动物源性食品中地塞米松残留检测技术的研究进展

作者: 周芳 邢晓玲 余春苗 周洲 王薇

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摘 要:地塞米松在动物养殖业中广泛使用,若使用不当会造成动物源性食品中药物残留超标,给食品安全带来隐患。动物源性食品中地塞米松残留的检测技术有仪器分析法和免疫分析法,仪器分析法包括气相色谱、高效液相色谱、气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用、液相色谱-串联质谱和超高效液相色谱-串联质谱;免疫分析法包括免疫层析法和酶联免疫法。本文通过对上述检测技术研究进展的梳理和总结,以期为动物源性食品中地塞米松残留检测的相关研究和安全监管提供参考。

关键词:动物源性食品;地塞米松;残留检测;仪器分析;免疫分析法

Research Progress on Detection Technology of Dexamethasone Residues in Animal-derived Foods

ZHOU Fang, XING Xiaoling, YU Chunmiao, ZHOU Zhou, WANG Wei

(Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College, Taizhou 225300, China)

Abstract: Dexamethasone is widely used in the animal breeding industry. Drug residues in animal-derived foods will be caused by improper use of dexamethasone, which will bring hidden dangers to food safety. There are two kinds of techniques for dexamethasone residue detection in animal-derived foods, one of which is based on instrument including gas chromatography, high performance liquid chromatography, gas chromatography-mass spectrometry, liquid chromatography-mass spectrometry, liquid chromatography-tandem mass spectrometry and ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry; another is based on immunoassay including immunochromatography and enzyme-linked immunosorbent assay. By sorting out and summarizing the research progress of the above detection technology, it is expected to provide a reference for the research and safety supervision of dexamethasone residue detection in animal-derived foods.

Keywords: animal-derived foods; dexamethasone; residue detection; instrumental analysis; immunoassay

地塞米松(Dexamethasone)又称氟美松、氟甲强的松龙,是一种人工合成的糖皮质激素,属于甾体类化合物,在兽医临床中常用到醋酸地塞米松和地塞米松磷酸钠。醋酸地塞米松为白色或类白色的结晶或结晶性粉末,在乙醇或氯仿中略溶,在乙醚中极微溶,在水中不溶,常制成片剂。地塞米松磷酸钠为白色或微黄色粉末,在水中或甲醇中溶解,在丙酮、乙醚中几乎不溶,常制备为注射剂。地塞米松的药理作用主要是抗炎、抗过敏、免疫抑制和抗休克,在兽医临床上广泛应用于治疗母畜代谢病,或与抗生素联合用于治疗感染性疾病。由于其能提高饲料的转化率,促进畜禽生长,因此也用于畜牧生产[1-2]。然而,如果在动物生长过程中过量或不正确使用该药,会导致动物出现水肿、低血钾、肌肉萎缩、幼畜生长停滞和骨质疏松等症状;同时还会导致其在动物可食性组织中残留。尽管这类药物残留很低,但如果长期食用地塞米松残留超标食品,会引起人体激素代谢紊乱、肥胖、致畸或致癌等,产生蓄积性毒性、生态毒性,对人体健康和生态环境都会产生危害[3-5]。

1 地塞米松残留限量规定

由于用药安全意识淡薄和经济利益的驱使,养殖过程中不遵守休药期或过量使用地塞米松的现象时有存在。为规范该药物的使用、确保动物源性食品的质量安全以及保证消费者的健康,有必要对动物源性食品中地塞米松的残留加强管理。很多国家都严格禁止将地塞米松作为动物的生长激素进行使用,同时限制其用于动物源性食品中,并提出了严格的限量要求(表1)[6-7]。

2 地塞米松残留检测技术

2.1 仪器分析法

2.1.1 气相色谱法

气相色谱(Gas Chromatography,GC)是一种以气体为流动相的色谱法,气体流动相称为载气,注入进样口的物质或其衍生物被加热气化后,由载气带入色谱柱进行分离,先后被检测器检出。气相色谱一般适用于分析分子量不大、有一定挥发性、在气化或高温下不分解的物质,若分子量大可以通过各种处理衍生为易挥发的化合物进行测定。

糖皮质激素挥发性不够,应用气相色谱技术检测时通常需要进行适当的衍生化反应,所以样品的前处理相对比较麻烦。早期用于检测糖皮质激素的气相色谱分析方法使用的是OV-17柱,检测的是糖皮质激素的三甲基硅烷的衍生物[8]。气相色谱的灵敏度可以基本达到兽药残留的要求,但不适合痕量兽药残留分析的要求。

2.1.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)是目前应用广泛的一种分离分析技术,采用高压输液泵将规定的流动相泵装入有固定相的色谱柱中,柱内各成分在两相中分配系数存在微小差异而被分离,通过检测器实现对样品的分析。该方法适合不挥发性化合物、极性化合物和热不稳定化合物的分析测定。糖皮质激素的检测通常选用配有紫外检测器的液相色谱仪,可以提供比较满意的选择性和灵敏度。

20世纪90年代初,研究人员用正相和反相色谱法检测牛肉中的地塞米松,此后用于检测糖皮质激素的正相和反相色谱技术得到迅速发展[9-10]。2007年我国农业部发布了高效液相色谱法检测猪可食性组织中地塞米松残留的标准[11]。周佳等[12]建立了同时检测畜禽肉中地塞米松和呋喃唑酮残留的高效液相色谱法,该方法分离效果良好,平均回收率为85.41%~95.20%,最低检出限达1.0~2.0 µg/mL。与气相色谱技术相比,高效液相色谱不需要对样品进行衍生化,易于操作;但由于糖皮质激素的种类较多且分子结构相似程度大,导致在用该法检测时存在地塞米松和其他糖皮质激素分离度欠佳的问题[6,13]。

2.1.3 气相色谱-质谱联用法

气相色谱-质谱联用法(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)是将GC和MS通过接口连接起来,GC将复杂混合物分离成单组分后进入MS。MS是在电场和磁场中将运动的离子,如带电荷的原子、分子或分子碎片等,按它们的质荷比分离后进行检测的方法。色谱法不能对分析物进行准确定性及结构鉴定,而与质谱法联用能很好地解决这些问题。随着色谱与质谱联用技术的出现,许多研究者开始使用GC-MS对尿样、血液、动物源性食品中的甾体激素残留进行测定与分析,并且具有较高的灵敏度。但是,MCLAUGHLIN等[9]在用GC-MS测定牛肝脏和肌肉组织中的地塞米松前,对待测物进行三甲基硅烷-烯醇-三甲基硅烷衍生化,处理相对较烦琐。

2.1.4 液相色谱与质谱联用法

液相色谱与质谱在液相色谱中被分离,离子化后经质谱的质量分析器将离子碎片按质量数分开,经检测器得到质谱图。该方法有液相色谱-质谱联用法(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS)和液相色谱-串联质谱法(Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,LC-MS/MS),LC-MS/MS相比LC-MS能提供更多的质谱信号,有更高的选择性和灵敏度,对复杂样品基质中痕量组分的定性、定量分析具有独特的优势,是分析糖皮质激素的主要方法[2,6,14-15]。

使用液质联用技术能将糖皮质激素中互为差向异构体的地塞米松和倍他米松进行有效区分。DRAISCI等[16]采用加速溶剂萃取法快速提取牛肝脏中的倍他米松和地塞米松,通过LC-MS检测了这两种物质,肝组织中的倍他米松和地塞米松的最低定量限可达1 µg/kg,回收率为74%~77%。ANTIGNAC等[17]用C18固相萃取柱浓缩和净化样品,用LC-MS/MS检测了牛肉、尿、毛发中的倍他米松和地塞米松等12种糖皮质激素残留,其中肉和尿中的激素残留最低检测限为0.04~0.07 μg/kg,毛发中的激素残留最低检测限为2.9~9.3 μg/kg,回收率为32%~67%。候亚莉等[18]将牛肉样品在碱性条件下经乙酸乙酯提取,正己烷脱脂,通过MCX固相萃取小柱净化,采用LC-MS/MS测定地塞米松、倍他米松、倍氯米松药物残留,检出限和定量限分别为0.5 μg/kg和2.0 μg/kg,回收率在77.6%~97.9%。

对于牛奶中地塞米松的残留检测,因其中含有较多的蛋白质、脂肪,目标化合物含量低,易对检测造成干扰,因此前处理比较关键。任宏彬等[19]在用LC-MS测定牛奶中地塞米松时,采用固相萃取法处理样品并优化色谱条件,方法的检出限和定量限分别为0.08 μg/kg和0.25 μg/kg,回收率为65.7%~85.7%。陈妍等[20]建立了一种快速测定牛奶中地塞米松残留的LC-MS/MS方法,检出限为0.19 μg/kg,回收率为85%~107.2%,检出限低于GB/T 22978—2008中牛奶中地塞米松残留量的测定[21]。该法采用乙腈提取,正己烷液液萃取,不需要采用固相萃取柱,大大简化了提取净化的过程,缩短了检测时间,可用于牛奶中地塞米松残留量的初步筛查。目前,检测畜禽和牛奶中地塞米松和氯丙嗪均为单独检测或与其他同类物质同时检测,张燕等[22]开发了同时测定畜禽肉和牛奶中这两种药物残留的方法。样品经乙腈提取,C18固相分散萃取净化,通过LC-MS/MS测定猪肉、牛肉、鸡肉和牛奶中地塞米松及氯丙嗪,方法的检出限为0.1 μg/kg,定量限为0.3 μg/kg,回收率为70.1%~119.4%。

2.1.5 超高效液相色谱-串联质谱法

超高效液相色谱-串联质谱法(Ultra Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,UPLC-MS/MS),借助了液相色谱的理论及原理,基于小颗粒高性能微粒作为固定相,与传统的HPLC技术相比提供了更高的效率,具有更强的分离能力。该方法分离能力高效、选择性高、灵敏度高,在近些年的兽药残留分析中经常被研究和应用。

基于此方法,有研究者开发出同时检测一种动物源性食品中多种兽药残留的方法或检测不同动物源食品中的地塞米松残留的方法。仲伶俐等[23]将牛奶样品通过乙腈提取后,采用Oasis PRiME HLB固相萃取小柱净化,建立了同时测定牛奶中地塞米松、替米考星、氟苯尼考和氯霉素药物残留的UPLC-MS/MS,方法的检测限达0.1~0.2 µg/kg,定量限为0.2~0.5 µg/kg,平均回收率为78.6%~94.7%。陈少莉等[24]在农业部发布的LC-MS检测动物源性食品中糖皮质激素类药物多残留方法的基础上,对测定条件进行优化,开发了UPLC-MS/MS测定猪、牛肉、鸡蛋和牛奶中的地塞米松,平均回收率在83.2%~108.2%,最低定量限在0.2~1.0 µg/kg[25]。杨毅青等[26]分别将牛奶、鸡蛋样品经乙酸-乙酸钠和甲醇溶液处理,通过两种固相萃取柱串联净化样品,使用UPLC-MS/MS测定不同基质中地塞米松残留量,平均回收率为70.53%~118.25%,RSD为3.5%~7%。曹丽丽等[27]采用QuEChERS前处理,将不同动物源性基质进行净化后用UPLC-MS/MS测定多种动物源性食品中的地塞米松残留,检出限为0.1 µg/kg,平均回收率为73.2%~95.9%。

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