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QuEChERS方法在水产品药物残留检测中的应用研究进展

时间:2018-03-05 21:01:42    来源:互联网整理    作者:匿名  浏览次数:
[导语]   摘要 水产品中的药物残留会严重威胁食品安全,因水產品基质复杂,不同种类药物性质差异大,常规分析方法以分类检测为主,检测周期长、成本高、效率低。QuEChERS方法具有快速、简便

摘要 水产品中的药物残留会严重威胁食品安全,因水產品基质复杂,不同种类药物性质差异大,常规分析方法以分类检测为主,检测周期长、成本高、效率低。QuEChERS方法具有快速、简便、环保、灵活等优点,本文重点关注QuEChERS方法在水产品多环芳烃、激素、兽药、非法添加物等残留检测中的应用,并对QuEChERS方法在检测中的发展趋势进行展望,以期为QuEChERS方法在水产品中药物残留检测提供参考。

关键词 水产品;QuEChERS;药物残留;检测

中图分类号 S948 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)17-0257-03

Research Progress on Application of QuEChERS for Detection of Drugs Residues in Aquatic Products

WANG Miao WANG Yan WU Yan-yun FANG Xiao-yan

(Chengdu Testing Center of Agriculture Quality Supervision,Chengdu Sichuan 610041)

Abstract The drugs residues in aquatic products will exert a serious influence on food safety.Because of complex matrix in aquatic product,the normal analysis methods are based on classification detections.So many problems also appear,such as a longer testing cycle,high cost and inefficiency.The QuEChERS method has the advantages of fast,simple,environmentally,flexible and so on.The paper focused on the application of QuEChERS method in the detection of the PAHs,the hormones,the chemical drugs added illegally,veterinary drugs,etc.In addition,the trends of QuEChERS in the future were forecasted,which could provide references for the detection technology of drug residues in aquatic products.

Key words aquatic products;QuEChERS;drugs residues;detection

QuEChERS方法是由美国农业部ARS化学家Steven J.Lethotay和德国斯图加特CVUA实验室的Michelangelo Anastassiades[1]于2003年提出的一种快速、简单、经济、高效、抗干扰、安全的样品前处理技术,主要利用吸附剂填料吸附基质中的杂质,从而达到净化样品、去除杂质的目的,基本操作仅需振荡和离心。与固相萃取柱净化法相比,其具有速度快、回收率高、稳定性好、溶剂用量少、样品制备简便等优点。该方法最初在农药多残留检测中使用[2],后来逐渐被开发用于动物源食品中药物残留检测的前处理工作。

水产品基质复杂,含有大量的脂肪、蛋白质、碳水化合物以及色素等杂质,不同目标物之间结构和理化性质差异较大,通常以分类检测为主,存在检测周期长、成本高等缺点。而QuEChERS方法具有快速、简单、灵活等特点,可用于不同性质药物的快速筛查。QuEChERS方法还可根据待测物质、样品基质、仪器和实际分析要求的需要,对净化剂、盐量、水含量和吸附剂的种类、比例等进行调整,以满足不同的分析需求。经典QuEChERS的常用提取剂有乙腈、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷等。乙腈和甲醇都有沉淀蛋白的作用,甲醇与蛋白质形成絮状沉淀;乙腈则与蛋白质形成致密沉淀,更易离心除去;乙酸乙酯极性小于乙腈,会提取出大量弱极性杂质,增加后续净化的难度,同时会降低回收率,影响精密度;丙酮作提取液时,提取大分子杂质和小分子杂质均较多。混合溶剂可以提取性质差异较大的目标化合物,如甲酸、乙酸、Na2EDTA-Mcllvaine等,针对某些对pH敏感的目标化合物,还可通过调整提取剂的pH值,提高目标化合物回收率,如四环素类药物。

乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、中性氧化铝、C18、氨基(-NH2)、石墨化碳黑(GCB)等吸附剂是常用的分散固相萃取净化材料。PSA和-NH2能有效去除提取液中的脂肪酸、碳水化合物、酚类和少量色素;GCB能去除色素、类胡萝卜素、固醇和平面结构的杂质干扰[3],因动物源样品基质通常不存在叶绿素干扰,很少使用GCB;中性氧化铝和C18有良好的去除脂肪能力。为了达到更好的净化效果,降低仪器基线噪声,提升目标物的灵敏度,常将多种净化剂混合使用。随着研究的深入,增强基质去除脂质材料EMR-lipid(Enh-anced Matrix Removal-lipid)也被用于前处理,能有效去除提取液中的非极性干扰物质[4]。作为脱水剂,MgSO4比Na2SO4吸水能力更大,MgSO4发生水合反应时会释放热量,利于提取,但如果释放的热量过多,也会导致一些易挥发药物的损失,脱水剂的用量应根据试验需求进行调整。

传统QuEChERS方法是将样品匀浆后加入提取试剂进行振摇提取,多采用人工振摇,耗时耗力。目前已有研究选用均质提取,采用振摇与超声提取相结合的方式,在前处理中加入超声波提取,能使样品与提取试剂充分接触,提高提取效果。目前,QuEChERS方法已经在农产品、畜禽产品、水产品、食品、环境样品的检测中得到较为广泛的应用。本文对QuEChERS方法在水产品中多环芳烃、激素、兽药残留、非法添加物的检测研究进展进行分类叙述。endprint

1 多环芳烃检测

多环芳烃(PAHs)属持久性有机污染物,在环境中不易分解,具有致癌、致突变、致畸性[5]和干扰内分泌作用[6],高脂溶性导致其易在水生生物中富集,对水生生物和人类健康形成威胁。水产品含有大量的脂肪、蛋白质、碳水化合物以及色素等杂质,介于PAHs的脂溶性特征,常采用皂化反应或固相萃取去除脂类物质的干扰,前处理复杂,不仅耗时长且化学试剂用量大。万译文等[7]将样品经水分散,乙腈提取,C18与中性氧化铝净化后,采用荧光-紫外检测器串联的方法检测萘、芴、蒽等16种多环芳烃,检出限为0.5~5.0 μg/kg,相对标准偏差为1.7%~9.2%,加标回收率可达71.8%~98.8%。唐子刚等[8]通过对QuEChERS方法中萃取条件的优化,建立了适用于鱼体样本中有机氯和多氯联苯17种持久性有机污染物残留的气相色谱-电子捕获检测器分析方法,0.5~200.0 μg/kg浓度范围内相关系数>0.994 1,检出限为0.01~0.20 μg/kg,回收率为51.9%~112.9%。郭萌萌等[9]用高速均质提取代替传统QuEChERS方法中的振摇提取,以 Florisil+C18 为混合萃取剂装填固相萃取小柱净化代替PSA分散填料净化,二极管阵列和荧光检测器联用进行检测,16种多环芳烃检出限为0.1~3.6 μg/kg,在鲤鱼、对虾和牡蛎中进行加标回收试验,回收率为75.0%~118.2%。王彬[10]将鱼肉经含1%冰乙酸的乙腈提取,分散固相萃取,GC-ECD测定7种多氯联苯残留量,含量为1~200 μg/L时相关性良好,加标回收率为76.4%~104.4%,检出限为0.2~0.5 μg/kg。

2 激素残留检测

己烯雌酚和雌二醇作为生长促进剂,曾被广泛应用于水产养殖行业,因其可导致机体代谢紊乱、发育异常或肿瘤等,我国农业部于2002年禁止在畜禽、水产养殖过程中使用己烯雌酚、雌二醇等雌激素。马丽莎等[11]建立了QuECh-ERS/GC-MS方法测定鱼、虾中雌二醇与己烯雌酚含量,选用乙酸乙酯为提取剂,中性氧化铝为基质净化剂,内标法定量,检出限分别为0.3 μg/kg和0.5 μg/kg。李詩言等[12]用美国Agilent公司的增强型去除脂类基质吸附剂EMR-Lipid吸附去除鱼肉中的脂类物质,再盐析脱水净化,建立了四级杆飞行时间质谱快速测定法,可同时测定雌雄激素、孕激素和糖皮质激素等14种激素。

3 非法添加物质检测

孔雀石绿(Malachite green,MG) 与结晶紫(Crystal violet,CV) 属于三苯甲烷类染料,在水产养殖和运输过程中,常被用于水体消毒和预防鱼病害。由于孔雀石绿和结晶紫及其代谢物均有潜在致癌、致畸、致突变作用,已被大多数国家禁止用于水产养殖业。刘书贵等[13]运用QuEChERS方法研究鲮体内孔雀石绿及其代谢物残留及消除规律,以乙腈为萃取溶剂,无水硫酸镁为脱水剂,PSA与GCB为分散吸附剂。欧阳燕玲等[14]运用QuEChERS方法提取鱼肉中的孔雀石绿、结晶紫及其代谢物,经高效液相色谱测定,发现孔雀石绿与结晶紫含量为10~200 μg/L,隐色孔雀石绿、隐性结晶紫含量在2.0~40.0 μg/L范围内有良好的线性关系(r>0.999),检测限为0.36~5.10 μg/kg,平均加标回收率为69%~118%,相对标准偏差为1.8%~10.0%。朱程云等[15]通过对前处理中提取剂体积、提取次数以及分散固相萃取材料种类的优化,发现反相/强阴离子交换材料(C18SAX)能有效提高回收率,经高效液相色谱测定,鱼肉中孔雀石绿、结晶紫及其代谢物在0.5~100.0 mg/mL范围,相关系数>0.999 8。

β-受体激动剂是一类具有苯乙醇胺结构的肾上腺素类合成药物[16],若给动物非法喂食β-受体激动剂能够促进动物生长,提高饲料转化率,降低动物的脂肪率;过量摄入β-受体激动剂可导致急性中毒,长期食用有β-受体激动剂残留的动物组织,会严重威胁人类健康[17]。梁飞燕等[18]选用含有络合剂的Na2EDTA -Mcllvaine 缓冲溶液(pH 值4.0) 与5%乙酸乙腈为提取溶剂,-NH2为吸附剂,0.1%甲酸-25%乙腈水溶液作为复溶溶剂,结合HPLC-MS方法可以同时检测猪肉中磺胺类及其增效剂、β-受体激动剂、四环素类、喹诺酮类、抗病毒类、孕激素类、蛋白同化激素类共7类35种兽药的方法。

4 兽药残留检测

兽药残留是当前食品安全的重要问题,目前有近100种兽药在使用,不同药物的理化性质存在较大差异,传统的兽药残留分析通常以分类检测为主,若需要检测多类兽药,则需进行多次样品前处理,检测周期长、成本高、效率低。因此,建立快速、有效、灵敏、可靠且实用的兽药残留分析方法对于食品安全具有重要的现实意义,QuEChERS方法的灵活性和可塑性,能满足多种类药物残留同时检测的要求。

李 晴等[19]选用Na2EDTA-Mcllvaine 缓冲液使样品分散,乙腈为提取剂,无水MgSO4为脱水剂、C18和 PSA为净化剂,四级杆飞行时间串联质谱(Q-TOF-MS)为检测手段,可以快速筛查鱼肉中的四环素类、磺胺类、喹诺酮类、三苯甲烷类、雄激素、孕激素和糖皮质激素共7类59种药物,检出限为0.5~5.3 μg/kg。针对水产品高蛋白、高脂肪的特点,陈国栋等[20]采用QuEChERS和液相-飞行时间质谱联用的方法检测虾肉中的四环素类、磺胺类、喹诺酮类等 13 种抗生素和兽药,回收率可达58%~133%,检测限为0.06~7.00 μg/kg。胡红美等[21]将鱼肉样品经酸乙酯萃取、正己烷初步净化后,再采用分散固相萃取净化、硅烷化试剂衍生,气相色谱ECD检测,氯霉素与氟苯尼考检出限分别为0.1、0.3 μg/kg。

5 发展趋势endprint

QuEChERS方法具有快速、简单、环保、灵活等优点,已被广泛应用于水产品中各类残留物检测,针对多种不同性质药物同时测定的方法开发日益受到重视,多类型混合提取方式能够满足多种类不同性质药物同时检测的要求。向样品中添加陶瓷均质子,可以更好地打碎结块,使样品更加分散,提高提取效率。现在传统的手工振摇提取已不能满足大批量样品检测的需求,均质提取、振摇与超声相结合的提取方式能有效提高工作效率,研发半自动或全自动提取仪,将是未来关注的热点。

6 参考文献

[1] ANASTASSIADES M,LETHOTAY S J,STANBHER D,et al.Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitionin-ganddispersive solid-phaseextractionfor the determination of pesticide residues in produce[J].Journal of AOAC International,2003,86(2):412-431.

[2] LESUER C,KNITTL P,GARTNER M,et al.Analysis of 140 pesticides from converntional farming foodstuff samples afterExtraction with the modified QuEChERS method[J].Food control,2008,19(9):906-914.

[3] 张芬,张新忠,罗逢健,等.QuEChERS净化GC/ECD测定茶叶与土壤中噻虫嗪、虫螨腈及高效氯氟氰菊酯残留[J].分析测试学报,2013,32(4):393-400.

[4] 曲斌,耿士伟,陆桂萍,等.新型 QuEChERS方法结合液相色谱串联质谱法快速测定猪肝中β-受体激动剂残留[J].食品安全质量检测学报,2015,6(12):4747-4754.

[5] XUE W,WARSHAWSKY D.Metabolic activation of polycyclic and het-erocyclic aromatic hydrocarbons and DNA damage:A review[J].Toxicolo-gy and Applied Pharmacology,2005,206(1):73-93.

[6] JOSEPH S.Review of the estrogenic and antiestrogenic activity of polyc-yclic aromatic hydrocarbons:Relationship to carcinogenicity[J].Chemos-phere,1997,34(4):835-848.

[7] 万译文,黄向荣,陈湘艺,等.QuEChERS/高效液相色谱法同时测定水产品中16种多环芳烃[J].湖南师范大学自然科学学报,2014,37(1):42-47.

[8] 唐子刚,王琳,郭晓青,等.基于QuEChERS和GC-ECD 法检测鱼体中17种有机氯农药和多氯联苯残留[J].世界科技研究与发展,2015,37(3):277-280.

[9] 郭萌萌,吴海燕,杨帆,等.改进的QuEChERS-高效液相色谱法测定水产品中16种多环芳烃[J].环境化学,2013,32(6):1025-1030.

[10] 王彬.QUECHERS-气相色谱法鱼肉中多氯联苯残留分析方法的研究[J].现代食品,2016,14:107-110.

[11] 马丽莎,戴晓欣,谢文平,等.QuEChERS/GC-MS 法同时测定鱼、虾中的雌二醇与己烯雌酚残留[J].分析测试学报,2015,34(1):62-66.

[12] 李诗言,王扬,周凡,等.新型QuEChERS方法结合高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱法快速测定鱼肉中14种激素[J].中国渔业质量与标准,2016,6(5):52-59.

[13] 刘书贵,尹怡,李丽春,等.QuEChERS结合HPLC-MS-MS测定鲮体内孔雀石绿及其代谢物残留及消除规律[J].中国渔业质量与标准,2016,6(5):45-50.

[14] 欧阳燕玲,謝维平,苏碧玲,等.QuEChERS UHPLC 测定淡水鱼中孔雀石绿结晶紫及其代谢物[J].中国卫生检验杂志,2013,23(11):2445-2452.

[15] 朱程云,魏杰,董雪芳,等.改进的QuEChERS方法用于鱼肉中孔雀石绿、隐色孔雀石绿、结晶紫和隐色结晶紫的快速检测[J].色谱,2014,32(4):419-425.

[16] 王培龙.β-受体激动剂及其检测技术研究[J].农产品质量与安全,2014,(1):44-52.

[17] 李俊锁,邱月明,王超.兽药残留分析[M].2版.上海:上海科技出版社,2002:641.

[18] 梁飞燕,张科明,卢日刚.QuEChERS方法净化UPLC-MS检测猪肉中35种兽药残留[J].安徽农业科学,2016,44(25):41-45.

[19] 李晴,罗太辉,黄晓兰.四级杆飞行时间串联质谱高通量筛查鱼肉中的药物残留[J].分析化学,2014,25(10):1478-1485.

[20] 陈国栋,王颖.检测水产品中兽药残留的QuEChERS方法应用进展[J].食品安全导刊,2015(33):159-161.

[21] 胡红美,郭远明,雷科,等.分散固相萃取净化气相色谱法测定水产品中氯霉素和氟苯尼考[J].食品科学,2014,35(8):231-235.

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