超高效液相色谱-高分辨质谱在畜产品及养殖投入品中兽药残留检测中的应用

付国平，刘松雁，张 优

（1. 石家庄市农业综合行政执法支队 050000；2. 石家庄市畜产品和兽药饲料质量检测中心 050041）

随着我国经济的不断发展，人民群众也越来越注重食品安全。其中畜产品由于养殖周期长，价值高，经常有不法养殖户故意在投入品中添加违禁物质，以达到赚取不法收入的目的。由于添加的抗生素、促生长激素等物质会残留在动物体内，人类食用后会造成各种不良反应，对人民群众的健康造成了重要威胁。这就对畜产品安全检测提出了更高的要求，不仅要对畜产品中的兽药残留进行检测，还要对养殖投入品中的非法添加物进行快速、高通量的检测。在早期的快速高通量检测方法中，包括胶体金法、酶联免疫法等方法，其优点是前处理简单，一次可以处理大量样品，但是由于技术的限制，常常会造成假阳性、假阴性，准确率不高，且无法定量。大多数试剂盒只能针对单一品种药物，通量低，如果大范围筛查不同药物，检测成本会大幅上升。质谱技术在近年来得到了长足的发展，气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用、液相色谱-串联质谱联用在兽药残留检测领域发挥了重要的作用，不仅能够定性，在定量方面也比较可靠。但是由于检测方式的限制，如果使用串联质谱进行定量检测，不能进行多化合物同时检测，且对未知物无法检测；如果使用单极质谱的全扫描模式，则灵敏度差，不能满足定量检测要求。

高分辨质谱的出现较好地解决了高通量、快速、高灵敏度、高分辨率的兼容问题，在检测方式上，高分辨质谱普遍采用全扫描方式，可以进行多种化合物的高通量分析，尤其是对于未知化合物有着较好的检测能力。由于高分辨质谱不需要针对特定化合物进行优化设置，操作简单，技术人员通过较短时间的培训就能进行仪器操作；在数据分析方面，由于各仪器生产厂家建立了较为全面的谱库，使得数据分析也变得相对简单。目前，使用超高效液相色谱-高分辨质谱进行分析检测已经成为了一种潜力巨大的方法，越来越多的分析人员使用高分辨质谱仪进行检测，提高了分析效率，也更加容易发现问题样品，确保畜产品质量安全。

1 超高效液相色谱-高分辨质谱的分类及原理

在质谱技术大规模应用之前，检测人员普遍使用色谱技术进行检测。而色谱-质谱联用技术，克服了检测单一的缺点，使得分析领域取得了长足发展，尤其是超高效液相色谱-质谱联用技术，大大缩短了分析时间，并且可以发现隐藏在复杂基质中的痕量残留物质。

常见的高分辨质谱包括磁质谱、飞行时间质谱和傅里叶变换离子回旋共振质谱等，其中磁质谱价格昂贵，对操作人员要求较高，分析速度较慢，不适合于兽药残留的常规检测。

1.1 飞行时间质谱是当前大多数质谱生产厂家的技术方式，一般由四极杆和飞行时间两个质量分析器组成，具有较高的选择性和分辨率，该技术已经在分析领域得到了大量的应用。

1.2 Orbitrap 是赛默飞世尔专有的质谱技术，它一种离子阱质量分析器，由两个外部电极和一个中心电极组成，可以同时用作分析器和检测器。由于其设置，Orbitrap 质量分析器实际上是傅里叶变换质量分析器，模拟FT 离子回旋共振技术。其具有超高的分辨率，可以实现高灵敏度、高选择性的定量定性分析。

2 超高效液相色谱-高分辨质谱在动物源食品药物残留检测中的应用

2.1 生鲜乳中兽药残留的检测

我国消费者对于牛奶的消费量大增，奶牛的养殖也处于相对稳定的时期。但是由于前些年非法添加物、抗生素超标等事件的影响，对于奶牛养殖的监管一直都非常严格，市场、农业等相关部门均加大了抽检力度，因此建立一种高通量、快速的牛乳中多种非法添加及药物残留检测技术也就成为了当下检测行业的研究重点。

霍路曼等建立了生乳中29 种兽药残留的快速检测方法，生乳样品采用0.2%甲酸乙腈溶液提取上清液,采用QuECHERS 净化管净化后测定，Mass Error 在±2.0mg/kg 之内，满足了快速定性的要求，提高筛查效率与准确性。田怀香等建立了一种包括17 大类，共174 种兽药残留的高效液相色谱-串联飞行时间质谱方法。样品用乙腈和乙酸乙酯提取，冷冻净化后，采用电喷雾正离子模式检测，检测限为1～10ng/g，99 种药物回收率在70%～130%范围内，该方法检测速度快，灵敏度高，大大提高了生鲜乳中兽药筛查的效率。高馥蝶等建立了牛奶中42 种农药和兽药残留的快速检测方法，包括13 种农药和29 种兽药，采用QuEChERS 方法进行样品前处理，牛奶样品经含1%甲酸的乙腈溶液提取，同时加入无水硫酸钠和氯化钾盐析，提取液经C18 填料净化后直接测定，定量限为1 ～100μg/kg。林天野等建立了一种对牛奶中21 种磺胺类药物残留进行快速定性筛查及定量分析方法，称取2g 牛奶样品，用乙腈与水体积比为1:1 提取，均质震荡后，采用无水硫酸镁脱水，离心后取乙腈层旋转蒸发蒸干，加入超纯水溶解后，经固相萃取柱净化，滤膜过滤进样，21 种磺胺类药物平均加标回收率为60.0%～96.0%。

2.2 畜禽组织中兽药残留的检测

肉类是人们蛋白质的主要来源，畜禽养殖在我国取得了长足的发展，然而超量使用抗生素，滥用瘦肉精、苏丹红等违法添加物，使得我国饱受畜产品质量安全困扰，因此建立快速、简便、高效的检测方法，对于加强畜产品质量安全检测能力具有重要意义。

刘鑫等利用四极杆-轨道阱高分辨质谱仪建立了动物源中81 种兽药残留同时筛查的快速分析方法，称取2.5g 样品，加入无水硫酸钠和乙腈，超声提取，离心取上清液氮气吹干，复溶后检测，定性、定量结果均满意。孙清荣等利用高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱建立了鸡肉中48 种兽药残留的快速筛查和检测方法。样品采用乙腈/水(7:3)提取，经Oasis PRi ME HLB 固相萃取柱净化，采用正离子全信息串联质谱模式扫描，外标法定量。

2.3 水产动物中兽药残留的检测

水产动物主要是淡水养殖鱼、虾等动物，在人工养殖、运输等过程中，有不法分子为了经济利益铤而走险，违法添加各种抗生素、禁用药物等物质，加大了水产品的风险，造成食品安全问题，由于水产品含水量大，检测方法与畜禽肉不尽相同，建立快速、高通道的高分辨检测方法，能够有效威慑不法分子，确保水产品质量安全。

李诗言等建立了中华鳖中42 种兽药残留的液相色谱-四极杆/飞行时间质谱快速筛查方法。采用乙腈/水(6 ∶4,V/V)提取样品，经HLB 柱吸附净化后上机。在5～50μg/kg 添加水平下的平均回收率为56.8%～103.8%，同时采用精确质量数据库和二级谱图库检索的方式快速定性确证。欧阳少伦等建立了快速筛查水产品中123 种兽药残留的在线净化/液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱检测方法，兽药涵盖15 类药物。样品经乙腈-水(8:2)提取,提取液经在线净化柱Cyclone P 净化,富集后,将目标物洗脱上机，定量限为0.1 ～50μg/kg。该方法简便，准确，灵敏，适用于批量水产品中多种兽药残留的快速筛查。

3 超高效液相色谱-高分辨质谱在饲料中药物残留及非法添加检测中的应用

农业农村部公告 第194 号公告了自2020 年1 月1 日起，退出除中药外的所有促生长类药物饲料添加剂品种，这宣布了我国抗生素减量计划进入了一个新的阶段。然而，促生长类抗生素所具有的经济价值十分诱人，不法厂家，不法养殖户铤而走险，继续在饲料中违法添加抗生素，对人民身体健康造成了十分严重的危害。因此，研究快速、高通量的检测方法已经迫在眉睫，传统的酶联免疫法、液相色谱法、液质联用法都有各自的局限性，液相色谱-高分辨质谱联用法由于自身的特点，解决了其他方法的局限性，具有十分广阔的应用前景。

王勇为等利用LTQ Orbitrap 组合式高分辨质谱仪对饲料中同分异构体除草剂残留进行鉴定，对于异构体和结构类似物的鉴定提供了全面的数据，不仅定性更加准确，检出限也达到了1ppb。蓝芳等使用液相色谱-四极杆/飞行时间质谱对饲料中36 种违禁药物进行了快速筛查，建立了饲料中β-受体激动剂、激素共36 种违禁药物的快速筛查方法，样品中加入乙腈和混合吸附剂，经涡旋分散、振荡提取、离心和浓缩步骤，质量数误差绝对值小于7.3 ppm，线性关系良好，相关系数大于0.99，平均回收率为65%～120%，操作简便、结果准确。

4 超高效液相色谱-高分辨质谱在兽药非法添加检测中的应用

部分兽药生产厂家为了提高产品的功效，不执行兽药国家标准，非法添加其他药物，尤其是中药中添加西药成分，表面上看其产品功效显著，实际上由于成分不明，容易造成养殖户误用违禁药品，生产出不合格的畜产品，一旦流入市场会对人民群众健康产生严重威胁。严厉打击兽药中非法添加其他药物，是现阶段执法的重要组成部分。而建立快速、有效的检测方法，能够在最短时间内震慑不法分子，确保畜禽生产用药安全。传统的兽药非法添加检测主要使用高效液相色谱-二极管阵列检测器法，受到液相色谱分离度、检测器品中限制较多，且灵敏度有限，不能更好、更快的检测。而使用液相色谱-高分辨质谱联用技术，能够更短时间、更高通量的对兽药进行检测。

熊玥等采用超高效液相色谱-飞行时间高分辨质谱对农业执法案件中缴获的未知粉末进行分析研究，建立了未知物筛查的检测方法，利用过靶向及非靶向筛查，为未知添加物的筛查、确证提供了思路和技术参考。

5 结论与展望

为了解决多种类药物的大规模筛查问题，并且兼具一定的定量检测能力，针对畜产品、养殖投入品开发出合适的高分辨质谱检测方法，是十分必要的。高分辨质谱具有参数设定简单，定性能力强等优点，结合超高效液相色谱连用技术，尤其是对于未知化合物以及非定向化合物具有很好的筛查能力。目前高分辨质谱仪价格昂贵，维护保养不变，使用成本较高，但是随着应用越来越广，相信未来必定能成为药物筛查的重要手段。