰胺醇類(Amphenicols)抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)中均含有二氯乙酰胺基團(tuán),常見的種類有氯霉素、甲砜霉素和氟苯尼考。該類抗生素的作用機(jī)制是與細(xì)菌70 S核糖體50 S亞基的A位點(diǎn)結(jié)合,抑制肽酰轉(zhuǎn)移酶的轉(zhuǎn)肽反應(yīng),阻止肽鏈延伸,從而抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成[41]。其中,氯霉素因可能導(dǎo)致灰嬰綜合征、再生障礙性貧血等危害[42-43],已被我國(guó)禁止作為獸藥使用[10]。

1.8 氨基糖苷類

氨基糖苷類(Aminoglycosides, AGs)抗生素是由氨基糖分子與氨基環(huán)醇通過(guò)醚鍵連接而成的苷類抗生素[44],主要包括天然來(lái)源的鏈霉素、卡那霉素等,以及半合成的阿米卡星、依替米星等。AGs抗生素的抗菌機(jī)制主要通過(guò)干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)合成而發(fā)揮作用[45]。該類抗生素具有較強(qiáng)的耳毒性、腎毒性,其中,耳毒性主要表現(xiàn)為對(duì)第8對(duì)腦神經(jīng)、前庭神經(jīng)和耳蝸神經(jīng)造成損害;腎毒性主要表現(xiàn)為對(duì)腎小管上皮細(xì)胞造成損害[46]。長(zhǎng)期攝入AGs抗生素超標(biāo)的食物將對(duì)人體產(chǎn)生巨大危害[47]。

2 動(dòng)物源食品中抗生素殘留現(xiàn)狀及危害

在養(yǎng)殖業(yè)中,抗生素類藥物的不當(dāng)使用會(huì)增加其在動(dòng)物源食品中殘留的風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)殘留的抗生素被人體攝入并累積,即使其質(zhì)量濃度較低,也可能對(duì)人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響[48]。因此,抗生素殘留已成為全球關(guān)注的重要問(wèn)題。

2.1 動(dòng)物源食品中抗生素殘留現(xiàn)狀

抗生素不僅可以預(yù)防和治療家禽疾病,還可用作飼料促進(jìn)家禽生長(zhǎng)。不良商家為賺取高額利益,在飼養(yǎng)家禽時(shí)濫用抗生素,導(dǎo)致動(dòng)物源食品中抗生素殘留超標(biāo)問(wèn)題時(shí)常發(fā)生。在全球范圍內(nèi),常見肉類,例如雞肉[49]、牛肉[50]、豬肉[51]、水產(chǎn)海鮮[52]等均存在較嚴(yán)重的抗生素殘留現(xiàn)象。在黎巴嫩不同地區(qū)的雞肉樣本中篩查抗生素殘留,發(fā)現(xiàn)至少77.5%的樣本中存在抗生素殘留污染,薩拉沙星、阿莫西林和青霉素G的殘留水平均值均高于歐盟推薦的最大殘留限量(Maximum Residue Limit,MRL)[53]。在中國(guó)東南部抽樣10種淡水魚進(jìn)行65種抗生素殘留的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)抗生素總檢出率為53.9%,其中3.48%的樣品中抗生素殘留超過(guò)MRL[54]。在我國(guó)長(zhǎng)三角地區(qū)采集淡水養(yǎng)殖的3種水產(chǎn)品進(jìn)行抗生素殘留的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)共有9種抗生素被檢出,檢出率為38.1%~90.5%,其中恩諾沙星和磺胺甲惡唑殘留較嚴(yán)重[55]。此外,2016—2019年,在我國(guó)湖北省采集雞肉和雞蛋進(jìn)行9種FQs抗生素、4種TCs類抗生素和甲硝唑殘留的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)雞蛋中存在恩諾沙星、環(huán)丙沙星等抗生素,而雞肉中檢出了甲硝唑[56]。由此可見,目前動(dòng)物源食品安全問(wèn)題依然嚴(yán)峻,抗生素濫用造成的殘留超標(biāo)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)引起全社會(huì)的重視。

2.2 動(dòng)物源食品中抗生素殘留的危害

抗生素最常見的副作用之一是過(guò)敏反應(yīng)。Q. WANG等[57-58]研究發(fā)現(xiàn),青霉素可能會(huì)使皮膚產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng);TCs抗生素會(huì)導(dǎo)致過(guò)敏、皮疹和光毒性皮炎等特殊反應(yīng);MA抗生素可能使大環(huán)內(nèi)酯代謝物修飾的肝細(xì)胞產(chǎn)生特異性過(guò)敏反應(yīng),導(dǎo)致肝損傷。近年來(lái),耐藥性已成為抗生素造成的嚴(yán)重危害之一。人體通過(guò)食物鏈攝入的抗生素殘留可能會(huì)改變?nèi)梭w微生物菌群,促使人體耐藥細(xì)菌的出現(xiàn),使人體產(chǎn)生抗生素耐藥性[59]。李振環(huán)等[60]研究表明,服用抗生素會(huì)使耐藥細(xì)菌在人體內(nèi)穩(wěn)定存在并持續(xù)數(shù)年,即使使用低劑量的抗生素,也可能導(dǎo)致耐藥性產(chǎn)生。目前,耐多藥細(xì)菌已經(jīng)造成諸多感染性疾病治療困難,因此,抗生素耐藥性已成為一個(gè)嚴(yán)峻的公共衛(wèi)生問(wèn)題,預(yù)計(jì)到2050年,全球由耐藥性造成的死亡人數(shù)可能增至1000萬(wàn)人,造成的經(jīng)濟(jì)損失將達(dá)到100萬(wàn)億美元[61]。

針對(duì)抗生素濫用這一嚴(yán)重問(wèn)題,我國(guó)對(duì)一系列抗生素的使用進(jìn)行了規(guī)范。2015年9月7日,我國(guó)農(nóng)業(yè)部第2292號(hào)公告規(guī)定,禁止在食品動(dòng)物中使用洛美沙星、培氟沙星、氧氟沙星、諾氟沙星4種抗生素[11]。此外,還對(duì)各動(dòng)物組織中其他抗生素殘留設(shè)定了MRL,例如,TCs抗生素的MRL為100~1200 μg/kg,紅霉素的MRL為40~200 μg/kg,等等[13]。

3 動(dòng)物源食品中抗生素殘留檢測(cè)方法

3.1 色譜法

3.1.1 高效液相色譜法高效液相色譜(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)法具有選擇性好、分離效率高、適用面廣等優(yōu)點(diǎn),在化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中已經(jīng)成為一種十分重要的分離和分析技術(shù)。在使用HPLC法對(duì)抗生素進(jìn)行檢測(cè)時(shí),常用的流動(dòng)相為乙腈[62]和磷酸鹽溶液[63]。陳曉燕等[64]基于基質(zhì)分散固相萃取-高效液相色譜-可變波長(zhǎng)檢測(cè)法測(cè)定了鮮牛乳中氯霉素、呋喃唑酮等8種抗生素的含量,其中磺胺嘧啶、磺胺二甲氧嘧啶的檢出限低至0.18 μg/kg。

3.1.2 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)高效液相色譜-質(zhì)譜(High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,HPLC-MS)聯(lián)用技術(shù)具有靈敏度高、選擇性好、檢出限低等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前較為先進(jìn)的抗生素殘留檢測(cè)方法[65]。我國(guó)農(nóng)業(yè)部于2019年制定了采用LC-MS法檢測(cè)水產(chǎn)品中MA抗生素(紅霉素、克拉霉素、阿奇霉素、吉他霉素等)殘留的標(biāo)準(zhǔn)[66]。宮小明等[67]采用棉簽固相微萃取結(jié)合HPLC-MS聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)蜂蜜中9種MA抗生素,其中螺旋霉素的檢出限低至0.24 μg/kg。

綜上可知,色譜法準(zhǔn)確性好、靈敏度高、檢出限低,是目前國(guó)標(biāo)規(guī)定的多種抗生素檢測(cè)的主要方法。但色譜儀器較昂貴、操作較復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng),無(wú)法滿足抗生素殘留快速檢測(cè)的需求。

3.2 光譜法

3.2.1 表面增強(qiáng)拉曼光譜法表面增強(qiáng)拉曼光譜(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)法是一項(xiàng)新興的快速檢測(cè)技術(shù),具有操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確率高等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于抗生素的靈敏檢測(cè)。M.K.Jin等[68]提出了一種新穎、簡(jiǎn)便、綠色、靈敏的中空纖維液相微萃取-SERS (HF-LPME-SERS)技術(shù),并應(yīng)用于雞蛋樣品中多種抗生素殘留的快速檢測(cè),發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的HF-LPME方法可直接從雞蛋樣品中提取抗生素,對(duì)氧氟沙星、磺胺二甲嘧啶、四環(huán)素等11種抗生素的最低檢出限為10 μg/kg。該方法的樣品操作簡(jiǎn)便、成本低、靈敏度較高,可實(shí)現(xiàn)食品中痕量抗生素殘留的快速檢測(cè)。

3.2.2 三維熒光光譜法三維熒光光譜(Excitation-Emission-Matrix Spectra,EEMs)法具有簡(jiǎn)便快捷、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),當(dāng)其與化學(xué)計(jì)量學(xué)二階校正方法相結(jié)合時(shí),借助二階校正方法的“二階優(yōu)勢(shì)”,能夠在未知干擾存在時(shí)同時(shí)快速測(cè)定多個(gè)目標(biāo)分析物。Y.Z.Ouyang等[69]建立了一種有效的化學(xué)計(jì)量學(xué)輔助分析策略,將EEMs與基于交替歸一加權(quán)殘差算法的二階校正方法相結(jié)合,并應(yīng)用于動(dòng)物源食品樣品(奶粉、牛奶和牛肉)中FQs抗生素的簡(jiǎn)單快速檢測(cè)。與HPLC、LC-MS等復(fù)雜方法相比,該方法無(wú)需繁瑣的前處理步驟、嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件和復(fù)雜的高成本儀器,可實(shí)現(xiàn)動(dòng)物源食品基質(zhì)中FQs抗生素快速、準(zhǔn)確定量分析。

綜上可知,光譜法檢測(cè)時(shí)間短、樣品預(yù)處理簡(jiǎn)單,但該方法的抗干擾能力較弱,而牛奶、奶粉、雞蛋、肉制品、蜂蜜等動(dòng)物源食品基質(zhì)背景較復(fù)雜,存在許多未知干擾,因此,該方法尚無(wú)法滿足市面上抗生素殘留精準(zhǔn)檢測(cè)的需求。

3.3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析(Electrochemical Analysis)法是基于電化學(xué)傳感器產(chǎn)生的可測(cè)量電信號(hào)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的方法[70],具有簡(jiǎn)單、靈敏度高、實(shí)施成本低等優(yōu)點(diǎn),是目前抗生素檢測(cè)常用方法之一。H.S.Stevenson等[71]開發(fā)了一種基于親和型電化學(xué)生物傳感器,并將其用于肉類樣品中頭孢噻呋殘留的無(wú)標(biāo)簽檢測(cè),發(fā)現(xiàn)該方法對(duì)頭孢噻呋的檢出限低至0.01 μg/L。此外,B.B.Zhou等[72]采用電聚合法制備了分子印跡電化學(xué)傳感器,該方法可實(shí)現(xiàn)牛奶中呋喃西林高特異性、高靈敏度的快速檢測(cè),檢出限可達(dá)0.18 nmol/L。

3.4 酶聯(lián)免疫吸附法

酶聯(lián)免疫吸附(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay,ELISA)法是指將抗體與酶復(fù)合物結(jié)合,使用顯色方式進(jìn)行檢測(cè)的方法,廣泛應(yīng)用于疾病診斷、食品安全檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。C Y.Zhao等[73]制備了一種用于抗生素檢測(cè)的超靈敏便攜式比色酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定傳感器,該傳感器對(duì)氯霉素的檢出限達(dá)0.005 ng/mL,是傳統(tǒng)的紙質(zhì)ELISA的1/200。

電化學(xué)分析法和酶聯(lián)免疫吸附法憑借快速、簡(jiǎn)單、對(duì)儀器要求低等特點(diǎn)被用于動(dòng)物源食品中抗生素殘留的檢測(cè),但二者存在易受干擾、易出現(xiàn)假陽(yáng)性且準(zhǔn)確度較低等問(wèn)題。

3.5 化學(xué)傳感法

3.5.1 熒光傳感法熒光傳感法是利用物質(zhì)的熒光性質(zhì)來(lái)檢測(cè)、識(shí)別和分析目標(biāo)物質(zhì)的方法。而熒光光譜法作為諸多熒光傳感法中的一種,是根據(jù)物質(zhì)的熒光波長(zhǎng)及強(qiáng)度進(jìn)行物質(zhì)的鑒定和檢測(cè),具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、樣品使用量少等特點(diǎn)[74]。在所有抗生素大類中,僅少部分抗生素自身具有熒光特性,故大多數(shù)抗生素在采用熒光光譜法檢測(cè)時(shí)都需要依賴熒光探針構(gòu)建熒光傳感體系。常見的熒光探針有碳點(diǎn)(Carbon Quantum Dots, CQDs)、量子點(diǎn)(Quantum Dots,QDs)、多孔金屬有機(jī)骨架材料(Metal Organic Framework, MOFs)等。其中,CQDs、QDs具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)和優(yōu)異的光學(xué)性能,被廣泛用于生物傳感器、生物成像等方面。Y.C.Jia等[75]以火龍果皮和1,2-乙二胺為前驅(qū)體,采用水熱法合成了單一氮摻雜碳點(diǎn)(N-CQDs),并將其作為一種多功能納米傳感器用于3種TCs抗生素的檢測(cè)。該方法對(duì)四環(huán)素、土霉素、金霉素的檢出限分別為33.8 nmol/L、40.5 nmol/L和41.9 nmol/L,為選擇廣泛的天然生物質(zhì)合成CQDs提供了新視角。

此外,一些新型納米材料已被成功應(yīng)用于抗生素的檢測(cè)。例如,X.Y.Yue等[76]采用一步水熱法成功合成了發(fā)光梭形含Al(Ⅲ)金屬有機(jī)框架(Al-MOF)納米片,將其作為熒光探針,通過(guò)內(nèi)濾效應(yīng)檢測(cè)牛奶中NFs抗生素。此傳感器對(duì)呋喃西林、呋喃妥因和呋喃唑酮的檢出限分別為0.53 μmol/L、0.583 μmol/L和0.838 μmol/L,與傳統(tǒng)檢測(cè)方法和其他熒光檢測(cè)方法相比,該傳感器具有快速、靈敏度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性能好等優(yōu)點(diǎn)。Y.Li等[77]制備了CQDs@HZIF-8配合物,基于F536/F440兩種熒光信號(hào)的反向變化,構(gòu)建了用于牛奶中TCs抗生素檢測(cè)的比例熒光傳感器。此方法對(duì)四環(huán)素、土霉素和多西環(huán)素的檢出限分別為6.56 nmol/L、29.46 nmol/L和30.58 nmol/L。

3.5.2 比色傳感法比色傳感法是一類具有樣品通量高、檢測(cè)速度快、靈敏度高、成本低、使用方便等特點(diǎn)的傳感技術(shù)[78]。該技術(shù)的比色信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)主要有兩大類:一類是基于貴金屬納米粒子的聚集,誘導(dǎo)其等離子體吸收光譜發(fā)生變化[79]。例如,C.G.Xu等[80]開發(fā)了一種以金納米顆粒(Gold Nanoparticles, AuNPs)作為信號(hào)轉(zhuǎn)換元件,采用雜交鏈反應(yīng)輔助信號(hào)放大的比色法測(cè)定卡那霉素的方法。在卡那霉素存在的情況下,適體發(fā)夾DNA探針與卡那霉素結(jié)合,新暴露的DNA片段引發(fā)一連串的雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng),形成大量的雙鏈DNA(dsDNA);當(dāng)加入鹽時(shí),由于dsDNA與AuNPs之間的排斥作用,AuNPs會(huì)形成藍(lán)色聚集體;在最佳條件下,卡那霉素濃度在1~40 μmmol/L范圍內(nèi),520 nm與630 nm處的吸光度比值下降,檢出限為0.68 μmol/L。該方法可選擇性地將卡那霉素與其他抗生素區(qū)分開來(lái),適用于加標(biāo)牛奶樣品中卡那霉素的檢測(cè),回收率較高。另一類是基于各種酶或模擬酶的催化顯色反應(yīng)[79]。例如,P.Lavaee等[81]開發(fā)了一種用于檢測(cè)FQs抗生素的比色測(cè)定法,若環(huán)丙沙星存在,AuNPs可以發(fā)揮其催化活性使溶液顏色從黃色變?yōu)闊o(wú)色。該方法對(duì)FQs抗生素具有較高的選擇性,檢出限低至1.2 nmol/L。

綜上可知,化學(xué)傳感法在動(dòng)物源食品抗生素殘留檢測(cè)中具有色變反應(yīng)明顯、過(guò)程簡(jiǎn)便快速等優(yōu)勢(shì),應(yīng)用潛力巨大。

4 結(jié)語(yǔ)

本文梳理了動(dòng)物源食品中抗生素的主要類型、殘留現(xiàn)狀及危害,綜述了動(dòng)物源食品中常見抗生素的殘留檢測(cè)方法,得出:抗生素的主要類型有FQs、BLAs、MA、TCs、NFs、SAs、酰胺醇類和AGs抗生素;抗生素不僅可以預(yù)防和治療家禽疾病,還可用作飼料添加劑促進(jìn)家禽生長(zhǎng),但過(guò)度使用導(dǎo)致的抗生素殘留問(wèn)題屢見不鮮;抗生素殘留通過(guò)食物鏈在人體中累積,會(huì)導(dǎo)致過(guò)敏反應(yīng)、耐藥性等副作用;目前常用的抗生素檢測(cè)方法有色譜法、光譜法、電化學(xué)分析法、酶聯(lián)免疫吸附法和化學(xué)傳感法,其中色譜法需要復(fù)雜的預(yù)處理過(guò)程且分析時(shí)間較長(zhǎng),難以滿足日常生活中對(duì)動(dòng)物源食品抗生素殘留的快速即時(shí)檢測(cè)需求;酶聯(lián)免疫吸附法、電化學(xué)分析法等快檢方法易受干擾、易出現(xiàn)假陽(yáng)性且準(zhǔn)確度較低。相比而言,化學(xué)傳感法在抗生素殘留檢測(cè)中具有過(guò)程簡(jiǎn)便快速、色變反應(yīng)明顯等優(yōu)勢(shì),應(yīng)用潛力巨大。但目前采用化學(xué)傳感法進(jìn)行抗生素檢測(cè)仍存在檢測(cè)種類少、難以實(shí)現(xiàn)多種類型抗生素同時(shí)檢測(cè)等問(wèn)題。因此,在未來(lái)可針對(duì)抗生素的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行深入剖析,開發(fā)能與多種及多類型抗生素特征官能團(tuán)發(fā)生特異性作用的傳感材料。同時(shí),根據(jù)待測(cè)抗生素的結(jié)構(gòu)特性對(duì)傳感材料進(jìn)行特異性結(jié)構(gòu)優(yōu)化以增大檢測(cè)的特異性,為傳感法的進(jìn)一步發(fā)展提供新思路和新方法。

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