痕量食品外源药毛细管电泳检测方法研究进展

李月秋，赵燕燕，刘丽艳，杜光玲，韩媛媛，邸科前

（河北大学医学实验中心，河北保定 071000）

痕量食品外源药毛细管电泳检测方法研究进展

李月秋，赵燕燕*，刘丽艳，杜光玲，韩媛媛，邸科前

（河北大学医学实验中心，河北保定 071000）

摘 要：介绍毛细管电泳两种分离模式的基本原理和特点。论述毛细管电泳在线富集技术的优点及胶束电动毛细管色谱在线堆积、推扫富集技术检测原理。综述两种分离模式、两种在线富集技术在食品痕量外源药检测中的研究进展，并对毛细管电泳在线富集技术应用前景进行展望。

关键词：毛细管电泳；食品；痕量；外源药；检测；进展

食品安全是今日人们关注的焦点问题之一。随着痕量食品外源药（农药、兽药等）使用量的不断增加，药物残留问题日益突出。食品外源药物残留的灵敏检测是该领域的重要研究方向，其定量检测更是值得我们关注的内容，这在最终确定食品样品中外源药物残留是否超标方面起着决定性作用。药物残留的经典仪器分析技术是气相色谱法，样品处理较为复杂。在后续发展中，高效液相色谱法是使用较多的一类分析手段，具有较好灵敏度，但运行成本较高。近年来，绿色高效的毛细管电泳逐渐用于食品药物残留的分离分析，并显出极大潜力。

高效毛细管电泳（High-performance capillary electrophoresis，HPCE）是离子或荷电粒子以电场为驱动力，在毛细管中按其淌度或/和分配系数不同进行高效、快速分离的一种电泳新技术[1]。发展于80年代中后期，不仅具有高效、快速、样品用量少等最基本的特点，而且还具有容易自动化、操作简单、溶剂消耗少，环境污染小等优点，广泛应用于食品、药物、环境、临床等许多领域。

主要简介毛细管电泳的两种分离模式（毛细管区带电泳和胶束电动毛细管色谱）及毛细管电泳在线富集技术在食品外源药物残留检测分析中的应用情况。

1 毛细管电泳不同分离模式

HPCE的分离模式多种多样，其分离模式的选择往往需要根据简单性、目的性、样品特异性、普适性等原则。在食品药物残留检测中，毛细管区带电泳和胶束电动毛细管色谱是最为常用的两种分离模式。

1.1 毛细管区带电泳

毛细管区带电泳（Capillary Zone Electrophoresis，CZE）是毛细管电泳中应用最广泛﹑最基本的一种分离模式，基于被分离物质的荷质比差异，在电场力的作用下进行分离。除溶质组分本身的结构特点和缓冲液组成外，不受其他因素的影响。通常把它看成各种分离模式的母体。

1.1.1 CZE在农残分析中的应用

早在20世纪90年代，Pérez-Ruiz T[2]等应用CZE-二极管系列检测器测定了水、土豆中的敌草快及百草枯。

近年来，CZE在农药残留分析中有一定的应用。例如，黄宝美[3]等应用CZE-电化学检测法对青菜中敌百虫的残留量进行了检测。Carolina Q M[4]等应用CZE-大体积堆积模式分离检测了葡萄中的磺酰脲类除草剂（醚苯磺隆、砜嘧磺隆、啶嘧磺隆、甲磺隆、氯磺隆）。

1.1.2 CZE在兽残分析中的应用

早在1992年，Ackermans M T[5]等应用毛细管区带电泳法检测了猪肉浸出物中的磺胺类药物。

近年来，CZE在兽药残留检测中的应用情况见表1。

表1 CZE在食品兽药残留检测中的应用Table 1 Application of CZE to the determination of veterinary medicine in food

1.2 胶束电动毛细管色谱

胶束电动毛细管色谱（micellar electrokinetic chromatography，MEKC）是电泳技术和色谱技术的巧妙结合。其基本原理是在电泳缓冲溶液中加入表面活性剂，形成胶束，溶质基于在水相和胶束相之间的分配系数不同而得到分离。MEKC的突出优点是除能分离离子化合物外，还能分离中性化合物，因此已成为一种有效的复杂样品的分析手段。

1.2.1 MEKC在农残分析中的应用

MEKC在农残分析中的应用最早见于20世纪90年代中后期[11-12]。近年来，MEKC在农药残留检测中的应用情况见表2。

表2 MEKC在食品农药残留检测中的应用Table 2 Application of MEKC to the determination of pesticide in food

1.2.2 MEKC在兽残分析中的应用

早在20世纪70年代已有用MEKC法检测动物组织中残留的磺胺类及β内酰胺类抗生素的报道[18]。

近年来，MEKC在食品兽药残留检测方面的报道主要有鸡肉[19]中恩诺沙星（检测限为92.02 μg/kg）的检测，猪肉[20]中盐酸克伦特罗、特布他林和沙丁胺醇的检测，牛奶[21]中卡那霉素B、阿米卡星、新霉素B和巴龙霉素等氨基糖苷类抗生素的多残留分析。

2 毛细管电泳在线富集技术

虽然毛细管电泳具有许多优点，但由于毛细管内径小于100 μm，因此，导致检测光程变短，检测灵敏度较低。一般商品化毛细管电泳仪所配备的紫外检测器检测灵敏度仅为10-6mol/L～10-5mol/L，使其应用于痕量分析时受到一定限制。近年发展起来的提高灵敏度的方法中，在线富集技术可满足痕量农兽药残留分析要求，经济实用而有广泛应用前景。

毛细管电泳在线富集技术是指进样期间或进样后在毛细管中实现样品浓缩的方法。其优点主要为：不需要配备昂贵的检测器，也不需要对毛细管进行改造；易于调控，可同时实现样品的堆积与分离；操作相对简便；可显著提高检测灵敏度等。

目前在食品外源农兽药残留检测中应用最多的是基于MEKC的堆积技术（stacking）和吹扫技术（sweeping）。

2.1 在线富集技术在农残分析中的应用

吹扫技术（sweeping）的基本原理是：样品带不含胶束相，而背景带含有胶束相。当施加电压后，胶束定向移动通过样品带时，胶束与样品相互作用带动样品一起运动使样品带压缩从而实现富集。富集效果取决于分析物在胶束分配能力的大小或者是分析物与假固定相间相互作用的大小。分析物与胶束的亲和力越强，富集效果越好。David等[22]应用毛细管电泳在线sweeping技术及二极管阵列检测器测定了果汁样品中12种氨基甲酸酯类农药，检测限为1 μg/L～7 μg/L该方法快速﹑简单﹑环境污染小。

堆积技术（stacking）的基本原理是：样品溶解在低电导溶液中（例如水），而毛细管中充满高电导背景缓冲溶液。当将样品溶液引入毛细管一定长度后，则低电导样品溶液和高电导背景缓冲液同时存在于毛细管中，这时在毛细管两端施加电压，由于样品溶液的电导率低，因此在样品区带形成高电场，样品离子迁移速度加快。当样品离子穿越样品溶液和背景缓冲液的界面时，由于电导增高，电场强度突然降低，使得样品离子的迁移速度变慢，从而导致样品区带的长度缩短，样品浓度提高，使得样品组分得到富集。近年来，stacking在农药残留检测中的应用较为广泛，具体情况详见表3。

通过对表2和表3中检出限的比较可知，采用stacking技术测定农药的灵敏度比仅用MEKC法的高1个数量级左右，能更好的满足农药残留检测分析的要求。

表3 Stacking在食品农药残留检测中的应用Table 3 Application of Stacking to the determination of pesticide in food

2.2 在线富集技术在兽残分析中的应用

21世纪以来应用在线富集技术检测食品中兽药残留的报道很少，仅检索到本实验室赵燕燕[29]等应用在线Sweeping技术测定猪肉组织中残留的喹诺酮类广谱抗菌药（环丙沙星﹑氧氟沙星﹑恩诺沙星）的报道。作者使用十二烷基硫酸钠（SDS）（80 mmol/L）为胶束相，缓冲溶液pH为9.6，进样时间为200 s，运行电压18 kV，环丙沙星﹑氧氟沙星﹑恩诺沙星三者的检测限分别为 7.0×10-3﹑1.6×10-2﹑2.0×10-2mg/L，恩诺沙星的检出限与文献[19]相比提高了将近五倍。可见，在线富集法可明显改善灵敏度，为食品组织中残留的药物检测提供了一种新的简便可靠的方法。

3 展望

综上所述，CZE及MEKC是痕量食品外源药的两种主要检测模式，检测灵敏度相对较低，因此基于毛细管电泳在线富集技术的诸多优势，其必将成为痕量食品外源药物检测的主要技术手段。鉴于目前国内外大量存在的食品安全问题，为能更好的提高检测灵敏度，离线富集技术与在线富集技术联用，以及多种在线富集技术联用必将成为食品外源药物残留检测的主要研究趋势。

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Research Progresses of Capillary Electrophoresis to the Determination of Trace Exogenous Medicine in Food

LI Yue-qiu，ZHAO Yan-yan*，LIU Li-yan，DU Guang-ling，HAN Yuan-yuan，DI Ke-qian
（Medical Experiment Center，HeBei University，Baoding 071000，Hebei，China）

Abstract：The basic principles and characteristics of two separation modes of capillary electrophore-sis（CE）were introduced.The advantages of CE on-line concentration technique，the detection principles of on-line stacking and on-line sweeping for micellar electrokinetic chromatography（MEKC）were discussed.This review summarized the research progress of two separation modes and two on-line concentration techniques on analysis to trace exogenous medicine in food.Meanwhile，the applied prospect of on-line concentration technique for CE was expected.

Key words：capillary electrophoresis；food；trace；exogenous medicine；determination；progresses

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.14.036

保定市科学研究与发展计划（09ZF006）

李月秋（1977—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：食品、药品分析。

2012-10-17