沙丁胺醇药物残留检测方法综述

时间:2022-10-10 01:37:54

沙丁胺醇药物残留检测方法综述

[摘 要] 沙丁胺醇药物是一种人工合成的β肾上腺素能受体激动剂(又称β受体兴奋剂)。因其具有营养再分配作用,在食品安全、体育运动等方面存在药物滥用问题,从而引起药物残留,进而对人体健康造成严重危害。基于对沙丁胺醇药物残留检测的需要,其检测方法就显得至关重要。本文回顾了近三十多年沙丁胺醇药物残留检测方法的研究使用情况,并根据不同检测方法分为光谱法、色谱法、质谱法、色-质联用法、免疫分析法、生物传感器及其他分析法共七种类型进行叙述说明,以期对研究沙丁胺醇及新型或其他β兴奋剂的相关部门及研究人员有所借鉴。

[关键词] 沙丁胺醇; 药物残留;检测

中图分类号:R965.2 文献标识码:A 文章编号:2095-5200(2016)05-001-04

DOI:10.11876/mimt201605001

沙丁胺醇(salbutamol, Sal)是一种β肾上腺素能受体激动剂(也称β兴奋剂),因其具有营养再分配作用,可以提高肉类动物瘦肉产率(俗称 “瘦肉精”),且能提高动物生长速度、减少饲料使用;运动员使用能够增强肌肉,提高运动成绩;可作为一种类雌激素,被用于水生动物饲养中。食品中此类药物的不合理使用和滥用,可能危害环境及人类健康[1]。长期或过量食用沙丁胺醇药物会引起心脑血管等严重不良反应,甚至致死。虽然世界各国采取措施控制滥用,但实际情况仍不容乐观。因此,沙丁胺醇药物残留的检测具有重要意义。

沙丁胺醇药物残留检测方法的研究也受到研究人员关注。本文对国内外沙丁胺醇药残检测方法研究工作做了回顾归纳整理,资料来源从20世纪80年代至2010年,将检测方法分为七种类型:包括光谱法、色谱法、质谱法、色-质联用法、免疫分析法、生物传感器和其他分析法。

1 光谱法

利用光谱学的原理和实验方法以确定物质结构和化学成分的分析方法称为光谱法。

Zhou等[2]用携带三聚氰胺的金纳米粒子比色法检测猪饲料中沙丁胺醇等β兴奋剂,金纳米颗粒通过氢键作用聚合,通过紫外可见分光光度计进行判读。Izquierdo等[3]采用表面增强拉曼光谱法对金属表面痕量浓度沙丁胺醇等进行分析,并用等离子共振光谱对药物对金属纳米粒子吸附情况进行研究。Yang等[4]用高分辨率太赫兹光谱对沙丁胺醇等药残进行鉴别。

2 色谱法

色谱法是利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中混合物进行洗脱,混合物中不同物质以不同速度沿固定相移动,最终达到分离的方法。

2.1 高效液相色谱法( HPLC)

HPLC具有分离好、灵敏等优点,被广泛用于各学科中。Yan等[5]采用分子印迹固相萃取-HPLC-紫外法分析火腿肠中沙丁胺醇药残,去氧肾上腺素作为分子印迹固相萃取虚拟模板。Rezazadeh等[6]采用液膜萃取-HPLC-紫外法检测水样中沙丁胺醇等,对有机相液膜组成优化,对提取时间、电压、样品溶液pH等分析条件进行了研究。Hutchings 等[7]用HPLC-荧光检测法对血浆中沙丁胺醇进行分析。Zhang等[8]用石墨电极电化学-HPLC检测人血浆和尿液中沙丁胺醇。样品通过固相硅胶柱提取,洗脱液由电极阵列检测。另外,Plavsi? F[9]采用“高效”径向流色谱法半定量分析了尿液中沙丁胺醇、特布他林。

2.2 毛细管电泳法(CE)

CE又称为高效毛细管电泳法(HPCE),是目前研究最多的新型色谱法,80年代中后期得到飞速发展。Sirichai等[10]用CE-紫外法对沙丁胺醇药残做了分析。王伟宇[11]用CE-安培法分析猪饲料、猪尿和猪肝中沙丁胺醇等。Nguyen等[12]用一种非接触电导半自动便携式毛细管电泳仪检测药物和猪饲料中沙丁胺醇等。

3 质谱法

质谱法用电场和磁场将运动离子按质荷比分离后进行检测,是纯物质鉴定最有力的工具之一。He等[13]用场放大样品堆积技术结合毛细管-电喷雾电离-质谱法对人尿中沙丁胺醇等进行在线检测。Jones等[14]采用超临界流体色谱-紫外-大气压化学电离-质谱法对沙丁胺醇等进行分析。

4 色-质联用法

色-质联用法包括气相色谱-质谱联用法(GC-MS)和高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS)两种。这两种手段综合了色谱法高分离能力与质谱法强鉴别能力,成为分析复杂多组分微量有机化合物的高效分析手段。

4.1 GC-MS

王建平等[15]建立了免疫亲和色谱-GC-MS,猪肝中沙丁胺醇等经稀盐酸提取后通过免疫亲和色谱柱纯化。Montrade等[16]用毛细管GC-MS-电离法对沙丁胺醇等进行检测,牛组织样品先超声、酶解,再经液液萃取-固相萃取,然后对其三甲基硅烷基衍生物进行分析,并用正化学电离质谱及高分辨率质谱进行进一步分析。

4.2 HPLC-MS

Gros 等[17]用固相萃取-HPLC-串联离子阱质谱检测地表水和废水中沙丁胺醇等73种药残,自动数据库分析。González等[18]用同位素稀释LC-ESI-MS/MS检测人和牛尿中沙丁胺醇等。方法基于13C-标记的复合多元线性分析,定量限均低于ng/g水平,可有效用于β兴奋剂超痕量分析。Mi等[19]用自动在线固相萃取-HPLC-MS检测猪肉、香肠、奶粉中沙丁胺醇等。Sun等[20]用超高效液相色谱(UPLC)-MS检测动物食品中沙丁胺醇等。样品经酶解,高氯酸萃取,乙酸乙酯和甲基叔丁基醚液液萃取后,MCX柱固相萃取;经Waters Acquity UPLC系统、乙腈和水混合流动相梯度洗脱。罗柏华[21]对养殖水中沙丁胺醇等环境激素进行全自动固相萃取-UPLC-MS分析。Agneta等[22]通过UPLC-四级杆飞行时间串联质谱法和傅立叶变换离子回旋共振质谱法两种质谱法对运动员和志愿者尿液中沙丁胺醇等β兴奋剂及其他激素代谢物差异进行检测,多元统计分析技术进行数据分析,主成分分析法和偏最小二乘回归法鉴别 m/z 值, Mass TRIX处理所选变量。

5 免疫分析法

免疫分析法是利用抗原抗体特异性结合反应来检测药物等物质的分析法,主要类型有:放射免疫分析法(RIA)、酶联免疫分析法(ELISA)、胶体金免疫层析法(GICA)、荧光免疫分析法(IFA)、化学发光免疫分析法(CLIA)等。

Loo等[23]、Collins 等[24]用RIA做了血浆、尿、肝脏中的沙丁胺醇检测。王保玲等[25]建立沙丁胺醇直接竞争ELISA快速检测法。张静[26]对沙丁胺醇GICA技术及试纸进行了详细研究和论述。Xu等[27]采用添加了Ru(phen)3(2+) 的二氧化硅纳米粒子的IFA定量法检测猪尿中沙丁胺醇等β兴奋剂。Pou等[28]样品中沙丁胺醇等通过免疫亲和色谱提取后进行CLIA检测。

6 生物传感器

生物传感器是基于分子水平、多学科互相渗透的快速微量新兴分析方法。

齐玉冰等[29]以单壁碳纳米管为电极材料,应用分子印迹技术,以邻苯二胺为功能单体、沙丁胺醇为模板,采用电化学聚合法制备了一种新型快速检测沙丁胺醇的分子印迹传感器,运用电化学法去除模板。Alizadeh等[30]使用Cu2+介导的沙丁胺醇分子印迹聚合物纳米粒子、石墨粉和正二十烷修饰碳糊电极对沙丁胺醇进行检测。Huang等[31]研究了分子印迹光致抗蚀剂作为识别元素的新型多阵列传感器,可用于体外或体内活性物质的痕量检测。Tang J等[32]用 R-藻红蛋白作为荧光探针固化在蛋壳膜表面的荧光传感器法检测尿液中沙丁胺醇。Zuo等[33]用荧光Cy3 标记-半抗原微阵列芯片间接竞争荧光免疫技术对沙丁胺醇等β兴奋剂进行检测。Wang等[34]用银钯合金纳米粒子-电化学生物传感器检测猪肉中沙丁胺醇等,石墨烯氧化物作为电极材料,银钯合金纳米粒子用于标记沙丁胺醇等抗体。Yan等[35]开发了一种等离子体共振-无标记光学生物免疫传感器进行沙丁胺醇检测,具有良好灵敏度和选择性。

7 其他分析法

Lei等[36]用DNA 标记探针免疫PCR检测沙丁胺醇,检测限21fg/mL,是检测小分子物质的新型方法。Ganjali等[37]的连续循环伏安法结合流动注射分析系统可用于检测生物样品中超痕量沙丁胺醇。

8 小结

本文检测方法包括分光光度法等经典检测法,也包括GICA、IFA、CLIA等快速检测法,有GC-MS、HPLC-MS等确证检测法,还有CE、生物传感器等新型检测法。沙丁胺醇检测限光谱法达到1×10-11mol/L[3],色谱法达到0.02-0.5ug/mL[39-40],色质联用达到0.1 ug/mL[19],免疫分析法达到0.049 ng/mL[25]。另外,对于苯乙醇胺A等新型“瘦肉精”[38],国内相关检测方法及检测产品较少甚至欠缺,可借鉴上述检测方法进行其他或新型β兴奋剂药残检测方法的研究,以弥补这方面的检测空白。

参 考 文 献

[1] 邱阳生,杨根海,何方洋. β-兴奋剂沙丁胺醇及其检测技术研究进展[J]. 动物医学进展, 2002, 23(4) : 50-52.

[2] ZHOU Y, WANG P, SU X, et al. Colorimetric detection of ractopamine and salbutamol using gold nanoparticles functionalized with melamine as a probe[J]. Talanta, 2013, 112: 20-25.

[3] IZQUIERDO-LORENZO I, SANCHEZ-CORTES S, GARCIA-RAMOS JV. Adsorption of beta-adrenergic agonists used in sport doping on metal nanoparticles: a detection study based on surface-enhanced Raman scattering[J]. Langmuir, 2010, 26(18): 14663-14670.

[4] YANG YP, DONG RL, ZHANG ZW. High-resolution THz spectra of six biological and pharmaceutical materials[J]. Guang pu, 2012, 32(11): 3035-3039.

[5] YAN H, WANG R, HAN Y, et al. Screening, recognition and quantitation of salbutamol residues in ham sausages by molecularly imprinted solid phase extraction coupled with high-performance liquid chromatography-ultraviolet detection[J]. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci, 2012, 900: 18-23.

[6] REZAZADEH M, YAMINI Y, SEIDI S. Electrically assisted liquid-phase microextraction for determination of β2-receptor agonist drugs in wastewater[J]. J Sep Sci, 2012, 35(4): 571-579.

[7] Hutchings MJ, Paull JD, Morgan DJ. Determination of salbutamol in plasma by high-performance liquid chromatography with fluorescence detection[J]. J Chromatogr. 1983,277:423-426.

[8] ZHANG XZ, GAN YR, ZHAO FN. Determination of salbutamol in human plasma and urine by high-performance liquid chromatography with a coulometric electrode array system[J]. J Chromatogr Sci, 2004, 42(5): 263-267.

[9] PLAVSI? F. "High-performance" radial chromatography for semiquantitative salbutamol and terbutaline determination in urine[J]. Clin Chem, 1981, 27(5): 771-773.

[10] SIRICHAI S, KHANATHARANA P. Rapid analysis of clenbuterol, salbutamol, procaterol, and fenoterol in pharmaceuticals and human urine by capillary electrophoresis[J]. Talanta, 2008, 76(5): 1194-1198.

[11] 王伟宇. 毛细管电泳-安培检测技术在电活性与非电活性物质分析中的应用研究[D]. 上海:华东师范大学, 2010.

[12] NGUYEN TA, PHAM TN, DOAN TT, et al. Simple semi-automated portable capillary electrophoresis instrument with contactless conductivity detection for the determination of β-agonists in pharmaceutical and pig-feed samples[J]. J Chromatogr A, 2014, 1360: 305-311.

[13] HE Y, LI X, TONG P, et al. An online field-amplification sample stacking method for the determination of β2-agonists in human urine by CE-ESI/MS[J]. Talanta, 2013, 104: 97-102.

[14] JONES DC, DOST K, DAVIDSON G, et al. The analysis of beta-agonists by packed-column supercritical fluid chromatography with ultra-violet and atmospheric pressure chemical ionisation mass spectrometric detection[J]. Analyst, 1999, 124(6): 827-831.

[15] 王建平, 史为民, 沈建忠. 免疫亲和色谱-气相色谱/质谱法(IAC-GC/MS)检测猪肝中的沙丁胺醇与克伦特罗[J]. 畜牧兽医学报, 2007, 38(3): 271-275.

[16] MONTRADE MP, SE BIZEC B, MONTEAU F, et al. Analysis of beta-agonists in urine and tissues by capillary gas chromatography-mass spectrometry: in vivo study of salbutamol disposition in calves[J]. Food Addit Contam, 1995, 12(5): 625-636.

[17] GMEZ MJ, PETROVI? M, FERN?NDEZ-ALBA AR, et al. Determination of pharmaceuticals of various therapeutic classes by solid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry analysis in hospital effluent wastewaters[J]. J Chromatogr A, 2006, 1114(2): 224-233.

[18] GONZ?LEZ-ANTU?A A, RODR?GUEZ-GONZ?LEZ P, CENTINEO G, et al. Simultaneous determination of seven β2-agonists in human and bovine urine by isotope dilution liquid chromatography-tandem mass spectrometry using compound-specific minimally (13)C-labelled analogues[J]. J Chromatogr A, 2014, 1372C: 63-71.

[19] MI J, LI S, XU H, et al. Rapid analysis of three β-agonist residues in food of animal origin by automated on-line solid-phase extraction coupled to liquid chromatography and tandem mass spectrometry[J]. J Sep Sci, 2014, 37(17): 2431-2438.

[20] SUN L, ZHANG L, ZHU Y, et al. Simultaneous determination of nine beta-agonist residues in animal derived foods by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Se Pu. 2008,26(6):709-713.

[21] 罗柏华. 超高压液相色谱-串联质谱法测定养殖水中沙丁胺醇、双酚A、甲基睾酮、甲地孕酮、已烯雌酚的残留[J]. 热带农业工程, 2010, 34(2): 6-9.

[22] KISS A, LUCIO M, FILDIER A, et al. Doping control using high and ultra-high resolution mass spectrometry based non-targeted metabolomics-a case study of salbutamol and budesonide abuse[J]. PLoS ONE, 2013, 8(9): e74584.

[23] LOO JC, BEAULIEU N, JORDAN N, et al. A specific radio-immunoassay (RIA) for salbutamol (albuterol) in human plasma[J]. Res Commun Chem Pathol Pharmacol, 1987, 55(2): 283-286.

[24] COLLINS S, O'KEEFFE M, SMYTH MR. Multi-residue analysis for beta-agonists in urine and liver samples using mixed phase columns with determination by radioimmunoassay[J]. Analyst, 1994, 119(12): 2671-2674.

[25] 王保玲, 袁利鹏, 雷红涛, 等. 沙丁胺醇直接竞争ELISA法快速测定[J]. 食品科学, 2010, 31(20): 270-274.

[26] 张静. 沙丁胺醇免疫快速检测试纸技术研究[D]. 郑州:河南农业大学, 2013.

[27] XU W, CHEN X, HUANG X, et al. Ru(phen)3(2+) doped silica nanoparticle based immunochromatographic strip for rapid quantitative detection of β-agonist residues in swine urine[J]. Talanta, 2013, 114: 160-166.

[28] POU K, ONG H, ADAM A, et al. Combined immunoextraction approach coupled to a chemiluminescence enzyme immunoassay for the determination of trace levels of salbutamol and clenbuterol in tissue samples[J]. Analyst, 1994, 119(12): 2659-2662.

[29] 齐玉冰, 刘瑛, 宋启军. 碳纳米管修饰电极分子印迹传感器快速测定沙丁胺醇[J]. 分析化学, 2011, 39(7): 1053-1057.

[30] ALIZADEH T, FARD LA. Synthesis of Cu(2+)-mediated nano-sized salbutamol-imprinted polymer and its use for indirect recognition of ultra-trace levels of salbutamol[J]. Anal Chim Acta, 2013, 769: 100-107.

[31] HUANG HC, HUANG SY, LIN CI, et al. A multi-array sensor via the integration of acrylic molecularly imprinted photoresists and ultramicroelectrodes on a glass chip[J]. Anal Chim Acta, 2007, 582(1): 137-146.

[32] TANG J, LIU Z, KANG J, et al. Determination of salbutamol using R-phycoerythrin immobilized on eggshell membrane surface as a fluorescence probe[J]. Anal Bioanal Chem, 2010, 397(7): 3015-3022.

[33] ZUO P, ZHANG Y, LIU J, et al. Determination of beta-adrenergic agonists by hapten microarray[J]. Talanta, 2010, 82(1): 61-66.

[34] WANG H, ZHANG Y, LI H, et al. A silver-palladium alloy nanoparticle-based electrochemical biosensor for simultaneous detection of ractopamine, clenbuterol and salbutamol[J]. Biosens Bioelectron, 2013, 49: 14-19.

[35] YAN Z, HU T, GUO W, et al. A label-free immunosensor for determination of salbutamol based on localized surface plasmon resonance biosensing[J]. Bioprocess Biosyst Eng, 2014, 37(4): 651-657.

[36] LEI Y, LI X, AKASH MS, et al. Development of analytical method for ultrasensitive detection of salbutamol utilizing DNA labeled-immunoprobe[J]. J Pharm Biomed Anal, 2015, 107: 204-208.

[37] GANJALI MR, NOROUZI P, GHORBANI M, et al. Fourier transform cyclic voltammetric technique for monitoring ultratrace amounts of salbutamol at gold ultra microelectrode in flowing solutions[J]. Talanta, 2005, 66(5): 1225-1233.

[38] 王政, 倪卫忠, 严敏鸣. 新型“瘦肉精”种类及其检测方法研究进展[J]. 上海畜牧兽医通讯, 2013(2): 30-31.

[39] OOSTERHUIS B, VAN BOXTEL C J. Determination of salbutamol in human plasma with bimodal high-performance liquid chromatography and a rotated disc amperometric detector[J]. J Chromatogr. 1982, 232(2):327-334.

[40] DUAN J, CHEN H, CHEN Y, et al.Simultaneous determination of cimaterol, clenbuterol and salbutamol in feeds by capillary zone electrophoresis[J]. Se Pu. 2005,23(3):261-263.

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