食品安全背景下兽药残留检测技术分析
作者: 高红倩
摘 要:兽药残留会对畜禽产品的质量安全造成危害,需要采取严格措施来对产品中的残留兽药进行检测与处理,从而确保食品安全。基于此,分析免疫分析技术、色谱质谱联用技术、生物传感器检测技术等用于检测兽药残留的技术,指出这些技术在应用过程中存在的问题,如检测范围有限和灵敏度不高、检测人员专业水平较低、检测流程和质量控制不完善等,并据此来提出相应的对策建议,包括优化检测技术、加强人才培养、健全质量管理体系等。政府有关部门、相关科研机构应持续创新兽药残留的检测方法与技术,提升对兽药残留的检测能力和管理水平,为确保畜禽产品质量安全提供强有力支撑。
关键词:食品安全;兽药残留;检测技术
中图分类号:S859.84 文献标志码:A 文章编号:1674-7909(2024)4-108-4
DOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.04.022
0 引言
随着我国畜牧业快速发展,兽药使用量也逐渐增加,导致畜禽产品的兽药残留超标风险加大,直接威胁到消费者的生命健康安全。因此,加强对兽药残留的检测已刻不容缓。基于此,聚焦食品安全背景下兽药残留检测的新形势,深入剖析兽药残留检测技术创新及应用中的关键问题,为兽药残留检测体系建设与创新提供新思路。
1 食品安全背景下兽药残留检测的重要性
食品安全是关系国计民生的重大问题,畜禽产品安全是食品安全的重要组成部分。随着我国畜禽养殖规模的不断扩大,兽药的使用量也随之增加。一些不法分子为了牟取非法利益,在畜禽养殖过程中滥用兽药或使用禁用药物,导致兽药残留超标的畜禽产品进入市场。这不仅会危害消费者的身体健康,还会增强病原体的耐药性,给畜禽养殖业发展带来不利影响。因此,加强兽药残留检测对保障食品安全起到至关重要的作用[1]。相关部门与机构通过应用高效、精准的兽药残留检测技术,可及时发现并制止违规使用兽药的行为,能有效减少食品中的兽药残留,以此来保障畜禽产品的质量安全,从而维护消费者的权益,并落实国家食品安全战略,促进畜牧业实现健康发展。基于此,各级政府和相关部门要高度重视对兽药残留的检测,完善与兽药残留检测相关的法规标准,加强对兽药残留检测能力的建设,建立健全监管体系,切实提高对兽药残留的检测水平,筑牢食品安全防线。
2 兽药残留检测关键技术
2.1 免疫分析技术
免疫分析技术是基于抗原抗体特异性识别原理的一种兽药残留检测方法。一些兽药成分会诱导动物产生特异性抗体,这种抗体会与待测样品中的兽药残留分子(抗原)发生特异性结合。技术人员可通过标记物标记、底物显色等,将上述结合信号转化为可检测的光学信号或电信号,从而实现对兽药残留的定性定量分析。
酶联免疫吸附测定(ELISA)是一种最常用的免疫分析技术[2],具有灵敏度高、特异性强、操作简单、通量高等优点。荧光偏振免疫分析(FPIA)、化学发光免疫分析(CLIA)、表面等离子体共振(SPR)等新型免疫分析技术的研发与应用,进一步提高了兽药残留检测的速度和自动化水平。但免疫分析技术受样品基质的干扰,易出现假阳性结果,且存在抗体制备周期长、成本高[3]、检测通用性较差的问题。因此,在使用免疫分析技术对兽药残留进行检测时,需要优化样品前处理方案,并积极开发制备对不同兽药具有高亲和力的抗体,在提高检测准确性的同时,拓展检测范围。此外,可将免疫分析技术与其他分析技术联用,弥补单一检测技术存在的不足,从而实现对兽药残留的快速、准确、高通量化检测。
2.2 色谱质谱联用技术
色谱质谱联用技术是兽药残留检测的“金标准”,其检测原理如下:先用色谱技术(如气相色谱、高效液相色谱等)将复杂样品基质中的目标兽药分子与干扰物质分离开来,再用质谱技术对分离出的目标物进行高灵敏、高选择性的定性定量分析。其中,三重四极杆质谱(MS/MS)具有多级质谱分析的能力,可实现对复杂基质的痕量级别兽药残留的精准检测,是目前应用最广泛的确证性检测技术。此外,随着高分辨质谱(如飞行时间质谱、四极杆-飞行时间质谱等)的出现,兽药残留检测的灵敏度和准确度得到进一步提高。
色谱质谱联用技术具有分离能力强、检测灵敏度高、定性定量准确可靠的优点,能实现对多残留的同时检测,是兽药残留检测中的权威技术[4]。但该技术也存在仪器昂贵、操作专业性强、样品前处理烦琐等缺点,在快速筛查和现场检测应用中受限。在实际应用中,色谱质谱联用技术常作为免疫分析等快速筛查技术的补充,对筛查出的阳性样品进行确证检测。这样可构建立体化的兽药残留检测技术体系,从而全面保障畜禽产品的质量安全。
2.3 生物传感器检测技术
生物传感器检测技术是兽药残留检测中的新兴技术,利用生物分子(如酶、抗体、核酸适配体等)的特异性识别能力,将生物分子固定在电化学、光学、声学等传感器的表面。当样品中的兽药残留分子与生物分子发生结合时,生物识别过程会使传感器的信号发生变化,从而实现对兽药残留的快速、灵敏、特异性检测[5]。
与传统检测技术相比,生物传感器检测技术具有检测速度快、操作简便、设备小型化等优势。目前,基于酶抑制、免疫分析、核酸适配体等原理的兽药残留生物传感器相继被研发出来,如采用乙酰胆碱酯酶抑制原理的有机磷类兽药传感器、利用表面等离子体共振(SPR)原理的喹诺酮类药物免疫传感器等,为兽药残留检测开辟出了新途径,但生物传感器在实际应用中存在选择性不足、重现性和稳定性有待提高等问题。未来,可通过优化传感器制备工艺、开发新型识别分子、构建多通道阵列式传感器等途径,提高生物传感器的综合性能,推动生物传感器检测技术在兽药残留检测中的广泛应用,进而为实现畜禽产品兽药残留的全程控制提供有力的技术支撑。
3 常用兽药残留检测技术在应用中存在的问题
3.1 检测范围有限和灵敏度不高
尽管各种兽药残留检测技术的应用对检测工作的高效开展提供了很大助力,也对保障食品安全发挥了重要作用,但我国兽药残留检测技术在检测范围、灵敏度等方面仍存在局限性。一方面,在畜禽养殖过程中使用的兽药品种日益增多,除常规的抗生素外,激素类、抗寄生虫类、抗炎类等药物也被广泛使用(见表1)。这些药物在动物体内的代谢转化过程非常复杂,会形成结构多样的残留物,对检测的顺利进行形成阻碍。且现有的检测方法主要针对的是几类常用兽药,对很多新型兽药和违禁药物缺乏系统研究,导致检出率偏低,难以控制兽药的非法使用。另一方面,为保障动物源性食品安全,各国纷纷下调兽药残留的限量标准。在我国新修订的兽药残留限量国家标准中(见表2),很多兽药的残留限量降至10 μg/kg以下,是原标准的1/10,甚至是1/100。而现有检测技术的灵敏度难以满足要求,导致低质量浓度的兽药残留易被遗漏,从而埋下食品安全隐患。
3.2 检测人员技术水平较低
兽药残留检测工作对检测人员的专业技能有着较高的要求,但我国基层检测机构中的检测人员普遍存在技术水平不高的问题。很多基层检测人员并非分析化学、食品安全等相关专业出身,缺乏系统的理论学习和相关的技能训练,对兽药残留检测的原理、流程、质量控制等缺乏全面的认识[6]。他们在样品前处理、仪器操作、结果分析等环节往往不能严格执行标准规程,从而影响检测质量。特别是色谱质谱联用等先进检测技术包括样品制备、进样参数设置、谱图解析等环节,若检测人员缺乏相关的专业训练,不能熟练掌握检测技术,则难以保证检测结果的准确性和可靠性[7]。此外,部分基层检测机构轻视人才培养,缺乏职业教育培训制度,导致基层检测人员的知识更新速度慢,难以满足日益复杂的检测需求。
3.3 检测流程与质量控制不完善
目前,我国兽药残留检测工作在流程规范和全面质量控制方面还存在不足。受限于经费、人力等不足,部分基层检测机构在样品采集、运输、储存、前处理等环节存在操作不规范的问题,影响检测数据的可比性。以样品前处理为例,因缺乏统一的标准,不同检测人员在提取溶剂用量、浓缩温度控制、净化柱装填等[8]方面的可重复性差,导致检测结果的差异大(见表3)。
此外,由于各检测环节的关键质控点不明确、质控措施落实不到位、缺乏有效的过程监督和结果核查机制,检测数据的可靠性降低。特别是检测过程中的关键操作缺乏详细的操作规程(SOP)指导,很多操作要求语焉不详,导致执行起来的随意性大;部分质控指标缺乏科学性和可考核性,加之实验室间比对、能力验证等外部质控手段的应用不足,导致及时发现和纠正异常检测数据的难度较大。因此,规范兽药残留检测操作流程、健全实验室质量管理体系是保证检测数据真实可靠的关键。
4 食品安全背景下兽药残留检测技术应用的优化策略
4.1 开发高通量、高灵敏度的检测方法
开发高通量、高灵敏度的检测方法是提高兽药残留检测效能的关键。科研人员应着力优化样品前处理技术,研发高选择性、高萃取效率的新型固相萃取柱,减少基质产生的干扰,降低背景噪声,从而最大限度提高检测灵敏度。科研人员应基于基层和现场的检测需求,积极研发基于新型识别元件(如核酸适配体、分子印迹聚合物等)的便携式快速检测技术,从而实现高灵敏度、高特异性检测[9]。这些新型技术的开发和应用将显著提高兽药残留检测的效率,扩大检测覆盖面,为食品安全监管提供更加有力的技术支撑。当然,对高通量、高灵敏度检测技术的研发仍要在灵敏度、准确性与经济性之间寻求平衡[10],因地制宜地做出选择,避免因过度依赖高端仪器设备而忽视综合效能,从而确保检测工作的可持续发展。
4.2 加强检测人员培训和技术交流
随着兽药残留检测新方法、新技术的不断涌现,检测标准、管理要求也在动态更新。只有基层检测人员所掌握的相关知识也随之更新,才能保证其掌握的专业技能适应新形势、新要求。为此,政府相关主管部门应制定系统的兽药残留检测技术培训方案,有针对性地开展理论学习和实操训练。例如,通过定期举办技术讲座、专题研讨会、现场操作演示会等活动,及时传达最新的法规标准和技术规范,普及前沿检测技术原理和应用实例;遴选兽药残留检测领域的权威专家,并组建技术传帮带小组,发挥行业专家的“传帮带”作用[11],促进检测机构之间进行经验分享和交流学习;在全国范围内开展兽药残留检测技术比赛,以赛促学、以赛促用,加快实验室人员的知识更新速度;构建兽药残留检测技术交流平台,鼓励不同层级、不同地区的检测机构开展互访学习,推广优秀实验室的先进做法和成功经验;支持检测人员积极参与国际交流与合作,学习先进的管理经验和检测技术,开阔视野,从而实现与国际接轨。开展持续有效的培训学习和技术交流,能提高检测人员的技术素养,增强其专业自信和职业荣誉感,有助于打造一支高素质的兽药残留检测专业队伍。
4.3 建立标准化检测流程和质量控制体系
我国应加快兽药残留检测技术标准的制订和修订步伐。政府相关部门应引导根据最新的研究成果来优化和完善样品制备、仪器分析等关键环节的操作要求,使检测技术更科学、先进、实用,为检测实践提供统一的技术标准。构建兽药残留检测标准操作规程(SOP)体系,对从样品采集、运输、制备到仪器分析、结果计算、报告审核的各个环节提出明确的操作规范[12],细化关键参数的控制范围,可确保实现检测全流程的标准化和可追溯性。与此同时,要系统地构建实验室质量管理制度,覆盖人员管理、设备管理、试剂耗材管理、样品管理、检测过程控制、结果审核发布等方面,明确质量管理职责,强化全员质量意识,并定期开展质量控制实效性评估,及时发现和纠正检测过程中存在的偏差。相关检测机构应积极参与国内外能力验证计划,通过与同行实验室检测数据进行比对,对实验室的检测能力进行客观评价,找出差距,持续改进;应力争通过ISO/IEC 17025实验室认可,向国际先进实验室看齐,树立严谨规范、诚信负责的质量文化,切实保障兽药残留检测工作规范有序开展。