動物性食品中獸藥殘留的快速檢測技術

摘 要：近年來，我國食品安全事故時有發(fā)生，其中不少食品安全事故是由動物性食品中獸藥殘留超標或違規(guī)使用禁用藥物導致的。本文通過綜述動物性食品中獸藥殘留快速檢驗的方法原理和應用案例，總結各類快速檢測方法的優(yōu)勢和不足，為獸藥殘留檢測領域的快速檢驗提供參考。

關鍵詞：動物性食品；獸藥殘留；快速檢測

Rapid Detection of Veterinary Drug Residues in Animal Derived Food

YU Aiping

（Shanghai Chongming Institutes for Food and Drug Control， Shanghai 202150， China）

Abstract： In recent years， food safety accidents have occurred frequently in China， many of which are caused by excessive residues of veterinary drugs in animal food or the illegal use of prohibited drugs. The principle and application cases of rapid detection of veterinary drug residues in animal derived foods were reviewed， and the advantages and disadvantages of various rapid detection methods were summarized， so as to provide reference for rapid detection of veterinary drug residues.

Keywords： animal derived food; veterinary drug residue; rapid detection

食品安全問題已經(jīng)成為我國社會普遍關注的重大公共安全問題，2021年央視“3·15”晚會曝光了“養(yǎng)羊大縣”河北省青縣養(yǎng)羊產(chǎn)業(yè)中違規(guī)使用瘦肉精的問題，問題羊肉流入全國多地，造成了食品安全風險。2011年央視“3·15”晚會，曝光了雙匯在食品生產(chǎn)中使用“瘦肉精”豬肉，引起輿論嘩然，至此“獸藥殘留”問題逐步進入公眾視線。以上海為例，2022年前3季度，上海市市場監(jiān)管部門在食品安全抽檢監(jiān)測年度計劃中發(fā)現(xiàn)的1 275批次不合格食品中，獸藥殘留超標占不合格項目總量的11.67%，與之相比，人們普遍較為關注的超范圍、超限量使用食品添加劑只占不合格項目總量的2.80%[1]。數(shù)據(jù)表明，獸藥殘留逐漸成為影響我國食品安全的重要因素，因此合理使用獸藥并對食品中獸藥殘留進行控制成為保障食品安全的重要環(huán)節(jié)。

1 獸藥使用及動物性食品中獸藥殘留的現(xiàn)狀

獸藥是一種用于預防、治療、診斷動物疾病或者有目的地調(diào)節(jié)動物生理機能的物質(zhì)。常見的獸藥主要包括血清制品、疫苗、診斷制品、微生態(tài)制品、中藥材、中成藥、化學藥品、抗生素、生化藥品、放射性藥品及外用殺蟲劑、消毒劑等[2]。在飼養(yǎng)環(huán)節(jié)合理使用獸藥可以有效抵御動物病蟲害的侵擾，提高生產(chǎn)效益，然而過度使用獸藥或者使用禁用的獸藥產(chǎn)品，會引發(fā)動物疾病、基因突變等不良后果，從而威脅食品安全?；诖耍瑖抑贫酸槍κ秤脛游铽F藥殘留水平的食品安全國家標準。

獸藥殘留是指對食品動物用藥后，動物產(chǎn)品的可食用部分中所有與藥物有關的物質(zhì)殘留，包括藥物原型或（和）其代謝產(chǎn)物。根據(jù)不同獸藥的毒理學特性和對人體危害程度，我國制定了104種獸藥的最大殘留限量，規(guī)定了154種允許用于食品動物，但不需要制定殘留限量的獸藥，規(guī)定了9種允許治療用，但不得在動物性食品中檢出的獸藥[3]，同時我國規(guī)定了禁止在動物性食品中使用的化合物清單。

為解決獸藥濫用和超范圍使用的問題，保證動物性食品的衛(wèi)生安全，除了做好獸藥的源頭監(jiān)管外，我國還針對獸藥殘留標志物進行監(jiān)測和風險控制，制定了獸藥殘留檢測標準。在日常監(jiān)管過程中，為了快速得到風險監(jiān)測結果，可采用快速檢測技術對殘留標志物進行檢測，此外，需要對動物性食品進行實驗室檢測，以得到準確的獸藥殘留數(shù)據(jù)，從而對動物性食品安全風險進行有效監(jiān)管。

2 獸藥殘留的快速檢測技術

傳統(tǒng)的獸藥殘留檢測方式通常是基于大型儀器分析的實驗室檢測法，如氣相色譜法（Gas Chromatography，GC）、高效液相色譜法（High-Performance Liquid Chromatography，HPLC）或與質(zhì)譜（Mass Spectrometry，MS）相結合的色譜方法。這些方法雖然提供了豐富的定性和定量手段，同時檢測精度也相對較高，但具有需要復雜的前處理方法、檢測人員需要進行專業(yè)的培訓、儀器設備價格相對較高等缺陷，不利于大批量、快速的日常風險監(jiān)測。

隨著科學技術的發(fā)展，方便、高靈敏度的獸藥殘留快速檢測方法逐步成為日常風險監(jiān)測的主要手段。雖然快速檢測法的準確度和精密度不如實驗室方法，但這些方法可以作為實驗室檢測的一種補充，特別是作為大規(guī)模樣品中檢測的預篩選方法。因此，尋找快速、靈敏高的獸藥殘留檢測方法也成了重要的研究方向。

2.1 免疫分析技術在獸藥殘留快速檢測中的應用

免疫分析技術是利用抗原、抗體的特異性反應，對目標化合物進行檢測的一種技術手段，常用的方法為酶聯(lián)免疫吸附技術（Enzyme-linked Immunosorbent Assay，ELISA）和膠體金免疫層析法（Gold Immunochromatographic Assay，GICA）兩種。酶聯(lián)免疫吸附技術是通過抗原、抗體的特異性結合后催化酶反應底物發(fā)生顯色變化，通過顏色的深淺變化進行定性、定量分析；膠體金免疫層析法是用膠體金作為示蹤標記物，在抗原、抗體特異性反應處被截留而顯色的定性、半定量分析方法，其特點是速度快、準確性高，已被廣泛用于獸藥殘留的快速檢測領域。

獸藥殘留及其代謝物的分子量通常小于1 000，一般認為是小分子物質(zhì)，不具有免疫原性，被認為是一種半抗原，故通常將其與牛血清蛋白、卵清蛋白等蛋白質(zhì)載體結合，偶聯(lián)構成完全抗原，以此作為抗原參與免疫反應[4]。

2.1.1 酶聯(lián)免疫技術的應用

張瑞凌等[5]采用酶聯(lián)免疫法測定水產(chǎn)品中殘留己烯雌酚的含量，檢出限為0.35 μg·kg-1，回收率為77%～91%，其快速檢測結果與HPLC/MS法測得的結果一致。梁娟等[6]采用酶聯(lián)免疫法測定水產(chǎn)苗種中氯霉素殘留量，檢出限為0.025 μg·kg-1，平均回收率為71.2%～113.5%，滿足快速篩查的檢測要求。邢廣旭等[7]采用酶聯(lián)免疫法測定豬肉中的司帕沙星，其IC50為31 μg·L-1，批間平均回收率為102%～106%，且與恩諾沙星、環(huán)丙沙星等喹諾酮類藥物不發(fā)生交叉反應，顯示其準確性較高。陳曼娜[8]建立了一種酶聯(lián)免疫法測定牛奶中多種磺胺類藥物的殘留量，結果顯示7種磺胺在100～5 000 ng·mL-1的添加水平時，具有良好的回收率。

2.1.2 膠體金免疫技術的應用

周芳等[9]建立了一種免疫層析技術快速測定牛奶中地塞米松的方法，其檢出限為0.07 ng·mL-1，制備的試紙條滿足地塞米松殘留的檢測要求。張瑜等[10]建立了膠體金免疫層析法快速測定禽蛋中甲硝唑殘留的方法，其檢出限為0.5 μg·kg-1，假陽性率≤5%，假陰性率為0%，與其他8種硝基咪唑類藥物有交叉反應，但甲硝唑的檢出限最低。

2.1.3 免疫分析技術的不足

免疫分析技術在獸藥殘留檢測中雖然有較好的應用，近些年對該類方法的開發(fā)也有了進一步的提升。但該技術需要針對某一藥物殘留制定特異性的抗原或抗體，這增加了研發(fā)的難度。同時在相關文獻中發(fā)現(xiàn)其對同類藥物會產(chǎn)生交叉反應，顯示該類方法的特異性需要進一步提升。免疫分析方法不是一種通用的檢測技術，如果提取不完全，某些特殊的樣品基質(zhì)會對檢測結果產(chǎn)生干擾。

2.2 熒光分析技術在獸藥殘留快速檢測中的應用

當分子受到某種波長的入射光照射時，會發(fā)出不同顏色和不同強度的可見光，當停止照射時，這種光線也會隨之消失，這種光線稱為熒光[11]。熒光分析技術已在實驗室檢測中得到了廣泛應用，如液相色譜熒光檢測器、原子熒光檢測等，其特點是操作簡單、干擾少、靈敏度較高，是實驗室檢測常用的一種方法。常見的熒光檢測方法有熒光增強檢測法、熒光淬滅與恢復檢測法、熒光免疫分析法、分子印記聚合物熒光檢測法、熒光適配體傳感器檢測法、比率熒光檢測法和熒光比色分析法等[12]。熒光技術的應用主要依賴于熒光材料的熒光特性，隨著材料學的發(fā)展，市售常見的熒光材料有普通熒光染料微球、量子點（Quantum Dots，QDs）半導體材料、時間分辨熒光材料、上轉換發(fā)光納米材料（Upconverting Nanopar-ticels，UCNPs）、磁性熒光納米顆粒（Magnetic Nanoparticles，MNPs）和熒光蛋白標記材料等[13]。

2.2.1 熒光免疫分析技術

熒光免疫分析法是將抗原和抗體的特異性結合與熒光技術聯(lián)用的一種檢測手段。張正英等[14]采用時間分辨熒光定量免疫層析法，建立了一種測定牦牛肉中藥物殘留的方法，方法檢出限為10 μg·kg-1，平均回收率為80.0%～120.0%，平均相對標準偏差為11%～15%，可在30 min內(nèi)完成樣品處理，在

10 min內(nèi)完成定性檢測，降低了檢測成本。侯文慧[15]建立了一種基于抗沙丁胺醇的單克隆抗體的時間分辨熒光免疫分析方法，與克倫特羅的交叉反應率為2.29%，與萊克多巴胺沒有交叉反應，方法檢出限為0.136 ng·mL-1。

2.2.2 量子點熒光分析技術

量子點是一種直徑介于1～10 nm半導體納米微晶，其具有良好的光學特性，量子點成率高，毒性低，基于量子點設計的熒光探針，熒光強度較傳統(tǒng)材料高。李研東等[16]通過制備量子點標記抗體，建立了動物性食品中四環(huán)素類藥物殘留量子點熒光免疫分析方法，對四環(huán)素、金霉素、土霉素的檢出限分別為3.0 μg·kg-1、2.0 μg·kg-1、6.0 μg·kg-1，平均添加回收率為78.7%～97.0%，具有良好的準確度和可靠性。YANG等[17]采用微波輔助法，以木聚糖的氨水溶液為前驅體，構建對四環(huán)素類藥物有特異性相應的碳量子點熒光材料，建立了一種檢測四環(huán)素的傳感平臺，其檢出限為6.49 μmol·L-1。

2.2.3 熒光分析技術的不足

熒光分析技術高度依賴材料科學的研究，對熒光材料具有較高的要求，限制了其在大規(guī)模檢測中的應用。熒光技術大多與免疫技術聯(lián)用，同時具有免疫技術的優(yōu)缺點，依賴于免疫技術的發(fā)展和應用。與免疫技術不同的是，熒光技術可以通過儀器進行多重定量檢測，可以同時進行多組分的分析，這類方法需要熒光定量分析儀的介入，更符合實驗室檢測的需求。食品的復雜機制可能會對熒光信號產(chǎn)生干擾，這就需要尋找一種有效的前處理方式和與之對應的熒光材料以消除其干擾，這對熒光分析技術在快速檢測領域的應用有所限制。

2.3 表面增強拉曼光譜技術在獸藥殘留快速檢測中的應用

表面增強拉曼光譜（Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS）是一種新型的快速檢測方式，它將拉曼光譜和納米材料結合，可以快速實現(xiàn)樣品的無損檢測[18]。當一定頻率的入射光照射到有機分子表面時，會使有機分子振動方式和轉動方向發(fā)生改變，不同的官能團會產(chǎn)生相應頻率的散射光譜，稱之為拉曼散射現(xiàn)象。根據(jù)拉曼散射的光譜不同，可以對有機物進行定性、定量分析，目前已被廣泛應用于石油化工、環(huán)境、食品領域的檢測中。普通的拉曼散射效應對于小分子物質(zhì)非常弱，通常為10-8～

10-6[19]，獸藥殘留本身就在10-9～10-6級別，很難滿足檢測的靈敏度要求。SERS技術是基于拉曼散射原理，在粗糙的銀電極上吸附吡啶分子，會使拉曼散射信號提高4～6個數(shù)量級[20]，通過SERS技術與不同材料間的結合使用，使得小分子的獸藥殘留檢測得以實現(xiàn)。

2.3.1 SERS技術的應用

張茜等[21]采用SERS技術，使用便攜式拉曼光譜儀，建立了一種測定豬肉中氟尼辛葡甲胺殘留的方法，選取731 cm-1、1 085 cm-1和1 376 cm-1作為豬肉基質(zhì)中的特征峰，選取731 cm-1作為定性定量峰，其檢出限為1 mg·L-1，回收率在89.61%～95.63%，在1～250 mg·L-1具有良好的線性關系，但其檢出限偏高，尚不能達到國家最高殘留限量的要求。閆帥等[22]采用SERS結合QuEChERS樣品前處理和化學計量學方法，以銀膠溶液為增強劑，建立了一種雞蛋中喹諾酮類抗生素殘留的快速檢測方法，采用多元回歸分析對恩諾沙星進行定量預測，其預處理簡單，實驗耗時短，可作為常規(guī)實驗室檢測的補充手段。施思倩等[23]運用SERS技術，通過密度泛函理論對豬肉中左旋咪唑鹽酸鹽殘留進行測定，建立了左旋咪唑鹽酸鹽標準溶液特征峰SERS信號與濃度的標準曲線，其平均回收率為80.39%～95.94%。

2.3.2 SERS技術的不足

SERS技術通過特定頻率的散射光進行定性、定量分析，在快速檢測領域具有較好的應用前景。但SERS技術是通過預處理和特征提取后，采用算法對回歸模型進行分析后預測檢測結果，這需要大量的實驗數(shù)據(jù)構建模型，前期的實驗工作較為煩瑣。SERS技術也依賴于表面增強溶劑對于目標化合物的拉曼散射效應提升程度，這也阻礙了SERS技術在多獸藥殘留快速檢測領域的普遍應用。

2.4 近紅外光譜技術在獸藥殘留快速檢測中的應用

近紅外光譜技術（Near-Infrared Spectroscopy，NIR）與SERS技術一樣，是一種公認的無損評價食品質(zhì)量控制技術手段。除了預測食品主要成分外，NIR技術在農(nóng)藥、獸藥殘留快速檢測領域也具有一定可行性。NIR的檢測波長為780～2 526 nm，利用被測化合物在近紅外光譜區(qū)域內(nèi)的吸收光強度對其進行快速檢測分析[24]。典型方法是通過實驗數(shù)據(jù)，收集獸藥殘留標志物的紅外光譜，并對光譜進行分析，以對殘留標志物進行定性、定量分析。NIR可以實現(xiàn)對食品中多種獸藥殘留的有效檢測，因其具有非破壞性、樣品制備相對簡單、不會對環(huán)境造成污染、檢測響應時間快以及檢測成本低等優(yōu)點，而被廣泛應用于快速檢測和日常監(jiān)管中。

2.4.1 NIR技術的應用

劉佳等[25]對近紅外光譜技術在獸藥及獸藥殘留檢測方面的應用進行了綜述，發(fā)現(xiàn)NIR技術在常見的喹諾酮類藥物殘留、磺胺類藥物殘留、四環(huán)素類藥物殘留、抗生素類藥物殘留等快速檢測領域，通過化學計量分析技術建立回歸模型，建立了相應的無損快速檢測方法，且均擁有較好的準確性。

2.4.2 NIR技術與其他檢測技術的聯(lián)用

NIR技術與SERS技術具有類似的特點，當前對于NIR技術的研究主要集中在NIR技術與傳統(tǒng)免疫技術聯(lián)用，以期獲得更為準確的快速檢測結果。FANG等[26]采用NIR熒光分子替代金納米顆粒（AuNP）測定鮮牛奶中5-羥基氟尼辛的藥物殘留量，分別進行基于NIR的熒光橫向流動免疫分析法和基于傳統(tǒng)金納米顆粒（AuNP）的熒光分析法，前者的檢出限為0.073 ng·mL-1，明顯優(yōu)于后者的0.82 ng·mL-1，回收率在85.7%～112.6%，顯示NIR技術有效提升了檢測的靈敏度。此外，基于NIR的高光譜成像技術（Hyperspectral Imaging，HSI）已大量應用于農(nóng)藥殘留的快速檢測領域[18]。盧旭恒等[27]指出高光譜成像技術在農(nóng)藥殘留檢測方面具有較高的識別率和準確性，其技術原理是將光譜信息和數(shù)字成像信息相結合，利用光譜的反射率和反射波特征，從而準確地檢測樣本圖像中每一個像素點的光譜信息和圖像信息?；贜IR的高光譜成像技術在藥物分析領域的應用將是獸藥殘留檢測的一個發(fā)展方向。

2.4.3 NIR技術的不足

NIR技術與SERS技術相同，需要對樣品進行建模。傳統(tǒng)的NIR技術被更多地應用于農(nóng)藥殘留檢測領域，其是基于樣品無損分析的檢測手段。獸藥及其代謝物廣泛存在于動物性食品的組織中，這對于無損分析來說是一個技術難點。

2.5 生物傳感器技術在獸藥殘留快速檢測中的應用

生物傳感器以酶、抗原、抗體和細胞等生物敏感功能物質(zhì)作為識別元件，通過識別元件與樣品間發(fā)生的化學反應所產(chǎn)生的生物學信息作為檢測信號，進行藥物殘留檢測分析的一種方法，目前已被廣泛應用[28]。常見的生物識別元件包括基因工程抗體ScFv、受體、適配體等[29]。

2.5.1 生物傳感技術的應用

宋亞寧等[30]指出采用體外配體指數(shù)富集系統(tǒng)進化技術（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment，SELEX）篩選出的核酸適配體生物傳感器，反應后通過熒光法、比色法、電化學法等方法，可以應用于食品中氟喹諾酮類獸藥殘留的檢測。王強等[31]指出通過分子印記聚合物（Molecularly Imprinted Polymers，MIP）結合不同的傳感器，可對獸藥殘留進行定性、定量分析。采用電化學傳感器結合不同的MIP對磺胺類藥物殘留、喹諾酮類藥物殘留、苯并咪唑類藥物殘留、同化激素類藥物殘留進行檢測，均具有較好的特異性和靈敏度。LI等[32]采用基于MIP的聚合物膜作為仿生抗體，建立了禁用藥物孔雀石綠的仿生ELISA檢測方法，其檢出限為0.3 μg·L-1，兩種結構相似物對孔雀石綠的交叉反應率小于10%，表明該方法可用于魚肉中孔雀石綠非法添加的快速

檢測。

2.5.2 生物傳感技術的不足

生物傳感器作為特異性傳感器，在反應中必須找到與目標化合物匹配的生物元件，這使得該類方法無法得到廣泛應用。因為生物傳感器的特異性要求，在同類化合物中可能存在交叉反應，從而影響檢測的精確度。

3 結語

食品安全關乎國計民生，食品檢測技術是保障食品安全的重要技術支撐。獸藥殘留的檢測是動物性食品流入市場前的質(zhì)量把控，獸藥殘留檢測技術的快速發(fā)展對日常監(jiān)管的快速響應和前移有著重要的意義，對提高動物性食品產(chǎn)品品質(zhì)具有促進意義，對不法商販違規(guī)使用獸藥的不法行為具有威懾作用。近年來，獸藥殘留的快速檢測技術發(fā)展迅速，其精確度較高，但在樣品適用性等方面仍有待提高。與快速檢測技術相比，實驗室檢測具有更加普遍的適用性和更為可靠的精密度。當前，快速檢測技術只能作為實驗室檢測的一種補充和監(jiān)管領域的快速篩查方式。今后，隨著計算機技術和生物技術的不斷發(fā)展，必將有一大批新的技術和產(chǎn)品投入到食品安全快速檢測領域，助力食品安全監(jiān)管，保障人們的身體健康。

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作者簡介：郁愛萍（1973—），女，上海人，本科，工程師。研究方向：食品、藥品質(zhì)量控制與檢測。