液相色谱-串联质谱法前处理技术在食品中硝基咪唑类药物检测中的应用进展

摘 要：硝基咪唑类药物具有抗菌和抗原虫作用，但由于存在致突变和潜在致癌性，部分药物种类在动物源食品中被禁止使用。在近几年的监测检验中，硝基咪唑类药物残留超标现象时有发生，因此开发快速、高效、准确的硝基咪唑类药物残留检测方法，对于实现对硝基咪唑类药物的高效监管，进而有效确保食品安全具有重要意义。本文对食品中硝基咪唑类药物的液相色谱-串联质谱检测方法中涉及的前处理技术进行了综述，分析了各种前处理方法的特点和优势，并对其发展方向进行展望。

关键词：食品；硝基咪唑类药物；液相色谱-串联质谱法；前处理技术

Progress in the Application of Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Pretreatment Technology in the Detection of Nitroimidazoles in Food

WU Qiongjing1， CHEN Cheng2， LI Hongbo3*

（1.Guangxi Zhuang Autonomous Region Analysis and Testing Research Center， Nanning 530022， China;

2.Guangxi Traditional Chinese Medicine School， Nanning 530022， China;

3.Zhumadian Product Quality Inspection and Testing Center， Zhumadian 463000， China）

Abstract： Nitroimidazoles have antimicrobial and antiprotozoal effects， but due to the presence of mutagenicity and potential carcinogenicity， some drug species are banned in foods of animal origin. In recent years， in the monitoring and inspection， the phenomenon of excessive nitroimidazole drug residues has occurred from time to time， so the development of rapid， efficient and accurate nitroimidazole drug residue detection methods is of great significance to achieve efficient supervision of nitroimidazole drugs， and then effectively ensure food safety. In this paper， the pretreatment techniques involved in the liquid chromatography-tandem mass spectrometry （LC-MS） detection methods of nitroimidazoles in food are reviewed， the characteristics and advantages of various pretreatment methods are analyzed， and their development directions are prospected.

Keywords： food; nitroimidazoles; liquid chromatography-tandem mass spectrometry; pretreatment technology

硝基咪唑类药物（Nitroimidazoles，NDZs）种类较多，主要包括替硝唑（Tinidazole，TNZ）、甲硝唑（Metronidazole，MNZ）、洛硝哒唑（Ronidazole，RNZ）、地美硝唑（Dimetridazole，DMZ）、异丙硝唑（Ipronidazole，IPZ）以及奥硝唑（Ornidazole，ONZ）等。因其具有抗原虫活性、抗菌和抗病毒作用，常作为兽药用于预防和治疗畜禽动物滴虫病和厌氧菌感染等疾病[1]。人体长期摄入硝基咪唑类药物残留超标的动物源性食品，可能会对身体健康造成损害，甚至引起癌变[2]。

我国农业农村部等相关部门已明确规定不得在动物源性食品中检出硝基咪唑类药物。《食品安全国家标准 食品中兽药最大残留限量》（GB 31650—2019）[3]指出，甲硝唑和地美硝唑作为兽药，允许治疗使用，但应严格遵循休药期规定。《中华人民共和国农业农村部公告 第250号》明确禁止在食品动物中使用洛硝达唑、替硝唑。同时农业农村部有关行业标准规定硝基咪唑类药物在蜂蜜、蜂王浆及蜂王浆冻干粉等蜂产品中也不得检出[4]。

目前，常用的硝基咪唑类药物的仪器检测方法是液质联用法[5-7]。《中华人民共和国农业农村部公告 第594号》发布的多项标准中，硝基咪唑类药物残留的检测方法被明确为液质联用法[8]，具体包括动物性食品中甲硝唑、羟基甲硝唑、地美硝唑和羟基地美硝唑残留量检测的制样方法以及液相色谱-串联质谱测定方法。

近年来，硝基咪唑类药物残留超标现象时有发生，如在农业农村部畜禽及蜂产品兽药残留监测结果通报中，2019年超标2批次、2020年超标1批次。为实现对硝基咪唑类药物残留的高效监管，本文以动物性食物中硝基咪唑类药物的检测前处理技术为核心，通过对硝基咪唑类药物的国家标准检测方法和国内外文献报道检测方法中涉及的样品前处理技术进行整理和分析，总结出各类前处理技术的优劣势，并对其发展方向进行展望。

1 固相萃取技术

20世纪70年代，固相萃取技术（Solid-Phase Extraction，SPE）被引入分析测试领域。与传统的溶剂萃取技术相比，固相萃取技术可对样品进行富集，具有回收率和富集倍数高、有机溶剂用量少，以及能处理微量样品，易于实现自动化和无相分离操作等优点[9]。SPE操作步骤包括SPE柱活化、上样、淋洗以及洗脱等。当样品通过SPE柱时，目标化合物被固定相吸附，而杂质和其他干扰组分随样品溶液和淋洗液流出柱体，然后用对固定相有改性作用的溶剂进行洗脱，从而达到纯化和富集的目的。适合硝基咪唑类药物的固相吸附剂包括分子印迹聚合物（Molecular Imprinted Polymer，MIP）、金属有机框架（Metal Organic Framework，MOF）和其他吸附剂等。《食品安全国家标准 动物性食品中硝基咪唑类药物残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》

（GB 31658.23—2022）[8]中对残留的硝基咪唑类药物的前处理方法是乙酸乙酯提取，正己烷液液萃取除脂，固相萃取柱净化。张远等[10]在测定鸡肉和鸡蛋样品中硝基咪唑类药物过程中，采用MCX固相萃取小柱进行样品净化。欧阳小艳等[1]建立一种固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱法快速测定禽蛋中甲硝唑、洛硝哒唑、替硝唑、奥硝唑和二甲硝唑残留的分析方法。禽蛋样品经5%三氯乙酸溶液涡旋提取，MCX固相萃取小柱净化。邱肖依等[6]以鸡蛋中的25种咪唑类兽药及其代谢物为研究对象，将鸡蛋液经乙腈提取并浓缩后，采用HLB固相萃取柱净化。林浩等[11]在国标方法的基础上，采用混合阳离子交换柱净化提取液，取得了较好的提取效果。王圆圆等[12]进行了鸭蛋样品制备，并将样品于超声波条件下使用柠檬酸缓冲液和乙腈提取，减压浓缩后，MCX固相萃取柱净化。在同时测定豆芽、豆干、火锅底料中喹诺酮类、磺胺类、硝基咪唑类和四环素类42种抗生素药物的研究中，苏燕等[13]采用空白基质加标回收方式对比了HLB、MCX、PRiME HLB 3种不同填料的固相萃取小柱的净化效果，结果表明，PRiME HLB小柱净化效果最好。

综上，SPE固相萃取技术在硝基咪唑的检测中应用广泛。固相萃取技术在净化环节使用的有机溶剂相对较少、净化效果好、基质效应不强以及定量准确，但在具体操作过程中，步骤较多，一般包括上样、淋洗、洗脱，必要时还需要进行氮吹、复溶解等，因此在大批量样品筛查检验中的使用受限。

2 磁性固相萃取技术

磁性固相萃取技术（Magnetic-Solid Phase Extraction，MSPE）是在SPE技术上经过创新改进而形成的一种新型样品前处理技术。MSPE技术的主要原理是将磁性吸附剂加入样品提取液中，对目标化合物进行充分吸附后，采用外部磁场将其迅速与样品基质分离。YU等[14]合成了磁性氧化石墨烯纳米复合材料，并将其作为吸附剂应用于MSPE。随后采用MSPE-超高效液相色谱串联质谱法测定蜂蜜中硝基咪唑类药物残留，检出限为0.003～0.080 μg·kg-1，定量限为0.009～0.300 μg·kg-1。WANG等[15]合成了高效吸附剂磁性三维棘皮球状石墨化碳，其可从食物样品中萃取3种硝基咪唑类药物（甲硝唑、奥硝唑和替硝唑），然后用高效液相紫外检测法进行定量测定。结果表明，该方法线性范围较宽，检出限低。XU等[16]采用简易的一步法制备了一种由联苯二甲酸锆金属有机骨架、氧化石墨和氧化铁组成的新型复合材料，并将其用作磁性固相萃取吸附剂，用于蜂蜜中硝基咪唑和苯并咪唑的同时测定。结果发现，目标物的回收率在70.5%～103.4%，相对标准偏差低于12.9%（n=3），定量限为0.2～0.6 μg·kg-1。王钎钎[9]以咔唑为单体，制备了纳米多孔有机聚合物（NOPs），并将磁性材料引入NOPs中，获得磁性NOPs（M-NOPs），并以此为吸附剂建立了从牛奶样品中同时萃取4种硝基咪唑类药物的前处理方法。采用高效液相色谱仪对其进行测试，得出的检测限在0.8～1.0 ng·mL-1，远远低于欧洲共同体参考局（European Community Bureau of Reference，BCR）提供的建议浓度（3.0 μg·L-1）。

综上，MSPE是一种新型前处理技术，与SPE前处理技术相比，简化了操作步骤、省时快速、无须离心过滤，同时减少了常规SPE装柱和样品上样的操作，在食品样品药物残留检测中有广阔的应用前景。

3 分子印迹技术

分子印迹技术（Molecular Imprinting Technology，MIT）指利用人工合成的交联状态的分子印迹聚合物（Molecular Imprinting Polymers，MIPs）模拟生物体中的抗原抗体相互作用，对目标物即模板分子进行特异性选择识别的技术[17]。目前，该技术已在食品科学、材料化学、物理化学以及医学等领域广泛应用。GUO等[18]开发了一种固相萃取结合分子印迹技术的新型样品净化程序，用于从蜂蜜样品中同时提取7种硝基咪唑药物，并采用高效液相色谱串联质谱（High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，HPLC-MS/MS）结合分子印迹固相萃取法同时测定蜂蜜中7种硝基咪唑类化合物。结果表明，在1.0 μg·kg-1、2.0 μg·kg-1和10.0 μg·kg-1加标水平下，目标物质的回收率在79.7%～110.0%，重复性相对标准偏差（Relative Standard Deviation，RSD）≤11.4%，日间精密度RSD≤15.2%。BUSTAMANTE-RANGEL等[19]应用分子印迹技术同时提取动物源样品中硝基咪唑类和苯并咪唑类化合物。王旭峰等[20]采用分子印迹固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法测定水产品中15种硝基咪唑类药物及其代谢物。样品经乙酸乙酯提取，采用分子印迹固相萃取技术进行富集净化，Kinetex C18色谱柱分离。该方法的检出限和定量限分别为0.1～0.3 μg·kg-1和0.3～0.8 μg·kg-1，阴性样品中平均加标回收率为83.6%～118%，相对标准偏差为2.7%～10.0%。