动物源性食品中β2-受体激动剂残留检测技术研究进展

黄笑晨，李国俊，邢丽丽，纪春景

河北省体育科学研究所 河北省神经肌肉功能与力量训练实验室（石家庄 050011）

β2-受体激动剂，又称为β2-兴奋剂，是一类合成的苯乙醇胺类化合物，最初主要应用于治疗支气管哮喘和高血压等疾病[1-2]。也因为β2-受体激动剂具有降低动物体脂率、促进蛋白质合成等作用，故也被称为“瘦肉精”[3]。自20世纪80年代开始，β2-受体激动剂就作为饲料添加剂被广泛应用于畜禽养殖业中。随着该类物质的应用不断增多，毒性研究表明，人类摄入含有β2-受体激动剂的食物可引起急性食物中毒，并会导致心血管和神经系统的严重不良反应发生，严重危害人体健康[4-6]。因此，世界上大多数国家都对β2-受体激动剂在农业生产活动中的使用有极其严格的规定[7-9]。2020年，农业农村部《食品动物中禁止使用的药品及其他化合物清单》规定β2-受体激动剂及其盐和酯为禁止使用的药物，在动物源性食品中不得检出[10]。但2021年央视“3·15”晚会曝光河北青县的“瘦肉精羊”事件，又使“瘦肉精”重新进入公众视野中。此外，β2-受体激动剂也是世界反兴奋剂组织（World Anti-Doping Agency，WADA）禁用清单上的重点监控物质[11]。运动员如果误服含有该类物质的动物源性食品后，可能导致尿检结果阳性。因此，为保障我国广大人民的舌尖上的安全、避免运动员误服事件的发生，开展动物源性食品中β2-受体激动剂高通量多残留检测研究意义重大。

本文主要从样品前处理方法和检测技术两个方面对其研究现状进行综述，为动物源性食品中β2-受体激动剂的残留检测研究的开展奠定基础。

1 样品前处理技术

1.1 液液萃取

液液萃取（liquid-liquid extraction，LLE）是发展最早的提取技术之一，原理是利用相似相溶原理，实现目标物在不同极性的溶剂中转移和富集。Li等[12]利用乙腈溶剂提取，正己烷脱脂两次，实现对牛奶样品的净化。结果显示5种β2-受体激动剂的基质效应较小，回收率为75.6%~100.3%。

1.2 固相萃取

固相萃取（solid phase extraction，SPE）的原理是将固相萃取柱进行活化后上样，淋洗去除杂质后，通过洗脱液将柱上富集的目标物洗脱收集[13]。Guo等[14]利用MCX柱提取净化猪肉和猪肝中的22种β2-受体激动剂，采用5%氨水甲醇洗脱，加标回收率为74.6%~111.7%。Yikilmaz等[15]采用固相萃取-液相色谱-串联质谱法对牛组织中的4种β2-受体激动剂残留进行测定，选用C18柱净化，各物质的相关系数均大于0.99，回收率为84.3%~119.1%。通过式固相萃取是当前高通量检测中常用的新技术，该萃取柱无需活化，样品可直接过柱收集，净化效果好且环保[16-17]。Wang等[18]利用PRiME HLB柱快速净化，实现了畜禽食品中155种兽药的高通量分析。关学农等[19]采用酸化乙腈处理牛乳样品，选用PRiME HLB柱净化，收集流出液，浓缩后复溶上机。结果表明，19种受体激动剂在不同加标浓度下，回收率为70.6%~104.5%，SRSD为1.1%~11.7%，显示出较好的准确度和精密度。

相比于液液萃取，固相萃取可同步实现对样品的富集和净化，大幅提升工作效率。但固相萃取柱一般不可重复利用，前处理成本较高。

1.3 磁性固相萃取

磁性固相萃取（magnetic solid phase extraction，MSPE）是一种新型的样品预富集方法，常选择具有磁性或可磁化的材料吸附目标物以达到分离目的。该方法的特点是可直接将合成的磁性材料加入到溶液中吸附目标物，通过强磁体将其转移，选择合适的洗脱溶剂洗脱目标物，实现富集和分离[20-21]。Wang等[22]以制备涂覆SiO2/Fe3O4的MIL-101(Cr)-NH2和氧化石墨烯磁性颗粒作为吸附剂，开发高效液相色谱-串联质谱法测定20种β-受体阻滞剂和8种β2-受体激动剂的分析方法，方法的检出限为0.002~0.007 μg/L，SRSD为3.0%~8.3%。Zhang等[23]以金属-有机骨架（MOF）MIL-100（Fe）为碳前驱体制备3D磁性多孔碳（MPCK），并将其用于羊肉样品中盐酸克伦特罗和莱克多巴胺的磁性固相萃取的吸附剂。结果显示，2种目标物在0.05~40 μg/L范围内具有良好线性（r≥0.997 2），SLOD为0.13和0.15 μg/kg，回收率为95.64%~114.65%。

与固相萃取不同，MSPE具有试剂用量少、萃取时间短、提取效率高和抗干扰能力好的特点，越来越受到广泛关注。而且磁性材料可在洗脱后反复回收利用，经济且环保。

1.4 QuEChERS

QuEChERS是根据不同基质采用不同的吸附剂进行搭配，加入溶液中对其中的杂质进行选择性吸附，从而降低或消除基质效应[24]。该方法具有净化效果好、回收率高等优点。刘新辉等[25]建立QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱检测动物源性食品中β2-受体激动剂类药物残留的方法。样品经1%氨水乙腈提取，利用无水硫酸镁脱水后，依次利用QuEChERS净化管、反萃管净化。结果显示，17种受体激动剂在0.2~20 ng/mL范围内线性关系良好（r≥0.99），平均回收率为80.2%~108.5%，SRSD为2.9%~12.4%。Zhang等[26]利用0.1%甲酸-乙腈提取猪肉中的26种β2-受体激动剂，采用含有150 mg无水硫酸镁、50 mg PSA、50 mg C18的多功能过滤器进行净化，结果表明，26种受体激动剂的平均回收率为71.2%~118.6%，日间、日内精密度均小于20%，具有良好的精密度和可重复性，且净化效果好，不存在基质效应干扰。

1.5 分子印迹技术

分子印迹技术（molecular imprinting technology，MIT）是源于抗原-抗体特异性结合的想法，通过合成对模板分子具有极强识别能力的分子印迹聚合物进行目标物的分离和纯化。模板分子是被选择作为印迹的目标分子，可以是特定的分析物或药物分子，或其类似物[27]。Tang等[28]以克伦特罗衍生物为功能单体，通过共价印迹法合成一种高效从猪肉中分离和浓缩克伦特罗的新型分子印迹聚合物。Wang等[29]以苯乙醇胺A为印迹分子，对乙烯基苯甲酸为功能单体，合成一种新型分子印迹聚合物微球，可选择性吸附克伦特罗等物质。并基于此建立超高效液相色谱-串联质谱检测猪肉中5种β2-受体激动剂的灵敏测定方法。5种受体激动剂的SLOD均小于0.02 μg/kg。

虽然分子印迹聚合物可以根据需求进行设计，具有高度的专一性，但其存在制备成本较高和分子印迹相关理论和研究还有待发展等缺点，应用范围有待拓宽。

1.6 其他前处理技术

肖志明等[30]利用液相色谱-串联质谱法检测猪、牛、羊肌肉和肝脏中22种β2-受体激动剂残留。该方法采用超声探针技术辅助酶解，大幅提升酶解效率。前处理采用全自动固相萃取技术，在0.5 h内即可处理36份样品。结果表明，22种受体激动剂的回收率为81.2%~100.7%，SRSD为0.3%~7.9%，SLOD和SLOQ分别为0.3和1.0 μg/kg。

Cao等[31]首次制备4-苯乙烯磺酸钠功能化纳米纤维膜（SS/PAN NFM），并将其作为96孔板固相萃取的吸附剂用于猪肉中7种β2-受体激动剂残留的定量测定。研究显示，SS/PAN NFM可重复使用12次，且吸附能力不下降。通过液相色谱-串联质谱分析，该类化合物的检出限为0.006~0.24 μg/kg，加标回收率为87.2%~111%。

2 仪器分析检测方法

2.1 气相色谱-质谱法

气相色谱-质谱法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）适用于热稳定性好、分子量小、易挥发性或半挥发性物质的痕量分析。Karamolegou等[32]采用GC-MS法测定动物源性食品中的7种β2-受体激动剂残留，样品前处理后经衍生化后上机检测，7种目标物的回收率为83.1%~118.0%。郭蓉等[33]建立熟肉及其制品中12种β2-受体激动剂含量的GC-MS/MS测定方法，12种分析物在低、中、高浓度下，平均回收率为65.5%~110.7%。曹忠波等[34]利用GC-MS/MS对熟肉制品中多种β2-受体激动剂残留进行检测。样品经酶解后经MCX柱净化，利用同位素内标法定量。结果表明，在0.05~1 mg/L内，9种分析物的线性关系良好，相关系数r＞0.999 4，回收率为80.3%~109.5%，SRSD均小于10%。虽然气相色谱-质谱法具有高灵敏度和高选择性等特点，但β2-受体激动剂类药物属于高沸点、难挥发的极性化合物，需要经衍生化后上机检测。

2.2 高效液相色谱法

与气相色谱相比，高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）是以液体代替气体作为流动相的色谱分析方法，具有分离效果好、分析速度快等优点。张楠等[35]通过2-（4-磺酰氯基苯基）苯并咪唑来增强荧光强度，建立动物源性食品中7种β2-受体激动剂的高灵敏HPLC检测方法。结果显示，7种待测物在1.0~100.0 ng/mL范围内呈良好的线性关系（r＞0.999），回收率为80.2%~110.7%。Yuan等[36]利用石墨烯/碳纳米管作为移液尖端固相萃取的吸附剂，结合HPLC技术，实现猪肉中的克伦特罗的快速净化和测定。克伦特罗在3个加标水平下的回收率为92.2%~96.2%，SRSD≤9.2%。由于HPLC的检出限较高，无法满足痕量物质残留测定，逐渐被高灵敏度的液相色谱-质谱联用法替代。

2.3 液相色谱-串联质谱法

液相色谱-串联质谱法（liquid chromatographytandem mass spectrometry，LC-MS/MS）将HPLC的强分离能力和质谱的高灵敏度相结合，可以测定强极性、难挥发、热不稳定性的化合物[37]。关于动物源性食品中β2-受体激动剂残留检测的GB/T 22286—2008《动物源食品中多种β-受体激动剂残留量的测定 液相色谱串联质谱法》和SN/T 1924—2011《进出口动物源食品中克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇和特步他林残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法》等均选用LC-MS/MS进行分析[38]。Liu等[39]采用超高效液相色谱-串联质谱法同时测定牛奶中16种β2-受体激动剂和9种合成类固醇，样品经QuEChERS方法提取、净化，最终各物质在其0.1~200 μg/L范围内线性关系良好，加标回收率为63%~126%。史娜等[40]通过超高效液相色谱-串联质谱法测定动物源性食品中35种β2-受体激动剂和11种β-受体阻断剂残留情况。该方法用MIP柱代替常用的MCX柱，并采用内标法校正，确保了检测的准确性，平均回收率为62.31%~110.52%。张海超等[41]建立动物源性食品中46种食源性兴奋剂同时测定的分析方法。样品选用乙腈萃取、乙腈饱和正己烷除去脂质，QuEChERS法净化。结果表明：46种食源性兴奋剂的回收率为76.0%~111.9%，SRSD为2.3%~12.4%，检出限为0.05~1.0 μg/kg。

2.4 酶联免疫法

酶联免疫法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA），也称为酶免疫测定，是一种基于抗原抗体和酶催化反应特点而建立的方法，通常用于鉴定液体样品中抗体或抗原的存在和浓度[42]。王瑞等[43]为了研究动物体内β2-受体激动剂类药物残留情况，以沙丁胺醇多克隆抗体为基础，建立猪尿中12种β2-受体激动剂残留检测的方法。结果表明，各物质在0.1~20 μg/L范围内线性关系良好，回收率为68.2%~114.2%。Wang等[44]基于克伦特罗单克隆抗体开发竞争抑制酶联免疫吸附方法，以识别23种β2-受体激动剂和类似物。虽然该方法具有成本低、操作简便、特异性强等优点，但其存在重复性差、易出现假阳性等问题，不能满足精准定量的要求。

2.5 表面增强拉曼光谱法

表面增强拉曼光谱法（surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS），是指当待测分子位于贵金属表面（如金和银）上时，在电磁场和化学增强的作用下，造成拉曼散射信号的显著增强的现象[45-46]。肖雄枫等[47]以金溶胶作为表面增强活性基底，运用快速溶剂提取技术减少基质干扰，对生鲜猪肉中的4种β2-受体激动剂进行检测。在3个不同加标水平下，回收率为85.2%~101.5%，SRSD为2.3%~7.9%。Duan等[48]以Fe3O4@Au@Ag纳米颗粒为底物，利用适体结合方法灵敏检测猪肉中的盐酸克伦特罗。研究通过Fe3O4@Au@AgNPs和AuNPs之间的耦合效应，使得SERS的强度和定量分析的灵敏度显著提高，SLOD为0.003 ng/mL，回收率为90.7%~108.0%。

2.6 电化学法

由于β2-受体激动剂结构中包含电活性基团，因此可通过电化学法实现快速高效的检测。其具有快速简便、成本低、不需要技术人员等优点，可被当作β2-受体激动剂残留检测的补充分析手段[49]。Ma等[50]制备由多孔硼掺杂金刚石（pBDD）和金纳米颗粒（Au-NPs）组成的Au-pBDD电极，并将其应用于测定猪肉样品中的克伦特罗，方法回收率为96.7%~106.0%，SRSD＜3.8%。

3 结语与展望

动物源性食品中有害物质残留的准确、高通量检测是食品行业亟待解决的问题之一。β2-受体激动剂虽然在我国已被禁用，但仍需防范非法添加问题。因此，开发更加准确、高效、重复性好的检测方法十分必要。对于β2-受体激动剂的残留检测有待深入研究的开展。在样品前处理技术方面，SPE、QuEChERS的应用较多；PRiME HLB和磁性固相萃取等作为新兴技术，应用范围在逐渐扩大。在检测方法上，LCMS/MS依然是动物源性食品中β2-受体激动剂的残留检测的主要手段。随着质谱技术的发展，近年来具有质量精度高、采集速率快等优势的Q-TOF/MS和Orbitrap MS多被应用于动物源性食品中兽药残留高通量检测工作中。由于LC-MS/MS存在仪器昂贵、前处理时间较长和技术要求高等缺点，开发便捷、灵敏度高的ELISA和电化学法等检测方法，有利于实现动物源性食品中β2-受体激动剂的快速现场筛查。加快β2-受体激动剂检测方法的完善创新，可为提升动物源性食品的风险监测能力和相关国家标准的完善、发展提供有力支持，从而更好地保证运动员“舌尖上的安全”和人民身体健康。