兽药残留分析中样品前处理技术研究进展

侯倩　李东元　刘晓萌　张晓娴

摘 要：样品前处理技术是检测兽药残留的主要手段，在药物分析领域应用较为广泛。随着前处理技术的发展，近些年出现了固相萃取技术、基质固相分散技术、固相微萃取技术以及膜萃取技术等多种关键技术，拓宽了兽药残留检测的途径。本文对这些技术的发展应用进行了综述研究，探讨了各种技术应用范围和优势，并对前处理技术前景进行了展望。

关键词：兽药残留;前处理技术;研究进展

Abstract：Sample pretreatment technology is the main method for the detection of veterinary drug residues， which is widely used in the field of drug analysis. With the development of pretreatment technology， several key technologies such as solid phase extraction technology， matrix solid phase dispersion technology， solid phase microextraction technology and membrane extraction technology appeared in recent years， which broadened the way of veterinary drug residue detection. In this paper， the development and application of these technologies are reviewed， the application scope and advantages of various technologies are discussed， and the prospect of pretreatment technology is prospected.

Key words：Veterinary drug residues; Pretreatment technology; Research progress

中图分类号：S859.84

随着我国畜牧养殖业技术的不断完善，畜牧养殖规模也越来越大，满足了我国肉蛋类产品市场的需求。近些年，畜牧养殖环境发生了较大变化，禽畜感染性疾病种类越来越多，对药物的抵抗性逐渐提高，新型兽药投放量逐渐增加。兽药的不科学使用会导致其在动物体内残留，随之进入生态系统中，对环境安全以及饮食安全都造成了很大影响。因此，对兽药残留的检测已经成为国内外兽药研究、开发、使用以及管理的重要内容。

1 固相萃取技术（SPE）

固相萃取技术（SPE）是利用固相吸附剂分离液相混合物中的目标成分，选择不同的吸附剂过滤液体基质和干扰物，通过多种洗脱操作，能够对目标分离物进行富集，从而分析出残留物的质量和种类。与传统的液相萃取技术相比，SPE的主要优势在于回收率高、选择性和重现性强，洗脱过程中不需要大量的有机溶剂，减少了对操作人员的身体伤害。在应用SPE技术中，选择合适的吸附剂是关键因素，这些吸附剂要具有较好的亲和性和选择性，常用的吸附剂包括正向、反向和离子交换剂。

在兽药残留分析中，SPE技术往往与色谱技术联用，从而提高分析效率。固相萃取-UPLC-MS/MS法可以用于检测猪肉喹诺酮类兽药残留，在前处理中利用Oasis Prime HLB固相萃取柱凈化除去磷脂和非极性干扰物，该方法为畜肉类食品中喹诺酮类兽药残留的快速检测提供方法依据。在鸡蛋兽药残留检测中，蒋定之等[1]利用PRiME HLB固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法快速的测定出了鸡蛋中的48种兽药残留物，先用90%乙腈水溶液提取样品，然后用PRiME HLB小柱净化浓缩，采用高效液相色谱-串联质谱法进行检测，以基质匹配曲线外标法定量，最终样品回收率控制在70%以上，鸡蛋样品中的48种兽药残留在0.5～50μg·kg-1浓度范围内线性关系良好。在SPE技术发展中，C18固相萃取柱可以萃取的药物种类越来越多，如大环内酯类药物、四环素类药物、类固醇类药物以及苯并咪唑类药物，HLB萃取柱已经实现了对喹诺酮类药物的提取。随着SPE技术的发展，今后的发展趋势应是研发选择性较强的固定相，同时实现SPE与各种分析仪器的联用。

2 基质固相分散技术（MSPD）

基质固相分散技术（MSPD）属于快速样品处理技术，研磨涂渍有C18的多种聚合物的单体固相萃取材料与所要检测的样品，将得到的混合物填充到萃取柱中，然后采用不同的溶剂对其进行洗脱，对所要检测的药物分离提取。该技术的最大优点是减少了传统前处理中需要对样品进行匀化、提取和净化的过程，减少了沉淀、离心和pH调节等过程，实现了对微量样品的检测。

作为一种高效的提取净化方法，MSPD技术适用于各种分子结构复杂和极性兽药残留的检测，分析速度要比SPE快很多，比较适合自动化分析。王炼等[2]采用MSPD串联质谱法测定了牛奶中氨基糖苷类抗生素残留量，将牛奶样品与二氧化硅和乙二胺四乙酸二钠混合材料进行基质固相分散提取后，采用0.1%甲酸超纯水洗脱，用亲水交互作用色谱-串联质谱分析，回收率超过80%，定量限和检出限分别达到8.0～80 μg·kg-1和2.5～25 μg·kg-1。以C18作为吸附剂，采用该技术可以检测的常见样品残留物包括牛奶中的氯霉素、猪肉中的呋喃唑酮、牛肝中的伊维菌素和苯并咪唑类药物、奶酪中的四环素、蜂蜜中的磺胺等。目前，MSPD技术应用的填料物质仍以C18为主，新型填料开发速度缓慢，下一步可以根据兽药残留物的特点开发新型的填料吸附剂，扩大该种技术的检测范围。

3 固相微萃取技术（SPME）

固相微萃取技术（SPME）是一种新型的样品前处理和富集技术，该技术集样品采集、萃取和进样于一体，同时可以实现无溶剂萃取。与传统的固相萃取技术相比，SPME提高了样品的回收率，吸附剂的孔隙不易堵塞，可以根据样品类型选择直接萃取、顶空萃取或者膜保护萃取。按照萃取技术的不同，又分为了纤维针式萃取（Fiber-SPME）和管内固相萃取（In-tube SPME）。段炼等[3]采用SPME联合气相色谱法分析了水中的2-甲基异莰醇和土臭素，研究了搅拌速度、萃取温度、萃取时间对检出限和定量限的影响，平均回收率达到了95.6%以上，相对标准偏差控制在10.1%以下。最近几年，SPME技术在兽药残留样品上的检测应用范围逐渐提高，包括在肌猪肉中利用聚吡咯作为萃取材料检测有机砷，在牛奶样品中以分子印迹聚合物为萃取材料检出四环素，在动物尿液中以聚二甲基硅氧烷为萃取材料检测出克伦特罗。

4 膜萃取技术（ME）

膜萃取技术（ME）又叫作固定膜界面萃取，是基于非孔膜技术发展起来的一种样品前处理技术，在应用中主要与液相萃取过程相结合，是膜分离的重要过程。在萃取过程中，萃取料和液相料分别在膜的两侧流动，依靠溶解扩散和化学位差推动传质过程。目前应用的主要技術为支载液体膜萃取技术（SLM），以三相系统为基础，在两相水中形成有机相，离子和非离子样品在水相/有机相中依靠浓度差异作为传质力实现萃取分离。

张圣新等[4]采用ME法与高效液相色谱法测定养殖污水中强力霉素的残留量，在固定膜界面上过滤养殖场污水，调整过滤液的pH值后，用固相萃取柱进行富集和洗脱，最终回收率达到91.8%，检测限为0.1 μg·mL-1，可以对污水中的强力霉素实现快速测定。影响SLM检测质量的因素较多，常见的有受体及相关液体的组成，膜两侧液相流速及酸度以及液体支载体的种类等，目前SLM对于检测牛奶及动物肝脏中的内酰胺类、苯并咪唑类药物效果较好。

5 超临界流体萃取（SFE）技术

超临界流体是指处于临界温度（TC）和临界压力（Pc）以上，物理性质介于气体和液体之间的物质，通过改变检测温度和压力，可以溶解多种物质，达到选择性分离药物的目的。最常用的超临界流体为CO2，可以萃取极性和非极性物质，除了CO2外，N2O、C2H6以及CHF3等也是常用的萃取物质。SFE最大的优势在于可以连续萃取，前处理简单，同时几乎不消耗有机溶剂，还可以与GC、HPLC等联用。

近些年，SFE用于兽药残留检测的范围逐渐扩大，可实现对多种药物成分的分离。Danaher等[5]利用SFE技术检测了动物肝脏中的药物成分，将样品与碱性氧化铝混匀后，用CO2进行萃取，设定的条件为温度100 ℃、压力300 bar，将目标物吸附在氧化铝上，最后用甲醇-乙酸乙酯进行洗脱，检出的残留物包括阿维霉素、多维霉素、伊维菌素等多种药物。在其他残留物检测中，SFE的应用还包括检测鸡蛋样品中的磺胺类药物、检测肾脏和肌猪肉中的类固醇、检测鸡肉中的氟喹诺酮等。

6 结语

样品前处理技术是兽药残留检测的重要过程，在兽药检测中的应用较为广泛。随着前处理技术的发展，兽药残留检测精确度不断提高，其中固相萃取柱技术已经比较完善，可以检测的样品种类也越来越多。除了传统的固相萃取技术外，目前极基质固相分散技术、固相微萃取技术、超临界流体萃取技术等对兽药样品的可选择性逐渐提高，检出限范围也比较宽泛，应用也逐渐增多。样品前处理技术在下一步的发展中要朝向高选择性、样品量少、自动化程度高、可多技术联用的方向发展，提高检测效率和质量。

参考文献：

[1]蒋定之，辛丽娜，谭喜梅，等.PRiME HLB固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法同时快速测定鸡蛋中48种兽药残留[J].食品工业科技，2019，31（22）：18-19.

[2]王炼，刘少琼，杨碧霞，等.基质固相分散-亲水交互作用色谱-串联质谱法测定牛奶中5种氨基糖苷类抗生素残留量[J].中国食品卫生杂志，2019，26（3）：222-226.

[3]段炼，邓嘉辉，刘立鹏，等.固相微萃取-便携式气相色谱-串联质谱法现场测定水中的2-甲基异莰醇和土臭素[J].分析化学，2019，47（4）：527-532.

[4]张圣新，朱磊，鲍恩东，等.固相萃取-高效液相色谱法测定养殖污水中强力霉素残留[J].江苏农业科学，2019，47（23）：249-251.

[5]Danaher M，Michael OKeeffe，Glennon JD. Extraction and isolation of avermectins and milbemycins from liver samples using unmodified supercritical CO2 with in-line trapping on basic alumina[J].Journal of Chromatography B，2001，761（1）：115-123.