張運(yùn)尚,杜加茹,王偉東,樊劍鳴
(鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院,河南鄭州 450001)
氟喹諾酮類(lèi)藥物(Fluoroquinolones,F(xiàn)QS)是第3 代喹諾酮藥物,其化學(xué)結(jié)構(gòu)是在喹啉環(huán)的6 位上加入了氟原子,7 位上連有哌嗪基的一類(lèi)衍生物,此特點(diǎn)使得原本親脂性的吡酮類(lèi)藥物增加了適度的親水性,同時(shí)降低了蛋白結(jié)合率,提高生物利用度[1-2]。該類(lèi)藥物通過(guò)抑制細(xì)菌的DNA 和RNA 合成從而達(dá)到抑菌作用[3]。相比第1 代及第2 代喹諾酮藥物,F(xiàn)QS 的抗菌活性明顯增加,抗菌譜顯著擴(kuò)大,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌(金葡球菌、鏈球菌、肺炎球菌)和革蘭氏陰性菌(腸桿菌科、流感桿菌和奈瑟菌屬)[4]以及一些衣原體、支原體和螺旋體均有抗菌作用[5],因此被廣泛應(yīng)用在臨床上治療細(xì)菌感染性疾病。FQS 代表藥物主要包括恩諾沙星(Enrofloxacin,ENR)、環(huán)丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)、諾氟沙星(Norfloxacin,NOR)、達(dá)氟沙星(Danofloxacin,DAN)、氟羅沙星(Flero xacin,F(xiàn)LE)、沙拉沙星(Saraflaxacin,SFX)、依諾沙星(Enoxacin,EX)等。由于養(yǎng)殖業(yè)對(duì)食品中獸藥殘留的意識(shí)不足,存在大量不規(guī)范使用獸藥、抗生素及違禁藥品和不嚴(yán)格執(zhí)行休藥期規(guī)定等諸多問(wèn)題,使得動(dòng)物性產(chǎn)品中獸藥殘留超標(biāo)[6]。隨著我國(guó)居民生活水平提高,對(duì)動(dòng)物性食品的需求也不斷增加。當(dāng)人們過(guò)多食用了含有藥物殘留的動(dòng)物性食品后,通常不表現(xiàn)為急性毒性,而是藥物在人體蓄積[7-8],對(duì)人體多個(gè)系統(tǒng)(如中樞神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等)造成損害[9-13]。更為嚴(yán)重的是,F(xiàn)QS 的不合理使用容易誘導(dǎo)人類(lèi)致病菌對(duì)其耐藥性的增強(qiáng),不利于該類(lèi)藥物對(duì)人類(lèi)疾病的治療[14-17]。本文綜述了FQS 在動(dòng)物源性食品中殘留的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和3 種檢測(cè)FQS 的常用方法,以期為在不同檢測(cè)條件下選擇最適的檢測(cè)方法提供理論依據(jù)。
FQS 殘留存在諸多不良反應(yīng),逐漸引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。為了監(jiān)控獸藥在動(dòng)物性食品中的殘留,聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)席專家委員會(huì)(JECFA)早在1987 年第32 次會(huì)議中報(bào)告了相關(guān)獸藥的殘留毒性;從1997 年8 月20 日起,美國(guó)禁止將FQS 作為非限制性藥物使用;美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)(21CFRS530,41)規(guī)定的禁用獸藥品種(不能使用于供食用的動(dòng)物)也包括FQS 類(lèi)藥物[18];歐盟(EC)于2009 年12 月22 日發(fā)布了37/20210 號(hào)法,其中關(guān)于動(dòng)物性食品及其產(chǎn)品中獸藥殘留(B 類(lèi))制定最高殘留限量(MRLs)包括喹諾酮類(lèi)藥物[19]。日本于2003 年7 月1 日起對(duì)進(jìn)口生鰻魚(yú)及其制品進(jìn)行氧氟沙星、諾氟沙星、環(huán)丙沙星、恩諾沙星殘留檢測(cè),并規(guī)定最大殘留限量為50 μg/kg[20];我國(guó)頒布的首批綠色畜產(chǎn)品論證準(zhǔn)則《綠色食品—獸藥使用準(zhǔn)則》也取消了FQS 在肉用動(dòng)物上的使用。我國(guó)農(nóng)業(yè)部獸藥殘留專家委員會(huì)在參考JECFA 及美國(guó)(CFR)和EC 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,制定了恩諾沙星(Enrofloxacin)、二氟沙星(Difloxacin)、達(dá)氟沙星(Danofloxacin)在動(dòng)物性食品中最大殘留限量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[21],具體見(jiàn)表1。
目前,針對(duì)FQS 的檢測(cè)方法主要有高效液相色譜法(HPLC)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(HPLC-MS/MS)、酶聯(lián)免疫分析法(ELISA)等。不同分析方法對(duì)FQS 的檢測(cè)結(jié)果優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表2。
2.1 HPLC 色譜法原理是利用樣品中各個(gè)組分的物理化學(xué)性質(zhì)差異(如分子大小及形狀、親和力、分配系數(shù)和吸附力等),使各組分在固定相和流動(dòng)相中的分布程度不同,從而以不同的速度移動(dòng)而達(dá)到分離樣品的目的。高效液相色譜法又稱“高分離度液相色譜”,是色譜法的一個(gè)重要分支。HPLC 利用高壓輸液系統(tǒng)將不同極性的液體流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱,流動(dòng)相的各個(gè)組成成分在色譜柱內(nèi)被分離開(kāi)后,進(jìn)入檢測(cè)器得到不同的峰信號(hào),最后通過(guò)分析對(duì)比這些信號(hào)判斷待測(cè)樣品所含物質(zhì)。根據(jù)檢測(cè)器的種類(lèi)可以將HPLC 分為不同的方法,如高效液相色譜-紫外吸收檢測(cè)法(HPLC-UV/DAD)、高效液相色譜-熒光檢測(cè)法(HPLC-FLD)、高效液相色譜-固相萃?。℉PLC-SPE)。HPLC 法具有應(yīng)用范圍廣、分離能力強(qiáng)、測(cè)定靈敏度高、樣品易回收等特點(diǎn)。
方永衛(wèi)等[22]利用HPLC 法建立動(dòng)物性產(chǎn)品中3 種FQS(麻保沙星、環(huán)丙沙星、恩諾沙星)含量的方法,設(shè)置波長(zhǎng)為278~299 nm,采用流動(dòng)相為A 液為0.05 mol/L磷酸0.5%三乙胺溶液,B 液為乙腈,進(jìn)行梯度洗脫,得到最佳色譜分離圖,表明3 種目標(biāo)藥物的標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)均大于0.99,3 種藥物的檢測(cè)限為0.5 μg/mL。樣品的添加回收率均在82.0%~105.6%,證明該方法用于動(dòng)物性食品提取方法的可靠性較好,可以用于檢測(cè)動(dòng)物性食品中的FQS 殘留。
表1 獸用氟喹諾酮藥物在動(dòng)物源性食品中最大殘留限量 μg/kg
表2 幾種分析方法對(duì)不同F(xiàn)QS 藥物的檢測(cè)結(jié)果優(yōu)缺點(diǎn)比較
Vakh 等[23]使用Zr-Fe-C 磁性納米粒子作為吸附劑進(jìn)行自動(dòng)磁分散微固相萃取,測(cè)定肉類(lèi)嬰兒食品中的氟喹諾酮類(lèi)抗菌藥物(氟羅沙星、諾氟沙星和氧氟沙星)含量。該方法將樣品溶液注入流化反應(yīng)器中,然后基于流化床策略使用磁性納米顆粒從樣品基質(zhì)中在線分離分析物,并使用高效液相色譜系統(tǒng)洗脫和測(cè)定分析物。在實(shí)驗(yàn)最佳條件下,3 種藥物的濃度為5~1 000 μg/L,相關(guān)系數(shù)均大于0.99。計(jì)算得出的檢出限為氟羅沙星3.0 μg/L,諾氟沙星和氧氟沙星1.5 μg/L。所有分析物的回收率均在86%~122%。該方法檢出限低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),可以用于測(cè)定肉類(lèi)嬰兒食品中的FQS 含量。
2.2 超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)質(zhì)譜法原理是將樣品的分子進(jìn)行電離,不同質(zhì)量的電子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中,按照質(zhì)荷比的大小和相對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行分離和排序,形成有規(guī)則的質(zhì)譜,從而對(duì)物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。HPLC-MS/MS 法是常見(jiàn)的一種色譜-質(zhì)譜連用技術(shù),首先將樣品中的分析物經(jīng)過(guò)液相色譜柱分離后輸送至質(zhì)譜,根據(jù)特定的質(zhì)荷比(m/z)離子進(jìn)行選擇,所選擇的母離子可以產(chǎn)生具有特定結(jié)構(gòu)信息的離子產(chǎn)物,進(jìn)而可以對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行選擇性的定量分析。相比于HPLC,HPLC-MS 分離能力更強(qiáng),分析結(jié)果具有更高的可靠性。
曹騫等[24]利用HPLC-MS/MS 建立了雞蛋中8 種喹諾酮類(lèi)藥物殘留檢測(cè)方法,該方法對(duì)雞蛋中各類(lèi)化合物的檢出限為0.3 μg/kg,定量限為1.0 μg/kg,線性范圍為1~100 μg/L,相關(guān)系數(shù)均大于0.996 7。在空白雞蛋樣品中添加20 ng/mL 的8 種喹諾酮類(lèi)藥物進(jìn)行回收試驗(yàn),平均回收率范圍為83.0%~108.5%。該方法靈敏度較高,可以用于檢測(cè)雞蛋中FQS 殘留。
不同樣品基質(zhì)中FQS 液相檢測(cè)方法見(jiàn)表3??梢钥闯鯤PLC 具有分離度高、靈敏度好及準(zhǔn)確度高等特點(diǎn),是目前檢測(cè)FQS 殘留使用較多的方法,但其對(duì)樣品的前處理時(shí)間較長(zhǎng),檢測(cè)過(guò)程較為復(fù)雜,不能滿足大批量檢測(cè)的需求,同時(shí)還存在溶劑消耗較大、對(duì)環(huán)境有較大污染等弊端。而相比于HPLC,HPLC-MS/MS 不僅具有色譜法的分離能力,還具有質(zhì)譜法的靈敏度、選擇性和識(shí)別能力,對(duì)于某些分子量大、極性強(qiáng)、穩(wěn)定性差的樣品有較好的分離檢測(cè)和定性分析能力。利用HPLC-MS/MS 針對(duì)FQS 殘留的檢出限和定量限均高于HPLC,MS 提供了檢測(cè)組織提取物中FQS 所需的特異性,該方法適合用于FQS 殘留的確證。但是,該方法需要的儀器設(shè)備昂貴,對(duì)樣品的前處理較復(fù)雜,對(duì)操作人員的要求也較高,導(dǎo)致該方法難以在基層工作中普及。
2.3 ELISA 酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)的基本原理是將抗原或抗體固定在特殊材料上,與其酶標(biāo)的抗體或抗原發(fā)生特異性的反應(yīng),在高效的酶促反應(yīng)下,達(dá)到擴(kuò)大免疫反應(yīng)的作用。利用FQS 中的羧基與載體蛋白質(zhì)游離氨基的縮合反應(yīng),將FQS 與載體連接合成人工抗原,該方法簡(jiǎn)單,快速,且不需要昂貴的儀器設(shè)備,適用于大量樣品的快速檢測(cè)[32]。同時(shí)該方法具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),可用于現(xiàn)場(chǎng)樣品的檢測(cè),因此近年來(lái)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用ELISA 法測(cè)定抗生素殘留的研究越來(lái)越多。我國(guó)也在2008 年發(fā)布了《動(dòng)物性食品中氟喹諾酮類(lèi)藥物殘留檢測(cè)-酶聯(lián)免疫吸附法》(農(nóng)業(yè)部1025號(hào)公告-8-2008)標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在動(dòng)物性食品中FQS 殘留量檢測(cè)的制樣和酶聯(lián)免疫吸附法,適用于動(dòng)物源性食品中豬和雞的肌肉、蜂蜜、雞蛋和蝦中恩諾沙星、環(huán)丙沙星、氧氟沙星、諾氟沙星等FQS 殘留量的檢測(cè)。
表3 不同樣品基質(zhì)中FQS 類(lèi)藥物液相檢測(cè)方法的比較
李建鯤等[33]利用酶聯(lián)免疫吸附法快速測(cè)定肉制品中FQS 殘留,計(jì)算50%抑制濃度(IC50 值)可知FQS酶聯(lián)免疫試劑盒的相關(guān)系數(shù)R 為0.997 6,百分吸光率標(biāo)準(zhǔn)曲線中4 次零濃度的標(biāo)準(zhǔn)液的IC50 介于0.306~0.351 ng/g,表明FQS 的濃度與百分吸光率呈負(fù)相關(guān)。在0~ 400 ng/g 時(shí),添加回收率在81.8%~100.3%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(Relative standard deviation,RSD) 在0.4%~12%,說(shuō)明ELISA 法檢測(cè)牛肉、羊肉、豬肉和雞肉中FQS 準(zhǔn)確、可靠,且重復(fù)性好、精密度高。
李燕君等[34]利用ELISA 法同時(shí)檢測(cè)牛奶中環(huán)丙沙星、恩諾沙星、諾氟沙星等6 種FQS 殘留,該方法的IC50 范圍在0.254~0.361 μg/L,最低檢測(cè)限為1.48 μg/L,在牛奶中添加5 μg/L 環(huán)丙沙星、恩諾沙星、諾氟沙星等6 種FQS 類(lèi)藥物時(shí),回收率為87.20%~115.92%;同一批內(nèi)的變異系數(shù)均小于15.0%,不同批間的變異系數(shù)均小于16.0%。該方法的精密度(變異系數(shù))、回收率和最低檢測(cè)限等均符合獸藥殘留試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范的要求,且回收率和最低檢測(cè)限與高效液相色譜法相接近,具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度,并且操作相對(duì)簡(jiǎn)單,容易在基層工作中推廣普及,適合進(jìn)行大批量樣本的快速檢測(cè)。
孫曉崢等[35]用間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA(ci-ELISA)試驗(yàn)成功地檢測(cè)了肉雞組織中環(huán)丙沙星(CIP)的殘留,將敏感性強(qiáng)的單抗與膠體金顆粒標(biāo)記作為金標(biāo)墊,以CIP-BSA 偶聯(lián)蛋白為檢測(cè)線,以兔抗鼠IgG 作為質(zhì)控線,組裝了檢測(cè)FQS 藥物的膠體金免疫層析試紙條,檢測(cè)肉雞中CIP 的殘留,結(jié)果表明該方法對(duì)10 種FQS 檢測(cè)均為陽(yáng)性,而檢測(cè)的4 種常見(jiàn)藥物均為陰性。對(duì)環(huán)丙沙星、培氟沙星、達(dá)氟沙星的檢測(cè)限為3.2 ng/mL,對(duì)沙拉沙星、二氟沙星、麻保沙星的檢測(cè)限為6.4 ng/mL。該方法操作簡(jiǎn)單,檢測(cè)所需時(shí)間短、靈敏度較高、特異性較強(qiáng),為大量樣品的篩選和快速檢測(cè)提供了一種可靠的方法。
Yuan等[36]利用一種基于等離子體銀納米棱鏡(AgNPR)氧化蝕刻的酶聯(lián)免疫吸附法(pELISA),用于達(dá)氟沙星的定性和定量檢測(cè)。該方法以AgNPR 作為信號(hào)轉(zhuǎn)換器,通過(guò)引入生物素標(biāo)記的單克隆抗體、鏈霉親和素和生物素化葡萄糖氧化酶構(gòu)建間接競(jìng)爭(zhēng)的pELISA,催化H2O2的生成來(lái)刻蝕AgNPR。該方法對(duì)牛奶中達(dá)氟沙星的定量檢出限為0.24 ng/mL,定性檢測(cè)限為0.32 ng/mL,平均回收率為103%~121%,變異系數(shù)為0.6%~3.41%。用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法進(jìn)一步證實(shí)了上述回收結(jié)果。根據(jù)結(jié)果可知,AgNPR 蝕刻pELISA法對(duì)牛奶中達(dá)氟沙星的定量和定性檢測(cè)具有較高靈敏度、準(zhǔn)確性和可靠性,可以用作牛奶中氟喹諾酮類(lèi)藥物的殘留檢測(cè)。
不同分析方法對(duì)FQS 的檢測(cè)結(jié)果優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表3。盡管相比于HPLC 和HPLC-MS,ELISA 的檢出限和定量限較高,但仍遠(yuǎn)低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)。該方法具有操作簡(jiǎn)單,所需時(shí)間短、成本低等諸多優(yōu)勢(shì),適用于作為食品中FQS 類(lèi)藥物殘留的初步檢測(cè)。近年來(lái),ELISA 為FQS 殘留檢測(cè)提供了諸多便利。隨著科學(xué)發(fā)展,基于免疫法的檢測(cè)方法不斷創(chuàng)新,靈敏度不斷提高,今后的研究重點(diǎn)可側(cè)重于提高該方法的穩(wěn)定性和特異性。
隨著分析技術(shù)和新型材料的快速發(fā)展,HPLC、HPLC-MS/MS、ELISA 等方法被廣泛應(yīng)用于FQS 殘留的檢測(cè)。目前常用的HPLC 法雖然準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好,但所需儀器昂貴、操作復(fù)雜、對(duì)樣品的前處理繁瑣等。隨著免疫技術(shù)的不斷發(fā)展,使用ELISA 法檢測(cè)FQS 殘留的研究越來(lái)越多,該方法靈敏度較高、特異性強(qiáng),相比于HPLC 法具有簡(jiǎn)便、快捷等優(yōu)勢(shì),適用于對(duì)樣品的初步殘留檢測(cè)。因此,可以預(yù)測(cè)ELISA 法將會(huì)在快速篩選大批量樣品的FQS 殘留中發(fā)揮重要作用。