液相色谱法在牛肉磺胺类药物检测中的应用分析

◎ 朱伟志，郑瑜颖，张 旭， 项恬恬，袁 舟

（1.浙江公正检验中心有限公司，浙江 杭州 310000；2.浙江省质量协会，浙江 杭州 310000）

磺胺类药物作为一类广泛应用于畜禽养殖业的药物，其在牛肉中的残留可能对人体健康造成潜在的风险。因此，高效、准确地检测牛肉中的磺胺类药物残留，成为食品安全监管的重要课题之一。本研究旨在探索液相色谱法在牛肉中磺胺类药物检测中的应用，并通过分析研究现状、原理和操作流程，提供有关样品处理、定量分析和结果验证方面的专业见解。

1 磺胺类药物的种类和影响因素

1.1 磺胺类药物的分类及用途

磺胺类药物在畜禽养殖中被广泛应用，用于治疗和预防动物的细菌感染。这些药物具有高效、经济且易于使用的特点，可以提高畜禽的生产效益。然而，随着药物的过度使用和滥用，磺胺类药物在畜禽养殖业中可能存在潜在的风险。一方面，过量投药可能导致药物在动物身体内的残留。这些残留物可能在食品链中积累并进入人体，对人体健康造成潜在威胁。另一方面，长期使用磺胺类药物可能导致细菌耐药性的形成，从而限制药物在治疗感染时的有效性。因此，牛肉中磺胺类药物的残留，需要得到检测部门的高度关注和监管，确保食品安全和人体健康。

1.2 磺胺类药物在牛肉中的残留情况

牛肉中磺胺类药物的残留情况，一直是食品安全监管的重要关注点。研究表明，磺胺类药物在养殖业中被广泛使用，会残留在牛肉中。这主要是因为磺胺类药物在动物体内代谢缓慢，难以完全排除。

不同国家和地区的监管标准，对牛肉中磺胺类药物的残留都有严格限制。以美国FDA 为例，对于常见的磺胺类药物如磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲恶唑等，其允许的残留限量为0.1～0.5 μg/g；欧洲联盟控制水平更为严格，对于磺胺嘧啶和磺胺二甲嘧啶等磺胺类药物的残留限量仅为0.01 μg/g；中国国家标准规定的牛肉磺胺类药物残留限量标准为0.5～2 μg/g（如表1 所示）。

表1 牛肉中常见磺胺类药物的残留限量标准表

为了确保牛肉中磺胺类药物残留的合规性，相关部门通常采取监测和检测手段，包括高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）、质谱联用等。通过对样本的提取和前处理，结合适当的分析方法，可以准确定量检测牛肉中磺胺类药物的残留水平，并确保其符合相关监管标准。

1.3 影响磺胺类药物检测的因素分析

（1）样品来源：不同的样品来源，如不同供应商或地区，可能导致磺胺类药物残留水平的差异。因此，在进行检测时，检测人员应注明样品的来源信息，以便更准确地评估残留水平。

（2）样品处理方法：样品的处理方法对于磺胺类药物的提取和净化具有关键影响。不同的样品处理方法可能对药物的回收率、灵敏度和特异性产生影响。因此，在研究中，检测人员需要选择合适的样品处理方法，并对其进行验证和优化。

（3）样品加工方式：样品的加工方式，如切割、烹饪和存储条件等，可能影响磺胺类药物的残留水平。一些加工过程可能导致药物的分解或转移，影响检测结果的准确性。因此，在进行检测时，检测人员应考虑样品的加工方式，并进行必要的优化和控制。

（4）分析方法的选择和优化：不同的液相色谱法和仪器参数，可能会对磺胺类药物的检测结果产生影响。检测人员应适当地选择柱填充剂、流动相组成和检测器条件，并进行必要的优化和验证，以提高检测方法的准确性和可靠性。

（5）矩阵效应：样品中存在的其他化合物和成分，如脂肪、蛋白质等，可能对磺胺类药物的检测结果产生干扰。这种所谓的矩阵效应可能导致信号峰形状的变化、峰的偏移或峰的遮蔽等现象。因此，在检测过程中，检测人员需要考虑并校正矩阵效应。

2 液相色谱法原理及操作流程

2.1 液相色谱法的基本原理解释

液相色谱法（Liquid Chromatography，简称LC），是一种基于固定相和流动相之间的相互作用来分离混合物的分析技术[1]。它的基本原理为以下几个方面。

（1）流动相是LC 中起分离作用的溶液，它由溶剂和溶质组成，其主要功能是将样品组分输送到固定相上进行分离。流动相通常可以分为2 种类型：正相和反相。正相流动相以极性溶剂，如水为主，适用于亲疏水性不同的非极性溶剂；反相流动相以非极性溶剂，如有机溶剂为主，适用于亲疏水性不同的极性溶剂。

（2）固定相是位于液相色谱柱内部的填充材料，通常是小颗粒或多孔材料。固定相是具有特定表面化学性质的物质，与样品组分发生吸附、分配或离子交换等相互作用。固定相的选择和优化，对于分离效果的重要性至关重要。

这种方法反应条件温和，且对α-位有吸电子基的脂肪族腈及芳香族腈有较高的收率，同时生产过程中产生较少的“三废”，对生产设备要求不高，安全操作性能较高，有利于工业化产品的生产及推广。

（3）分离机制主要包括吸附色谱和分配色谱2 种。在吸附色谱中，固定相表面具有一定的极性或非极性，它与溶液中的化合物发生吸附作用。通过调节流动相的性质，溶液中的化合物会以不同程度吸附在固定相上，从而使混合物成分逐次地被分离。在分配色谱中，固定相为亲水性物质（正相）或疏水性物质（反相），样品在液相传递过程中通过受固定相特性影响，亲水性成分更快地与流动相平衡，分配到移动相，而疏水性成分则相对滞留在固定相中，从而实现分离（如图1 所示）。

图1 简化的液相色谱法示意图

在液相色谱法中，通过优化流动相组成、流速和固定相特性等参数，可有效控制物质在固定相与流动相之间的相互作用，实现对混合物中组分的分离和定量分析。

2.2 检测条件和操作步骤

为了确保液相色谱法结果的可靠性，需要进行严格的检测条件设定和操作步骤。一方面，检测人员需要根据分析要求选择合适的柱填充剂和柱尺寸，以及确定流动相组成和流速；另一方面，合适的检测器和参数设置是必要的，检测人员需要根据目标物质的特性，进行处理、提取和净化，并制备一系列已知浓度的目标物质标准溶液用于定量分析。为提高分离效果，检测人员需要实时监测并记录数据，计算目标物质峰面积，并结合标准曲线进行定量分析。总之，检测人员需要严格按照设定的检测条件操作，并进行校验、验证和记录，以确保液相色谱法的可靠性和结果的一致性。

3 液相色谱法在牛肉中磺胺类药物检测中的应用

3.1 样品的提取和净化方法

在液相色谱法中，固相萃取（SPE）和液-液萃取（LLE）是常用的样品提取和净化方法。其中，固相萃取利用固定相与目标物质之间的相互作用，通过填充固相材料的柱，吸附目标物质并去除样品中的干扰物质。样品经过预处理、加载、冲洗和洗脱等步骤后，得到纯化的目标物质溶液。液-液萃取基于不同溶剂相间目标物质分配系数的差异，将目标物质从样品中迁移到另一个溶剂相中，通过搅拌混合后的样品与萃取溶剂，在相分离的过程中将两相分离，并通过适当的回收步骤获得纯化的目标物质。检测人员可根据实验设计和样品特性选择不同的提取和净化方法，并进行参数优化和验证，以确保液相色谱分析的准确性和可靠性。

3.2 基于液相色谱法的定量分析方法

液相色谱法的定量分析方法主要包括样品处理、进样和分离、检测和数据分析等步骤。

首先，样品处理是为了从牛肉中提取和净化目标物质，并去除可能存在的干扰物质。常用的样品处理方法包括萃取、凝胶过滤和固相萃取等。其中，固相萃取是一种常见的方法，通过载体材料吸附目标物质并去除样品中的其他成分，经过样品处理后，获得含有目标物质的萃取液。

其次，进样和分离是将样品引入液相色谱系统进行分析的过程。经过适当稀释和调整，将萃取液经过自动或手动进样器进入液相色谱柱中。柱子内填充的固定相根据目标物质的特性，如极性、分配系数等，通过流动相传递样品分离[2]。优化流动相组成、流速和温度等参数，可以提高分离效果。

表2 液相色谱法定量分析结果表

3.3 实验结果和数据展示

在液相色谱法检测牛肉中磺胺类药物的实验中，本研究记录了以下数据，用于记录检测结果的浓度、精密度和准确度等参数（如表3 所示）。

表3 液相色谱法检测牛肉中磺胺类药物的数据表

通过对液相色谱法检测牛肉中磺胺类药物的数据表格进行分析，可以得出以下结论：样品1、样品2和样品3 中的磺胺类药物浓度分别为2.4 μg/g、1.8 μg/g 和3.1 μg/g。数据表明，液相色谱法可以准确地测定牛肉样品中磺胺类药物的含量。在精密度方面，相对标准偏差值在2.0%～2.6%之间，表明该实验的可重复性良好；回收率结果在92.7%～98.2%之间，表明该方法具有较高的准确性和回收性能。综上所述，基于液相色谱法的定量分析方法可用于牛肉中磺胺类药物的检测，提供可靠和准确的结果。

4 液相色谱法在牛肉磺胺类药物监管中的应用前景

4.1 目前使用液相色谱法的局限性和改进方向

液相色谱法是一种广泛应用于化学分析和生物分析领域的重要技术，但它也存在一些局限性。首先，液相色谱法的操作和仪器设备相对复杂，需要专业的知识和技能进行操作和维护，不适用于非专业实验室。其次，液相色谱法的分离效果受样品复杂性的影响。当样品中存在多种类似化学结构的化合物时，很难实现有效的分离。同时，一些目标物质会吸附在固定相上或与流动相发生相互作用，导致信号干扰或损失。最后，液相色谱法需要大量的溶剂用于样品处理、柱平衡和洗脱等步骤，经济成本较高。

为了改进液相色谱法的局限性，可采取以下措施。首先，研发更简化和易操作的仪器设备，使其更适用于非专业实验室；其次，开发新的柱填充剂和改良的柱技术，包括研究更有效的柱温控制方法，以提高分离效果和分辨率[3-4]；最后，探索新的检测器技术和筛选方法，以提高灵敏度和准确性，并减少信号干扰。此外，推动绿色液相色谱法的发展，减少溶剂用量、优化样品处理流程，降低环境和经济成本。

通过这些改进方向的研究和实践，可以进一步发展和完善液相色谱法，在提高分析速度、精确度和环境友好性等方面取得更好的结果，有助于液相色谱法在更广泛的应用领域中发挥更大的作用，满足不断变化的分析需求。

4.2 前景展望

液相色谱法在牛肉磺胺类药物监管中具有广阔的应用前景。随着科技的进步和创新的发展，液相色谱法的应用将朝着智能化检测设备和快速分析方法的方向迈进。

一方面，智能化检测设备的发展将为液相色谱法的应用带来更高的自动化和智能化水平。例如，自动化进样、样品处理和数据分析系统，可以提高分析效率和准确度。对于传统的手动操作来说，自动化的仪器设备将显著减少操作错误和人为干扰，提供更稳定和可靠的结果。同时，结合人工智能和机器学习的技术，可以实现对大量数据的快速分析和精准预测，进一步提升检测的可靠性和智能化水平。

另一方面，快速分析方法的发展将加快样品分析速度，降低检测限和消耗的资源。例如，基于高通量液相色谱技术的方法，可以在较短时间内实现大规模样品的高效分析。此外，微流控技术和迅速可行性评估方法的引入，可以实现快速检测，减少分析过程中的样品处理步骤，提高样品的分析速度和检测灵敏度[5]。

5 结语

本研究确认了液相色谱法在牛肉磺胺类药物检测中的重要应用价值。该方法不仅能够实现对牛肉样品中磺胺类药物残留的准确检测，而且具有操作简便、灵敏度高以及分离效果好等优势。然而，目前的液相色谱法仍存在一些局限性，检测机构可以结合其他现代化检测技术来提高检测效率和精确性。相信未来，液相色谱法在农产品监管中将发挥更为重要的作用，为食品安全保驾护航。