水产品中药物残留检测方法研究
作者: 高珊珊 李孟孟 陈相宇 徐伟 祁石刚摘 要:本文总结了水产品中药物残留检测方法的研究现状,分析了现有检测技术存在的主要问题,包括基质效应干扰、痕量残留检出率低及方法标准化不足等。同时针对这些问题,提出了建立基质效应校正模型、优化痕量富集技术、制定统一检测标准等优化对策。研究表明,多种先进分析技术的综合应用,可有效提高水产品药物残留检测的准确性和灵敏度,为确保食品安全提供技术支撑。
关键词:水产品;药物残留;检测方法;基质效应
Abstract: This article analyzes the current research status of drug residue detection methods in aquatic food, and analyzes the main problems of existing detection technologies, including matrix effect interference, low trace residue detection rate, and insufficient method standardization. In response to these issues, optimization strategies such as establishing a matrix effect correction model, optimizing trace enrichment techniques, and developing unified detection standards have been proposed. Research has shown that the comprehensive application of various advanced analytical techniques can effectively improve the accuracy and sensitivity of drug residue detection in aquatic food, providing technical support for ensuring food safety.
Keywords: aquatic food; drug residues; detection method; matrix effect
近年来,水产品养殖业蓬勃发展,为满足日益增长的消费需求,养殖过程中往往会使用多种药物来防治鱼虾疾病、促进其生长。但是,药物使用不当极易导致水产品中抗生素、驱虫剂等有毒有害物质的残留,给消费者身体健康带来安全隐患[1]。本文将围绕水产品药物残留检测技术,探讨目前存在的问题与挑战,并提出相应的优化对策,以期为水产品安全监管提供理论参考和技术支撑。
1 水产品的分类及药物残留种类
水产品按照养殖对象可分为鱼类、甲壳类、软体类等,其中鱼类又包括鲤鱼、鲇鱼、罗非鱼等多个品种;按加工方式可分为冰鲜水产、冷冻水产、干制水产以及熏制水产等形式。水产品种类多样,养殖中常用药物也呈现多样化特点,如氟苯尼考、土霉素等抗菌药物,本苯达唑、阿维菌素等驱虫药物,以及各种营养添加剂如维生素C、氯化胆碱等[2]。需要注意的是,由于水环境的流动性和连通性,残留药物更易扩散富集,加之部分新型药物如氯霉素类似物、硝基咪唑类代谢产物等具有结构复杂、难降解等特点,极大增加了检测难度。
2 水产品中药物残留常见检测方法
水产品中药物残留检测方法主要有色谱法、免疫分析法和质谱法等,其中高效液相色谱法凭借良好的分离效果和灵敏度,成为最常用的检测手段之一。例如,采用C18色谱柱,以乙腈-水为流动相,可有效分离鱼肉中的氟苯尼考、恩诺沙星等多种抗生素。与之类似,气相色谱法常用于挥发性药物如孔雀石绿的检测,而近年来出现的超高效液相色谱法则进一步缩短了分析时间,提高了检测通量。免疫分析法如酶联免疫吸附测定法(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay,ELISA)具有操作简便、特异性强的优点,适用于大批量样品的初筛,但容易出现交叉反应,导致出现假阳性结果。质谱法尤其是液相色谱-串联质谱法(Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry,LC-MS/MS)集高效分离与精准定性、定量于一体,可同时检测数十种药物分子及其代谢产物,灵敏度可达纳克级或更低,已成为药物残留检测的金标准[3]。特别地,基质固相分散(Matrix Solid-Phase Dispersion,MSPD)、固相微萃取(Solid-Phase Microextraction,SPME)、分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymer,MIP)等样品前处理技术的应用,有效去除了基质干扰,进一步提升了检测的准确性和重现性。总的来讲,现代分析技术与传统方法的有机结合,有利于构建多层次、全方位的药物残留检测体系,为确保水产品安全提供了坚实保障。
3 水产品中药物残留检测过程中存在的问题
3.1 基质效应干扰检测结果准确性
水产品基质成分的复杂多样性,给药物残留检测带来了诸多挑战,以虾蟹类甲壳素为例,这种天然高分子多糖在样品前处理过程中易与抗生素发生吸附作用,导致药物回收率降低。鱼肉中的脂类亦可通过疏水作用,减弱极性药物分子与固定相的结合力,引起色谱保留时间漂移和灵敏度下降。此外,不同品种、不同部位水产品的蛋白质、矿物质等内源性成分差异显著,使得基质效应对检测结果的影响难以准确评估和校正。以氟喹诺酮类药物为例,其在鱼肝、鱼肉和鱼皮中的基质抑制率相差数倍。水产品自身的色素、脂肪酸等共萃取物,易产生与目标药物残留相近的色谱峰或质谱碎片,提高了假阳性风险。尤其在痕量分析时,杂质峰对定性定量的干扰更加明显[4]。
3.2 痕量药物残留检出率低
痕量药物残留的检出一直是水产食品安全监测的难点和重点。当前,为追求高产量和经济效益,部分养殖户过度使用兽药,但在出售前刻意延长休药期,导致水产品中药物残留量极低,往往在微克甚至纳克水平。以氯霉素为例,其在动物体内代谢迅速,且部分代谢产物难以被常规检测方法识别,这使得阳性样品极易被漏检。类似地,喹诺酮类药物在水产品中的残留量通常低于10 μg·kg-1,现有的高效液相色谱-紫外检测法和液相色谱-串联质谱法的检出限多在1~5 μg·kg-1,难以满足日益严格的限量要求。此外,环境水体污染导致药物残留在水产品体内潜在富集,进一步降低了痕量分析的检出率。有研究表明,土霉素在沉积物中的吸附量超过80%,且能在鱼体内蓄积长达数月[5]。然而,相关风险评估和检测方法的研究尚不充分,难以全面评估环境因素导致的“假阴性”结果。
3.3 现有检测方法标准化程度不足
尽管水产品药物残留检测技术日新月异,但现有检测方法的标准化程度难以紧跟监管形势的需求。①不同机构、不同实验室间检测方法的一致性有待提高,以ELISA法检测虾中呋喃唑酮残留为例,由于抗体制备、样品前处理等环节缺乏统一规范,不同试剂盒的灵敏度和特异性差异显著,导致定量结果的可比性差。即便是被广泛采用的LC-MS/MS法,不同实验室采用的色谱柱、流动相体系、离子源参数等也各不相同,影响了检测数据的重现性。②多重残留检测方法的标准化滞后。当前,金霉素、四环素等滥用问题依然存在,且新型抗菌药物多种多样,急需建立多残留同时检测的标准方法。但是不同药物残留在水产品中的赋存状态差异很大,加之基质干扰复杂多样,现有多残留检测方法的通用性不足,缺乏统一的样品前处理和仪器分析规程。③不同水产品基质的检测方法标准化程度参差不齐。以磺胺类药物为例,其在鲫鱼肌肉中的检测方法已较为成熟,但在牡蛎、虾仁等特殊基质中的分析方法仍不统一,影响检测结果的权威性和公信力[2]。
4 水产品中药物残留检测方法的优化对策
4.1 建立基质效应校正模型
针对基质效应干扰水产品药物残留检测结果准确性的问题,建立科学有效的校正模型是关键。①可利用基质匹配校准曲线法,即选取与待测样品基质背景相似的空白基质,进行系列药物标准溶液的添加,绘制校准曲线,从而削弱基质差异对定量结果的影响。例如,在测定虾肉中四环素残留时,可选用不同品种虾的混合肌肉作为基质,配制一系列四环素添加标准品,获得回归方程,用于目标样品的定量分析,以有效提高检测结果的准确度。②基质效应系数法也是一种行之有效的策略。该方法通过测定不同基质中药物的响应值与纯溶剂中药物响应值之比,得到基质效应系数,用于校正药物在样品基质中的定量结果。需要指出的是,基质效应系数可通过多反应监测(Multiple Reaction Monitoring,MRM)模式中目标离子对与定量离子对响应值的比值计算获得,无须另外绘制基质匹配标准曲线,操作更为简便。以克伦特罗残留检测为例,建立鱼肉基质中母离子m/z 285和子离子m/z 202、m/z 256的MRM方法,可迅速测得鱼肉基质对克伦特罗响应值的抑制或增强作用,据此校正定量结果,显著提升分析准确度[3]。
4.2 优化痕量药物残留富集技术
痕量药物残留检出率低,是水产品安全监管面临的技术瓶颈。为破解这一难题,优化样品前处理尤其是目标物富集技术非常重要。传统的液液萃取、固相萃取等方法,虽然操作简便,但对痕量残留的富集能力有限。近年来,新兴的分子印迹聚合物凭借高选择性和高吸附容量的优势,为痕量药物残留的选择性富集开辟了新途径。以四环素类药物为例,可先采用非共价聚合策略,以四环素为模板分子,以乙二醇二甲基丙烯酸酯为功能单体,制备分子印迹聚合物,然后将其填装于固相萃取柱中,利用其与目标分析物间的特异性相互作用,实现痕量四环素残留的高效富集与净化,将检测灵敏度提升1~2个数量级[1]。例如,通过离子印迹聚合物吸附膜电渗析法富集沙星类药物,能将检出限降至0.01 μg·kg-1以下。需要注意的是,分子印迹聚合物的制备需要充分考虑水产品基质的复杂性,采用多功能单体共聚、表面修饰等方式提高其抗干扰能力。与之相比,基于特异性抗体的免疫亲和柱(Immnuo Affinity Chromatography Columns,IACs),则可避免基质成分对吸附过程的影响。例如,采用四氯氟氰菊酯单克隆抗体偶联琼脂糖凝胶制备IACs,对鱼肉中的痕量残留进行免疫捕获富集,可将基质干扰降至最低,回收率超过90%[2]。需要指出的是,抗体制备周期长、成本高,在IACs大规模应用之前,尚需发展适用于多残留同时富集的宽谱型或重组抗体。此外,QuEChERS法作为一种灵活简便的样品前处理技术,通过凝胶净化和分散固相萃取的有机结合,在痕量兽药残留检测中也得到了广泛应用。
4.3 制定统一的检测方法标准规程
水产品药物残留检测方法标准化程度不足,已成为制约检测结果准确性和权威性的关键因素。为了系统解决这一问题,制定统一的检测方法标准规程势在必行。这需要主管部门牵头,广泛吸纳产学研各界力量,在深入调研和反复论证的基础上,因地制宜地建立一套覆盖全流程、多环节的标准体系。就样品采集环节而言,应综合考虑不同水产品的生物学特性和药物残留分布特点,科学设计采样方案,明确样品的采集部位、采集量和采集频次,确保样品的代表性。例如,针对鱼类,可规定同时采集鱼肌肉、内脏和鳍等不同组织,并混合制备待测样品;对于虾蟹类,则可重点采集肌肉和内脏样品。在样品前处理方面,鉴于不同机构和实验室采用的方法差异较大,急需制定统一的操作规范。以酶联免疫法检测氯霉素残留为例,可明确规定样品的匀浆方式、提取介质的选择、净化柱的使用条件等,最大限度地减少人为误差。在检测方法的选择上,应充分考虑不同技术路线的优势和局限,制订分级检测方案。例如,酶联免疫法、微生物抑制法等可用于日常筛查,而对于复杂基质、痕量残留,则可采用液相色谱-串联质谱等精确定量的确证方法。
5 结语
本文系统总结了水产品中药物残留检测方法的研究进展,分析了现有技术存在的问题,并提出了相应的优化对策。未来研究应重点关注新型富集材料的开发、多残留同步检测技术的完善,以及检测方法标准化体系的构建。同时,加强环境残留与水产品质量关联性研究,建立风险评估模型,也是亟待开展的课题。相信随着检测技术的不断创新与完善,水产食品安全监管水平必将得到显著提升,为保障公众健康做出更大贡献。
参考文献
[1]包懿,刘斌,刘洋,等.食品中喹诺酮类药物残留检测方法的研究进展[J].分析化学,2022,50(10):1444-1455.
[2]刘志会,陈文静.食品中喹诺酮类药物残留检测方法的研究进展[J].现代食品,2023,29(8):160-162.
[3]汪予佳,崔媚媚,魏铄蕴.潜指纹残留物中毒品检验方法研究进展[J].中国药物滥用防治杂志,2022,28(8):1000-1006.
[4]冯丽凤,黄芊,叶梦薇,等.QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法测定动物源性食品中30种抗寄生虫类药物残留[J].食品工业科技,2024,45(6):280-288.
[5]李艳艳,彭伟龙,王丽君,等.动物源性食品中沙丁胺醇检测技术研究进展[J].中国畜牧兽医,2023,50(11):4737-4746.
作者简介:高珊珊(1990—),女,江苏宿迁人,硕士,高级畜牧兽医师。研究方向:农产品检测。