兽药残留分析技术

近年来,兽药特别是抗生素在畜牧生产中的应用增加,由此导致的动物性食品中兽药残留问题日益突出。兽药残留分析是复杂混合物中痕量组分的分析技术。残留分析既需要精细的微量操作手段,又需要高灵敏的痕量检测技术,难度大、仪器化程度和分析成本高,分析质量控制和分析策略(如筛选性分析、确证性分析)有特殊要求。现对兽药残留分析中分离和检测技术现状及发展动向做一简要介绍。

1　样本前处理

1. 1　提取

提取是使用适当溶剂将待测物连同部分样本基质从固态样本转至易于净化或分析的液态,通常可除去99%的样本杂质。根据样本的性质选择溶剂,如脂肪或水分含量。使用水溶性有机溶剂(乙腈、甲醇、丙酮等)有许多优点:溶剂和动物样本易混合,提取速度快;溶剂溶解作用强;提取液pH值可以调节,适用范围广;提取的同时兼脱蛋白和脱脂;待测物在样本提取液中均匀分布,可只移取部分上清液或滤液进行分析,无需反复提取将待测物全部转出。

1. 2　净化

净化即将待测物与提取液中的样本干扰杂质分离。前处理中净化的工作量最大,但一个具有强大分离效能或高选择性检测能力的测定体系可大大降低对净化的要求。兽药残留分析中常用的净化方法是液- 液分配和固相萃取。

1. 2. 1　液- 液分配　

液- 液分配属经典的净化手段。等体积的分配体系中溶质分配平衡后溶解在非极性或极性较弱的溶剂中溶质的百分比称为p值,利用p值可以选择萃取系统、计算萃取次数和抽出率。通过调节溶液的pH值、极性、离子对形成等手段选择性地改变待测物的p值是常用的净化方法,如组织中磺胺类药物的净化[ 1 ]。多数兽药属有机酸或有机碱类化合物,离子对萃取法在兽药残留分析中有重要价值。

1. 2. 2　固相萃取　

固相萃取作为净化手段,其基本原理与开放式柱色谱相同。固相萃取中样本与微细颗粒填料(Φ70～150μm)接触面积大,净化速度快,分离效能高;操作简便,溶剂用量少,回收率高。所以近年来固相萃取发展很快。吸附层析常用的填料如硅胶、氧化铝,因其吸附性能受自身和样品的含水量影响很大,需严格控制。大孔树脂(聚苯乙烯)为一种反相吸附剂,可直接净化含水试样。分配层析中常用的反相填料为键合有十八烷基(C18)或辛烷基(C8)的硅胶,是目前应用最普遍的固相萃取技术。

基质固相分散(matrixsolid - phasedispersion, MSPD ) 是1989年由美国Louisiana州立大学的S A Barker教授首次提出并给予理论解释的一种崭新的固相萃取技术。其基本操作是将样本直接与适量反相填料(C18或C8)研磨、混匀,制成半固态装柱、淋洗。作为样本净化技术,它具有直接处理样本的优点,快速的分离过程和较高的分离效能,特别适宜于多残留组分快速分离和分析自动化。MSPD的简单操作中浓缩了传统的样本前处理中所需的样本匀化、组织细胞裂解、提取、净化等过程,但避免了样本匀化、转溶、乳化、浓缩和静电造成的待测物损失;净化后的样品可直接进行测定,测定速度快(十几分钟) ,所用有机溶剂量减少(几十毫升) 。

免疫亲合色谱( immuno affinity chromatography, IAC)系利用连接有特异性抗体的基质做填料的一种固相萃取。IAC的最显著优点在于对待测物的高效、高选择性保留能力,为目前净化效果显著的固相萃取,特别适用于复杂样本中极稀组分的净化与富集。固相萃取的主要发展方向: (1)新填料特别是高选择性填料的研制,如免疫吸附剂( im - munosorbent) 、苯基硼酸键合硅胶; ( 2)新的SPE模式,如滤膜法、固相微萃取法( SPME) ; (3)操作自动化。

1. 2. 3　薄层色谱( TLC) 　

TLC作为样本净化手段具有直观、速度快、样本容量大和分离效能高(颗粒Φ30～50 μm)等优点。但对紫外- 可见区无吸收的待测物却难以定位,有些待测物可通过标准品显色来解决。

1. 3　浓缩

浓缩是待测物富集或转溶的常用方法。前处理中以浓缩过程待测物损失最大。应避免样品液被直接蒸干,否则待测物可能附着于器皿上或与样本基质结合使回收率下降,高极性待测物如磺胺类药物较为严重。

1. 4　衍生化

衍生化提高检测的灵敏度和选择性已成为残留分析中衍生化的最主要目的,如给待测物连接强电负性基团以适于气相色谱的电子捕获检测器检测、HPLC的紫外或荧光衍生化等。

HPLC衍生化分为柱前和柱后衍生化。柱后衍生化需要专门的反应装置(高压泵、混合及反应管道) ,待测物从色谱柱流出后与衍生化试剂反应,再进入检测器。其突出优点是在线反应,动态检测,无需反应进行完全,不影响现有的分离条件;主要不足是衍生化试剂可能对检测有干扰,对流动相亦有限制。

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