动物源性食品中磺胺类药物和β-受体激动剂残留的色谱和质谱检测技术研究进展

刁志祥，王旭堂，张培杨，王 波，谢恺舟*

（1.扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州 225009；2.教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室，江苏扬州 225009；3.扬州大学兽医学院，江苏扬州 225009）

磺胺类药物（Sulfonamides，SAs）在治疗和预防细菌和原虫感染中发挥了重要作用，也因其具有促生长的作用而被添加在动物饲料中[1]，但过量使用会在动物源性食品中大量残留，其致癌作用以及使细菌产生耐药性等严重威胁着人类健康[2-3]。SAs 包括磺胺胍（Sulfa guanidine，SG）、磺胺嘧啶（Sulfadiazine，SDZ）、磺胺间甲氧嘧啶（Sulfamonomethoxine，SMM）、磺胺二甲基嘧啶（Sulfamethazine，SMZ）、磺胺噻唑（Sul fathiazole，ST）、磺胺异噁唑（Sulfisoxazole,SIZ）、磺胺喹噁啉（Sulfaquinoxaline，SQ）、磺胺二甲氧嘧啶（Sulfadimoxine，SDM）等。

β-受体激动剂（Beta-Agonists，BAAs）在畜牧生产中被广泛用作生长促进剂，具有增加动物瘦肉量、提高饲料利用率、减少上市天数等优点[4]。人类食用高β-受体激动剂残留的动物组织会出现肌肉震颤疼痛、恶心头晕等症状，重则威胁生命。BAAs 主要包括盐酸克伦特罗（Clenbuterol Hydrochloride，CLN）、莱克多巴胺（Ractopamine，RAC）、沙丁胺醇（Salbutamol，STL）、马布特罗（Mabuterol，MBT）、特布他林（Terbutaline，TBT）、齐帕特罗（Zipater，ZPT）等。

欧盟[5]、美国[6]和中国[7]对动物源性食品中SAs和BAAs 最高残留限量（Maximum Residue Limits，MRLs）均作出了规定（表1）。随着色谱质谱技术飞速发展，兽药残留检测已具有较低的检测限（Limit of Detection，LOD）和定量限（Limit of Quantification，LOQ），但难以获得较高的回收率，且多种药物同时检测的难度较大，因此今后的研究过程中还应不断开发新的色谱和质谱检测法和样品前处理方法，以便尽可能快速、便捷检测动物性食品中药物的残留，减小分析复杂样品基质时基质效应的影响。本文综述了2 种药物的色谱质谱检测方法，以期为动物源性食品中兽药残留检测新方法的建立提供理论基础。

1 气相色谱法

气相色谱法（Gas Chromatography，GC）是分析挥发性和半挥发性化合物的复杂混合物的一种成熟和高度可靠的技术[8]。无数相关的色谱柱化学、进样技术和检测器提供了良好的选择性和灵敏度，可以解决环境、能源、临床、食品和药物研究中的众多问题。

Chiavarino 等[9]将9 种磺胺类药物转化为其N1甲基化衍生物，经毛细管气相色谱分离，再利用原子发射检测器同时测定，最终得出原子发射检测器作为GC 检测方法的使用表现出了明显优势，显著提高了线性范围且降低方法的LOD，可有效检测生物基质中磺胺类药物残留的分析。李明等[10]利用CLN 含有2 个电负性很强的氯原子的结构特点，使用电子捕获检测器（Electron Capture Detector，ECD）进行气相色谱法分析，具有很高的灵敏度，平均回收率＞60%，满足兽药残留分析的要求。由于气相法检测药物需要衍生化（如重氮甲基化等）过程较为繁琐且不易控制，故报道较少。

表1 欧盟、美国和中国规定的动物源性食品中磺胺类药物和β-受体激动剂的最高残留限量 μg/kg

2 气相色谱-质谱法

气相色谱-质谱法（Gas Chromatography-Mass Spec trometry，GC-MS）目前在化学成分的通用检测、定量分析和化学成分鉴定的能力方面有很大的性能宽度。GC-MS 法常因其具备高灵敏度、低假阳性率等特点，用作筛选后阳性样品的确证。

GC-MS 法对于SAs 的测定既灵敏又具有选择性，在分析前需要对非挥发性和热不稳定的药物进行衍生化处理，这增加了总体分析时间，并可能导致分析技术错误。Reeves[11]以选定的离子监测方式制备和分析甲基酰胺基三氟乙酰基衍生物，该方法可以在液相色谱系统收集后快速筛查可疑的SAs，减少检测工作量，有效加标回收率高于50%。Liu 等[12]同时测定猪肉样品中的3 种BAAs，测得猪肉加标样品中CLN、STL 和RAC 的回收率为85.5%～93.9%，猪肉样品的LOD 为0.022～0.091 μg/kg，该方法简化了预处理程序，可同时提取多个样品，提高了预处理效率。Ye 等[13]建立了猪肉中CLN 的GC-MS 快速分析方法，在优化的条件下，LOD 为3.6 μg/kg，加标回收率为97.4%～105.7%。GC-MS 法虽然可行，但是必须经过复杂的前处理过程才能检测，另外衍生化的过程中其产物很难控制，增加检测难度，并不适合广泛推广使用。

3 液相色谱法

高效液相色谱法（High-Performance Liquid Chromato graphy，HPLC）具有更高的分离效率、灵敏度和分析速度。常用的检测器有紫外检测器（Ultraviolet Detector，UV）、荧光检测器（Fluorescence Detector，FLD）、二极管阵列检测器（Diode Array Detector，DAD）等。因打破了传统液相色谱依靠重力使流动相缓慢流过色谱柱，而用高压输液泵使流动相流过色谱柱，这大大降低了固定相的粒度要求，提高分离效率。

Stoev 等[14]建立了HPLC-FLD 法定量测定10 种最常用SAs 及其衍生物的残留量，加标浓度为1、5、10 μg/kg 条件下，其平均回收率分别为64%、68% 和78%，SQ 的定量限为1 μg/kg，其余SAs 的定量限为0.5 μg/kg。Maudens 等[15]利用液-液萃取结合固相萃取，建立了HPLC-FLD 法同时测定蜂蜜中12 种SAs，LOD 和LOQ 分别在1～2 μg/L 和2～5 μg/kg，回收率在37%～67%。

Fredy 等[16]采用反相高效液相色谱-紫外检测法测定牛肝脏中CLN 残留浓度，采用C18 反相色谱柱，NaH2PO4：乙腈（85:15，V/V）为流动相，试验得到牛肝脏样品中加标回收率为82.0%～111.7%，LOD 和LOQ 分别为0.20 μg/kg 和0.42 μg/kg。Yan 等[17]利用HPLC-UV 法检测3 种β-受体激动剂，在优化的色谱条件下，3 种BAAs 在20 min 内达到完全基线分离；线性范围为0.2～50 μg/L，回收率在79.2%～91.9%。

不同样品基质中SAs 和BAAs 液相检测方法比较见表2。液相色谱荧光检测法具有较低的检测限，但是该检测方法只对荧光基团有效，部分药物必须要衍生化，以获得检测所需的荧光基团。液相色谱紫外检测法已成功应用于猪肉、牛肉、鸡肉等基质中获得了较好的分离度。总的来说，检测SAs 和BAAs 残留使用C18 色谱柱较多，而紫外检测法拥有较低的检测限，但在加标样品回收率方面略不及荧光检测器，但二极管阵列检测器同样在回收率方面有较好的表现，它可以得到光谱和色谱结合的三维图谱，适合用于复杂样品的定性定量分析。

4 液相色谱-质谱联用法

高效液相色谱-质谱联用法（High-Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，HPLCMS）和超高效液相色谱法（Ultra Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，UPLC-MS）作为监测动物性食品组织兽药残留的重要手段，以LC 作为进样和分离装置，MS 作为检测器来对基质中的化学成分定性定量。经色谱分离后的各组分会被电离成不同荷质比的离子，经电场作用分开，最终聚焦获得质谱图。大多数药物可以通过LC-MS 技术检测，而MS 提供了检测复杂组织提取物中目标分析物所需的高特异性，该法兼具LC 的高分离能力和MS 的分析能力。

表2 不同样品基质中磺胺类药物和β-受体激动剂液相检测方法的比较

Titus 等[34]采用支撑液膜净化富集技术，结合HPLC-MS 同时测定加标牛奶和牛肝、肾组织中的16种SAs 残留，其中SDZ 等未能被有效捕获，加标样品中SG 的回收率在77%～90%，SMM 的加标回收率在55%～64%，该支撑液膜的高提取效率为这些化合物的残留的测定提供了较好的选择性和灵敏度。Verzegnassi等[35]建立了蜂蜜中10 种SAs 的反向HPLC-MS/MS 检测法，为蜂蜜中10 种低浓度水平SAs 的定性确认提供方法，所有药物在50 μg/kg 的加标水平下，平均回收率在44%～73%。

Sun 等[36]首次建立了免疫亲和柱净化，结合HPLCMS/MS 同时测定动物源性食品中RAC、氯霉素和玉米赤霉醇残留，结果表明RAC 的加标回收率为89.8%～99.0%，检测限和定量限分别为0.009 μg/kg 和0.03 μg/kg，该方法具有较好的灵敏度且回收率高。Lin等[37]结合QuEChERS 技术，建立动物肌肉和内脏中β-受体激动剂多残留分析的HPLC-MS/MS 检测新方法，结果证明加标样品中的平均回收率在70%～120%，LOQ为1 μg/kg，该方法简单快速，回收率高，降低分析时间且溶剂用量低。

液相色谱-质谱联用技术将色谱对复杂样品的高分离能力与质谱的高灵敏度、高选择性和明确的识别能力结合起来，由表3 可知其在检测SAs 和BAAs 残留方面发挥了重要作用，应用也最为广泛，相比于气相色谱质谱联用技术，液质联用对那些分子量大、极性强、难气化、热稳定性差的目标物具有较好的分离检测和定性定量能力，能提供复杂组织提取物中目标分析物所需的高特异性，解决目标物共流出问题。随着科技发展以及药物分析的需求，分析技术的联用已经成为了分析化学发展的趋势，联用技术可以将不同技术的优势结合，使检测结果更加的精准。

表3 不同样品基质中磺胺类药物和β-受体激动剂残留检测液相色谱串联质谱方法的比较

5 展 望

随着生活水平的不断提高，消费者对动物食品安全越来越关注，这也就要求科研工作者们开发出更加准确、高效、重复性好的检测方法来降低动物源性食品中兽药残留检测的检测限和定量限，以保证人们身体健康和消除贸易壁垒。色谱质谱检测技术作为重要的化学分析法，在兽药残留分析中一直占据主导地位，现有的色谱质谱检测方法有很多，如GC-MS、HPLC-FLD、HPLCUV、HPLC-DAD、HPLC-MS/MS、UPLC-MS/MS 等。GC 和GC-MS 适用于低沸点、易挥发和热稳定性好的样品，而GC 法检测动物源性食品中SAs 和BAAs 基本均须衍生化反应，而衍生化过程繁琐且不易控制，故使用较少。LC-MS/MS 法由于前处理方式、色谱柱、流动相选择与比例等不同，检测水平存在差别，但总的来说此法回收率都处在较高水平，满足检测需要，且避免了气相色谱法检测时需要衍生化的步骤，但是也存在一些缺点，如仪器成本高和存在丰富的基质效应，这可能会影响方法的定量和选择性能。今后的研究方向应致力于开发集成化的全自动前处理设备及色谱质谱检测设备联用等方法，另外降低残留检测限和基质效应的干扰将成为今后研究的热门方向。