基于复合式净化体系的畜禽肉兽药残留快速检测技术分析

◎ 缪 雄，姜诗雨，孙 震

（1.无锡市食品安全检验检测中心，江苏 无锡 214142；2.国家市场监管技术创新中心（特殊食品），江苏 无锡 214142）

大规模饲养肉禽类动物是保障人民肉食供应的重要方式，在肉禽类动物饲养过程中，由于空间相对封闭，不可避免会出现健康问题，需要使用兽药来保障它们的健康[1]。然而，兽药的滥用会在动物体内形成兽药或代谢产物的残留，对食用者造成一定的潜在危害。因此，在畜禽肉进入市场前，必须检测其兽药残留量[2]，然而，目前的兽药残留检测标准存在操作繁琐、耗时较长等弊端，在当今畜禽肉产量较大的情况下，其检测速度难以满足现实需求，相关检测部门需研究快速检测技术，在保证检验效果的前提下，缩短检测周期[3]。为提高畜禽肉兽药残留的检测效率，本文改进了现有检测技术的萃取方法，提出了复合式净化体系，克服了操作繁琐、耗时长等弊端，可在提高检测效率的同时，保证检测结果的准确性。

1 方法原理

畜禽肉中残留兽药的萃取是检测的一个重要步骤，需要消耗较多的时间。为提高畜禽肉中残留兽药的检测效率，可以在QuEChERS方法的基础上，采取固相萃取柱的柱填技术，从而形成一步净化柱，与饱和正己烷二次脱脂工艺相结合，形成复合式净化体系。

1.1 QuEChERS方法原理

QuEChERS 法是一种检测速度快、操作简单、安全性能较好的样品前处理方法，被应用于肉类产品的兽药残留检测[4]。该方法一般需要以下2个步骤实施：①分离萃取。在待检测样品内，依次添加乙腈提取液、脱水盐（通常为无水硫酸镁等物质）等物质，静置等待，待测物转移到有机相之后，向待测物中加入柠檬酸钠等物质，调节pH值，而后采用剧烈震荡以及离心等手段，获得上清液。②对上清液进行提纯。按照顺序向上清液内加入吸附剂、脱水盐，吸附剂一般为十八烷基二氧化硅（C18）、N-丙基乙二胺（PSA）、石墨化炭黑（GCB）等物质，之后进行离心处理，对提纯的清液再进行简单处理后，就可以上机测定成分了。

相对于固相或者液液萃取等方法而言，QuEChERS法不仅效率较高，而且成本较低、绿色环保。该方法操作简单，平均2 min就可以处理一个样品，样品前处理速度非常快。试剂的毒性以及使用量都很低，且萃取操作的大部分过程在密封环境下实施，对检测员的危害极小。然而，该方法的缺陷是容易受到基质干扰以及净化效果较差。

与植物样品的检测不同，肉类样品的检测存在脂肪含量高、基质复杂的特点，一般使用优化后的QuEChERS 方法，优化内容根据分析物质的物理、化学性质而定，通常包括优化提取液、吸附剂、盐以及吸附剂的使用量，也可以对这些优化内容进行排列组合。优化提取液的方法通常是在纯乙腈提取液中加入适量的甲酸或者乙酸试剂，使溶液的pH值呈酸性，提高提取效率。脱水盐具有盐析作用，能够使水相中的兽药具有较低的溶解度，进而增加兽药含量，有利于实施分离水相和有机相，减少有机相中的水含量。在条件允许的情况下，可以采用纳米氧化铝和弗洛里硅土等作为吸附剂，提高净化效果。

1.2 改进的固相萃取柱设计

固相萃取简称SPE，该装置在分离、萃取、浓缩等操作中应用较为广泛，其主要作用是对待检测样品进行前处理[5]，兼具液相色谱和液固萃取柱的技术特点。相对于常规的液萃取法来说，它具有更高的分析物回收率，分析物与干扰成分的分离效果更好，且操作简单，大大降低了样品预处理的工作量。

固相萃取小柱是一种射针筒型装置，大多以聚丙烯（PP）为材料，包括柱管、筛板、吸附剂和通用接口等部分。柱管以毫升为单位，是整个固相萃取柱的载体，根据所填装的填料以及上样需求进行选择。柱内装有两片筛板，上下各一片，主要起到固定吸附剂和过滤作用。在两个筛板中间装填色谱吸附剂，吸附剂的规格通常会根据净化样液的浓度及体积选取。待检测的样品溶液在萃取柱内流经吸附剂时，由于吸附剂具有极性、疏水性或离子交换等性质，能够有选择地将目标物保留下来，而透过吸附剂的其他成分则流出小柱，该过程中某些与目标物性质相近的组分也会少量保留，然后针对目标物质，采用另外的溶剂体系完成洗脱操作，从复杂样品中进行纯化、分离，并富集目标物质。当目标物给定之后，样品溶剂、吸附剂和洗脱溶剂的正确选择，是分离成功的关键性因素。吸附剂通常有硅胶基质吸附剂、聚合物基质吸附剂和离子交换吸附剂等，检测热源应根据不同的检测需求进行选择。

1.3 实时直接分析-串联质谱技术（DART-MS/MS）

实时直接分析-串联质谱技术作为一种非表面接触式的离子源技术，在快速检测试验中得到了广泛应用，其在样品用量、样品制备、缩短分析时间等方面具有极大的优势，能实现多组分、多极性样品的同时检测与分析。DART离子源可对化学组分进行快速、实时检测，符合兽药多组分同步检测的研究需要，可对药物组分进行快速检测。DART离子源是一种常压气体吸收式离子源，当外部气体（如氩、氦、氮）注入 DART中，利用高电压放电针产生的辉光放电，在被测物中形成离子体（电子、原子、离子、亚稳态分子等）。这些离子穿过电极，进入陶瓷加热器，得到高能和动能，再穿过栅网电极，去除亚稳态物种和不稳定电荷，最终得到的离子被送往质谱仪。

2 试验部分

2.1 标准溶液的配置和样品前处理

检测时需要配制的标准溶液：①氯霉素类混合标准溶液。采用甲醇稀释、定容氯霉素、氟苯尼考、甲砜霉素等液体，质量浓度为1 mg·L-1的单标溶液。②混合标准溶液。采用甲醇稀释、定容磺胺类、硝基咪唑类、喹诺酮类等单标溶液与氯霉素类混合标准溶液的混合溶液，质量浓度为1 mg·L-1。③混合内标标准溶液。采用甲醇稀释、定容上述混合标准溶液，喹诺酮类、磺胺类、硝基咪唑类、氯霉素类内标的质量浓度分别为1、1mg·L-1、1和0.1 mg·L-1。④混合基质标准溶液。先在样品前处理的过程中产生空白基质溶液，再根据一定比例将混合标准溶液和空白基质溶液混合，完成混合基质标准溶液的配置。其中，①②③3种溶液配置完成后，均需在-18 ℃的环境下低温保存，④需要现用现配。

2.2 仪器工作条件

检测过程中使用 DART离子源，设定温度为350 ℃，收集方式为正负电离，气体为电离氦气。MS/MS参数为：多反应监测（MRM）采集模式，毛细管电压3 500 kVA，干燥气的流量为1 L·min-1，温度为300 ℃，雾化气压力13.8 kPa （2 psi）。DART离子源检测灵敏度取决于栅网电极电压、进样速度和解析气体类型等因素，其中，解析气体温度对其影响最大。因此，在分析中，解析气温度是首要因素，因为其会影响原子动能和离子转化率。

2.3 样品测定

根据国家标准及本文研究的检测方法，检测超市购买的10批次猪肉、10批次鸡肉，以及3批次已知阳性样品。1～3号是已知阳性样品，其中，1号的猪肉样品中，沙拉沙星的原始含量、本方法检测值和国家标准检测值分别是103.3、103.1 μg·kg-1和103.7 μg·kg-1；2号的羊肉样品中，磺胺嘧啶的检测值分别是98.8、98.7 μg·kg-1和98.9 μg·kg-1；3号的鸡肉样品中，甲硝唑的检测值分别是129.6、129.3 μg·kg-1和129.5 μg·kg-1。从检测数据中可以发现，本文方法的检测结果是正确的。

4～5号是超市购买的样品，发现1批次猪肉的磺胺嘧啶超标（88.2 μg·kg-1），1批次鸡肉的沙拉沙星超标（50.1 μg·kg-1），国家标准的检测值分别是88.9 μg·kg-1、50.3 μg·kg-1，其余样品未检出兽药残留，验证了本文的检测方法是正确的。

2.4 检测结果分析

通过检测超市购买的样品以及确定阳性的样品，可以发现，本文方法的检测结果与国家标准基本一致，因此，本文快速检测畜禽肉兽药残留的方法是正确可行的。然而，国家标准方法在进行样品检测时，需要用到多种方法和操作，费时费力。而本文方法能够一次性完成样品的制备，同时进行多种目标物的检测，操作简单、耗时短。

3 结论

为提高畜禽肉兽药残留的检测速度，本文给出了将QuEChERS原理结合固相萃取柱柱填充理念的新净化体系，大幅缩短了待检测样品的净化时间。在此基础上，采用实时直接分析-串联质谱技术，快速实时检测了待检测样品中的化学成分。通过检测3批次已知阳性样品，并进行对比分析，验证了本文方法是正确可行的。此外，本研究团队从超市购买了20批次的肉类，检测出了2批次的兽药残留。由已知阳性样品和超市购买样品的检测结果对比可知，本文方法能够快速有效地检测出畜禽肉的兽药残留。