动物性食品中兽药残留的快速检测技术

摘 要：近年来，我国食品安全事故时有发生，其中不少食品安全事故是由动物性食品中兽药残留超标或违规使用禁用药物导致的。本文通过综述动物性食品中兽药残留快速检验的方法原理和应用案例，总结各类快速检测方法的优势和不足，为兽药残留检测领域的快速检验提供参考。

关键词：动物性食品；兽药残留；快速检测

Rapid Detection of Veterinary Drug Residues in Animal Derived Food

YU Aiping

（Shanghai Chongming Institutes for Food and Drug Control， Shanghai 202150， China）

Abstract： In recent years， food safety accidents have occurred frequently in China， many of which are caused by excessive residues of veterinary drugs in animal food or the illegal use of prohibited drugs. The principle and application cases of rapid detection of veterinary drug residues in animal derived foods were reviewed， and the advantages and disadvantages of various rapid detection methods were summarized， so as to provide reference for rapid detection of veterinary drug residues.

Keywords： animal derived food; veterinary drug residue; rapid detection

食品安全问题已经成为我国社会普遍关注的重大公共安全问题，2021年央视“3·15”晚会曝光了“养羊大县”河北省青县养羊产业中违规使用瘦肉精的问题，问题羊肉流入全国多地，造成了食品安全风险。2011年央视“3·15”晚会，曝光了双汇在食品生产中使用“瘦肉精”猪肉，引起舆论哗然，至此“兽药残留”问题逐步进入公众视线。以上海为例，2022年前3季度，上海市市场监管部门在食品安全抽检监测年度计划中发现的1 275批次不合格食品中，兽药残留超标占不合格项目总量的11.67%，与之相比，人们普遍较为关注的超范围、超限量使用食品添加剂只占不合格项目总量的2.80%[1]。数据表明，兽药残留逐渐成为影响我国食品安全的重要因素，因此合理使用兽药并对食品中兽药残留进行控制成为保障食品安全的重要环节。

1 兽药使用及动物性食品中兽药残留的现状

兽药是一种用于预防、治疗、诊断动物疾病或者有目的地调节动物生理机能的物质。常见的兽药主要包括血清制品、疫苗、诊断制品、微生态制品、中药材、中成药、化学药品、抗生素、生化药品、放射性药品及外用杀虫剂、消毒剂等[2]。在饲养环节合理使用兽药可以有效抵御动物病虫害的侵扰，提高生产效益，然而过度使用兽药或者使用禁用的兽药产品，会引发动物疾病、基因突变等不良后果，从而威胁食品安全。基于此，国家制定了针对食用动物兽药残留水平的食品安全国家标准。

兽药残留是指对食品动物用药后，动物产品的可食用部分中所有与药物有关的物质残留，包括药物原型或（和）其代谢产物。根据不同兽药的毒理学特性和对人体危害程度，我国制定了104种兽药的最大残留限量，规定了154种允许用于食品动物，但不需要制定残留限量的兽药，规定了9种允许治疗用，但不得在动物性食品中检出的兽药[3]，同时我国规定了禁止在动物性食品中使用的化合物清单。

为解决兽药滥用和超范围使用的问题，保证动物性食品的卫生安全，除了做好兽药的源头监管外，我国还针对兽药残留标志物进行监测和风险控制，制定了兽药残留检测标准。在日常监管过程中，为了快速得到风险监测结果，可采用快速检测技术对残留标志物进行检测，此外，需要对动物性食品进行实验室检测，以得到准确的兽药残留数据，从而对动物性食品安全风险进行有效监管。

2 兽药残留的快速检测技术

传统的兽药残留检测方式通常是基于大型仪器分析的实验室检测法，如气相色谱法（Gas Chromatography，GC）、高效液相色谱法（High-Performance Liquid Chromatography，HPLC）或与质谱（Mass Spectrometry，MS）相结合的色谱方法。这些方法虽然提供了丰富的定性和定量手段，同时检测精度也相对较高，但具有需要复杂的前处理方法、检测人员需要进行专业的培训、仪器设备价格相对较高等缺陷，不利于大批量、快速的日常风险监测。

随着科学技术的发展，方便、高灵敏度的兽药残留快速检测方法逐步成为日常风险监测的主要手段。虽然快速检测法的准确度和精密度不如实验室方法，但这些方法可以作为实验室检测的一种补充，特别是作为大规模样品中检测的预筛选方法。因此，寻找快速、灵敏高的兽药残留检测方法也成了重要的研究方向。

2.1 免疫分析技术在兽药残留快速检测中的应用

免疫分析技术是利用抗原、抗体的特异性反应，对目标化合物进行检测的一种技术手段，常用的方法为酶联免疫吸附技术（Enzyme-linked Immunosorbent Assay，ELISA）和胶体金免疫层析法（Gold Immunochromatographic Assay，GICA）两种。酶联免疫吸附技术是通过抗原、抗体的特异性结合后催化酶反应底物发生显色变化，通过颜色的深浅变化进行定性、定量分析；胶体金免疫层析法是用胶体金作为示踪标记物，在抗原、抗体特异性反应处被截留而显色的定性、半定量分析方法，其特点是速度快、准确性高，已被广泛用于兽药残留的快速检测领域。

兽药残留及其代谢物的分子量通常小于1 000，一般认为是小分子物质，不具有免疫原性，被认为是一种半抗原，故通常将其与牛血清蛋白、卵清蛋白等蛋白质载体结合，偶联构成完全抗原，以此作为抗原参与免疫反应[4]。

2.1.1 酶联免疫技术的应用

张瑞凌等[5]采用酶联免疫法测定水产品中残留己烯雌酚的含量，检出限为0.35 μg·kg-1，回收率为77%～91%，其快速检测结果与HPLC/MS法测得的结果一致。梁娟等[6]采用酶联免疫法测定水产苗种中氯霉素残留量，检出限为0.025 μg·kg-1，平均回收率为71.2%～113.5%，满足快速筛查的检测要求。邢广旭等[7]采用酶联免疫法测定猪肉中的司帕沙星，其IC50为31 μg·L-1，批间平均回收率为102%～106%，且与恩诺沙星、环丙沙星等喹诺酮类药物不发生交叉反应，显示其准确性较高。陈曼娜[8]建立了一种酶联免疫法测定牛奶中多种磺胺类药物的残留量，结果显示7种磺胺在100～5 000 ng·mL-1的添加水平时，具有良好的回收率。

2.1.2 胶体金免疫技术的应用

周芳等[9]建立了一种免疫层析技术快速测定牛奶中地塞米松的方法，其检出限为0.07 ng·mL-1，制备的试纸条满足地塞米松残留的检测要求。张瑜等[10]建立了胶体金免疫层析法快速测定禽蛋中甲硝唑残留的方法，其检出限为0.5 μg·kg-1，假阳性率≤5%，假阴性率为0%，与其他8种硝基咪唑类药物有交叉反应，但甲硝唑的检出限最低。

2.1.3 免疫分析技术的不足

免疫分析技术在兽药残留检测中虽然有较好的应用，近些年对该类方法的开发也有了进一步的提升。但该技术需要针对某一药物残留制定特异性的抗原或抗体，这增加了研发的难度。同时在相关文献中发现其对同类药物会产生交叉反应，显示该类方法的特异性需要进一步提升。免疫分析方法不是一种通用的检测技术，如果提取不完全，某些特殊的样品基质会对检测结果产生干扰。

2.2 荧光分析技术在兽药残留快速检测中的应用

当分子受到某种波长的入射光照射时，会发出不同颜色和不同强度的可见光，当停止照射时，这种光线也会随之消失，这种光线称为荧光[11]。荧光分析技术已在实验室检测中得到了广泛应用，如液相色谱荧光检测器、原子荧光检测等，其特点是操作简单、干扰少、灵敏度较高，是实验室检测常用的一种方法。常见的荧光检测方法有荧光增强检测法、荧光淬灭与恢复检测法、荧光免疫分析法、分子印记聚合物荧光检测法、荧光适配体传感器检测法、比率荧光检测法和荧光比色分析法等[12]。荧光技术的应用主要依赖于荧光材料的荧光特性，随着材料学的发展，市售常见的荧光材料有普通荧光染料微球、量子点（Quantum Dots，QDs）半导体材料、时间分辨荧光材料、上转换发光纳米材料（Upconverting Nanopar-ticels，UCNPs）、磁性荧光纳米颗粒（Magnetic Nanoparticles，MNPs）和荧光蛋白标记材料等[13]。

2.2.1 荧光免疫分析技术

荧光免疫分析法是将抗原和抗体的特异性结合与荧光技术联用的一种检测手段。张正英等[14]采用时间分辨荧光定量免疫层析法，建立了一种测定牦牛肉中药物残留的方法，方法检出限为10 μg·kg-1，平均回收率为80.0%～120.0%，平均相对标准偏差为11%～15%，可在30 min内完成样品处理，在

10 min内完成定性检测，降低了检测成本。侯文慧[15]建立了一种基于抗沙丁胺醇的单克隆抗体的时间分辨荧光免疫分析方法，与克伦特罗的交叉反应率为2.29%，与莱克多巴胺没有交叉反应，方法检出限为0.136 ng·mL-1。

2.2.2 量子点荧光分析技术

量子点是一种直径介于1～10 nm半导体纳米微晶，其具有良好的光学特性，量子点成率高，毒性低，基于量子点设计的荧光探针，荧光强度较传统材料高。李研东等[16]通过制备量子点标记抗体，建立了动物性食品中四环素类药物残留量子点荧光免疫分析方法，对四环素、金霉素、土霉素的检出限分别为3.0 μg·kg-1、2.0 μg·kg-1、6.0 μg·kg-1，平均添加回收率为78.7%～97.0%，具有良好的准确度和可靠性。YANG等[17]采用微波辅助法，以木聚糖的氨水溶液为前驱体，构建对四环素类药物有特异性相应的碳量子点荧光材料，建立了一种检测四环素的传感平台，其检出限为6.49 μmol·L-1。

2.2.3 荧光分析技术的不足

荧光分析技术高度依赖材料科学的研究，对荧光材料具有较高的要求，限制了其在大规模检测中的应用。荧光技术大多与免疫技术联用，同时具有免疫技术的优缺点，依赖于免疫技术的发展和应用。与免疫技术不同的是，荧光技术可以通过仪器进行多重定量检测，可以同时进行多组分的分析，这类方法需要荧光定量分析仪的介入，更符合实验室检测的需求。食品的复杂机制可能会对荧光信号产生干扰，这就需要寻找一种有效的前处理方式和与之对应的荧光材料以消除其干扰，这对荧光分析技术在快速检测领域的应用有所限制。

2.3 表面增强拉曼光谱技术在兽药残留快速检测中的应用

表面增强拉曼光谱（Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS）是一种新型的快速检测方式，它将拉曼光谱和纳米材料结合，可以快速实现样品的无损检测[18]。当一定频率的入射光照射到有机分子表面时，会使有机分子振动方式和转动方向发生改变，不同的官能团会产生相应频率的散射光谱，称之为拉曼散射现象。根据拉曼散射的光谱不同，可以对有机物进行定性、定量分析，目前已被广泛应用于石油化工、环境、食品领域的检测中。普通的拉曼散射效应对于小分子物质非常弱，通常为10-8～