化学检测技术在兽药残留检测中的应用

摘 要：化学检测技术因其高灵敏度、高准确性和高分辨率，在兽药残留检测领域发挥着重要作用。本文通过介绍化学检测技术的基本原理，探讨这些技术在兽药残留检测中的具体应用，并针对现有技术的局限性，提出优化检测方法和研发新型化学检测技术等措施，旨在为提高兽药残留检测的效率和准确性提供理论支持和实践指导。

关键词：化学检测技术；兽药残留；色谱技术；光谱技术；质谱技术

The Application of Chemical Detection Technologies in the Detection of Veterinary Drug Residues

LI Xiaofeng

（Guangxi Research Institute of Chemical Industry Co.， Ltd.， Nanning 530000， China）

Abstract： Chemical detection technology plays an important role in the field of veterinary drug residue detection due to its high sensitivity， accuracy， and resolution. This article introduces the basic principles of chemical detection technology， explores the specific applications of these technologies in the detection of veterinary drug residues， and proposes measures such as optimizing detection methods and developing new chemical detection technologies to address the limitations of existing technologies. The aim is to provide theoretical support and practical guidance for improving the efficiency and accuracy of veterinary drug residue detection.

Keywords： chemical detection technology; veterinary drug residues; chromatography; spectroscopy; mass spectrometry

随着畜牧业的快速发展，兽药的应用范围不断扩大，兽药残留问题逐渐凸显，对食品安全和人类健康构成了潜在威胁。因此，实现准确、高效的兽药残留检测已成为保障食品安全的重要环节。化学检测技术作为分析化学的重要分支，凭借其高灵敏度、高准确性和高分辨率，在兽药残留检测中发挥着不可替代的作用。

1 化学检测技术概述

1.1 化学检测技术原理

化学检测技术作为分析化学的重要分支，运用化学原理和方法对物质进行定性、定量及结构分析。该技术体系庞大且多样，根据检测原理和目的的不同，主要分为色谱技术、光谱技术、质谱技术及其联用技术。色谱技术基于不同物质在固定相和流动相之间的分配差异进行分离和分析，能够将复杂的混合物中的各组分逐一分开，为后续的定性和定量分析提供基础。光谱技术利用物质与电磁辐射相互作用时产生的光谱特性进行分析。无论是紫外光谱、可见光谱还是红外光谱，都如同物质的“指纹”，能够揭示出物质的独特性质。质谱技术通过将物质离子化，并根据离子的质荷比进行分离和检测，进而明确分子的结构和组成。

1.2 兽药残留检测中的化学检测机制

兽药残留作为食品安全领域的一个重要议题，其化学特性对于检测技术的选择具有决定性影响。兽药残留通常具有复杂的化学结构，如苯环、羟基、氨基等多种官能团，赋予了它们特定的化学性质和反应活性。化学检测技术与兽药残留之间的相互作用机制主要依赖于兽药残留与检测试剂之间的化学反应。例如，在色谱分析中，兽药残留与色谱柱上的固定相之间会发生吸附-解吸作用，从而实现有效分离；在光谱分析中，兽药残留会吸收或发射特定波长的光，形成特征光谱；而在质谱分析中，兽药残留会被离子化，形成具有特定质荷比的离子。

以高效液相色谱技术（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）为例，该方法利用高压泵将流动相泵入色谱柱，使兽药残留各组分在色谱柱上得到分离，并通过检测器进行检测。HPLC具有分离效率高、灵敏度高、重现性好等优点，因此广泛应用于兽药残留的检测中。光谱法也是兽药残留检测中的常用方法之一。以紫外-可见光谱法为例，该方法利用兽药残留对紫外-可见光的吸收特性进行分析。不同兽药残留具有不同的吸收光谱，通过比较这些吸收光谱可以鉴别和定量兽药残留[1]。紫外-可见光谱法操作简便、快速，适用于大量样品的初步筛选。质谱法及其联用技术在兽药残留检测中展现了强大的分析能力。以液相色谱-质谱联用技术（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）为例，该方法将液相色谱的分离能力与质谱的鉴定能力相结合，实现了对兽药残留的高灵敏度、高选择性检测。LC-MS能够同时检测多种兽药残留，且检测限低、准确性高，是兽药残留检测领域的重要发展方向。

2 化学检测技术在兽药残留检测中的应用

2.1 色谱技术

色谱技术作为分析化学中的一项关键技术，以其高效、准确的分离和分析能力，在兽药残留检测领域发挥着重要作用。色谱技术的基本原理在于利用不同物质在固定相和流动相之间的分配差异，实现混合物的有效分离。根据分离机理和流动相的不同，色谱技术主要分为液相色谱（Liquid Chromatography，LC）和气相色谱（Gas Chromatography，GC）。在兽药残留检测中，这两种方法是最为常用的检测技术。

液相色谱适用于极性较强且热稳定性较差的兽药残留分析，如抗生素类药物。其具体操作流程包括样品前处理、色谱柱选择、流动相配置和仪器参数设置等步骤。通过优化这些条件，可以显著提升兽药残留的分离效率和检测精度。例如，在检测牛奶中的青霉素类药物残留时，可采用反相液相色谱法，以甲醇-水为流动相，通过梯度洗脱实现药物的有效分离和检测。相比之下，气相色谱则适用于挥发性较强且热稳定性良好的兽药残留分析，如拟除虫菊酯类药物。其操作流程与液相色谱相似，但在进样前需对样品进行衍生化处理，以提高其挥发性和热稳定性。气相色谱法以其高分离效率、高灵敏度和快速分析的优点，在兽药残留检测中得到广泛应用。色谱技术在兽药残留检测中的优势在于其高选择性和高灵敏度。通过选择合适的色谱柱和流动相，可以实现对特定兽药残留的选择性检测。此外，色谱技术还可以与其他检测技术（如质谱技术）联用，进一步提高检测结果的准确性和可靠性。例如，在检测猪肉中的磺胺类药物残留时，液相色谱-质谱联用技术能够实现药物的定性和定量分析。

2.2 光谱技术

光谱技术作为一种重要的化学检测技术，利用物质与电磁辐射相互作用所产生的光谱特性进行定性和定量分析。根据电磁辐射波长的不同，光谱技术可分为紫外光谱、红外光谱、可见光谱等多种类型。在兽药残留检测中，紫外光谱和红外光谱是最为常用的两种光谱技术。紫外光谱主要适用于具有紫外吸收特性的兽药残留分析，如苯并咪唑类药物。通过测量样品在特定波长下的吸光度，可以实现对药物的定量检测。红外光谱则适用于含有特定官能团的兽药残留分析，如酰胺类药物。通过测量样品在红外光谱区的吸收峰位置和强度，可以推断出药物的化学结构和组成。光谱技术在兽药残留检测中的应用关键在于选择合适的测量波长和光谱仪器参数，并且需要注意样品的制备和前处理过程，以避免干扰物质对测量结果的影响。例如，在检测鸡肉中的喹诺酮类药物残留时，采用紫外光谱法并通过优化测量波长和样品前处理条件，实现药物的准确测定。

2.3 质谱及其联用技术

质谱技术作为一种具备高灵敏度和高分辨率的检测技术，通过将样品离子化并根据离子的质荷比进行分离和检测，实现对物质的精准定性和定量分析。该技术以其低检测限、高准确性以及提供详尽分子结构信息等优势，在兽药残留检测领域得到了广泛应用。质谱联用技术，如液相色谱-质谱联用（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）和气相色谱-质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS），结合了色谱技术的高效分离能力与质谱技术的精确鉴定能力，实现对兽药残留的高灵敏度、高选择性检测。LC-MS技术适用于极性较强、热稳定性较差的兽药残留分析，而GC-MS技术则适用于挥发性较强、热稳定性较好的兽药残留分析。在兽药残留的定性和定量分析中，质谱技术展现出强大的分析能力[2]。通过质谱图可以推断出兽药的分子结构和组成，从而实现对其的定性分析；结合标准品或内标物，则可进一步实现定量分析。例如，在检测鱼肉中的硝基呋喃类药物残留时，可采用LC-MS技术，通过比较样品与标准品的质谱图，能够准确地完成药物的定性和定量分析。

3 化学检测技术优化措施

3.1 化学检测技术的方法改进

针对现有化学检测技术的方法改进，主要从以下几个方面入手。①在灵敏度方面，可以通过改进仪器设计来增强对微量成分的检测能力，从而提高检测灵敏度。具体措施包括提高光源强度、优化检测器结构以及采用更高效的信号放大技术[3]。例如，在LC-MS技术中，通过优化离子化源和质谱仪的参数设置，可以显著提高对兽药残留的检测灵敏度。②在准确性方面，可以通过改进色谱柱的填料材料、优化流动相组成以及采用更精确的定量方法来实现准确性的提升。例如，在气相色谱检测中，选择合适的色谱柱和温度程序，可以有效分离结构相似的化合物，减少相互干扰，从而提高检测的准确性。③在稳定性方面，可以从仪器校准、样品前处理、数据分析等多个环节入手，通过定期校准仪器、采用标准化的样品前处理流程以及开发稳健的数据分析算法来提高检测稳定性。例如，在兽药残留检测中，通过建立严格的质量控制体系，确保每一步操作都符合规范，可以显著提高检测结果的稳定性。

3.2 新型化学检测技术的探索与开发

新型化学检测技术的研发进展与趋势主要体现在高灵敏度、高分辨率、快速检测以及多组分同时分析等方面。随着科技的不断进步，超高效液相色谱、高分辨质谱、纳米传感器等新型检测技术不断涌现，为兽药残留检测提供了新的手段[4]。

超高效液相色谱技术通过采用更小的颗粒填料和更高的压力，实现更快的分离速度和更高的分离效率，从而有效提高对微量成分的分离和检测能力。高分辨质谱技术则通过提高质谱仪的分辨率和质量准确度，实现对复杂样品中多种兽药残留的同时定性和定量分析，这不仅提高检测的准确性和可靠性，还为兽药残留的多组分同时分析提供了新的思路和方法。纳米传感器技术作为一种新兴的检测技术，具有体积小、灵敏度高、响应速度快等优点。在兽药残留检测中，纳米传感器可以通过特异性识别目标分子实现快速、准确的检测。例如，基于金纳米粒子的比色传感器已经被成功应用于抗生素类药物残留的快速检测。

3.3 化学检测技术在实际应用中的优化

化学检测技术在实际应用中的优化分为以下几个方面。①针对样品前处理环节，可以通过优化提取方法、净化步骤和浓缩过程来减少干扰物质的影响，提高目标成分的回收率[5]。例如，在兽药残留检测中，采用固相萃取或液液萃取等技术，可以有效提取和净化样品中的兽药残留物。②在仪器操作方面，可以通过优化仪器参数、校准方法和数据分析流程，来提高检测的灵敏度和准确性。例如，在液相色谱检测中，通过调整流动相的组成和流速来优化色谱分离效果；而在质谱检测中，选择合适的离子化方式和质谱仪参数设置，可以提高检测的灵敏度和选择性。③在数据处理阶段，引入更先进的算法和软件，如机器学习或深度学习算法，有助于提高复杂的质谱数据自动识别和分类的准确性和效率。

4 结语

化学检测技术在兽药残留检测中发挥着至关重要的作用。通过不断改进和优化检测技术，提高检测的灵敏度和准确性，可以更有效地监控兽药残留，保障食品安全和公共健康。未来，随着科技的进步和新型检测技术的不断涌现，兽药残留检测将变得更加高效、准确，为食品安全提供更为坚实的技术保障。

参考文献

[1]墨瑾瑜，林茜.鸡蛋中兽药残留的检测方法及防控措施[J].现代食品，2023，29（1）：25-27.

[2]马颖清，王敏，丰东升，等.我国禽蛋兽药残留限量标准和检测标准现状分析[J].上海农业科技，2022（6）：

37-39.

[3]李汉中.酶联免疫吸附试验在兽药残留检测应用中的体会[J].河北农业，2023（4）：78-79.

[4]付雷明，张欣达，张伟，等.化学衍生化技术在兽药残留检测中的应用[J].动物医学进展，2023，44（10）：95-100.

[5]程俊嘉，刘冬梅，文虎.畜产品中兽药残留的快速检测方法及相关研究[J].今日畜牧兽医，2024，40（4）：14-16.

作者简介：李小凤（1994—），女，壮族，广西南宁人，本科。研究方向：兽药方面、化学技术。