一种绿色且经过验证的高效液相色谱技术用于同时测定牛奶中多种兽药残留

【字体: 时间:2025年04月19日 来源:BMC Chemistry 4.3

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  在食品动物中使用兽药易导致动物源产品出现药物残留,危害消费者健康。研究人员针对此问题,开展了对牛奶中伊米丁卡巴丙酸盐(IMD)、氟尼辛葡甲胺(FNM)和磺胺二甲嘧啶(SDD)残留的定量分析研究。结果表明所开发方法准确、绿色环保,对监管兽药残留意义重大。

  牛奶作为一种营养丰富的食品,在人们的日常饮食中占据着重要地位。然而,兽药在食品动物中的使用,却给牛奶的安全性带来了巨大挑战。兽药残留不仅可能引发人体对抗菌药物的耐药性,还会导致过敏反应、致癌、致畸等严重问题 ,对消费者的健康构成了潜在威胁。在中低收入国家,由于监管实验室研究资源有限,农民对兽药使用标准的认识不足,使得兽药残留的控制变得更加困难。目前,大多数关于兽药残留分析的文献主要依赖液 / 气相色谱 - 质谱 / 质谱(MS/MS)检测技术,但其成本高昂,在许多中低收入国家的监管实验室难以普及。
在这样的背景下,来自埃及的研究人员展开了一项旨在开发一种有效、灵敏且环保的检测牛奶中兽药残留的研究 。该研究成果发表在《BMC Chemistry》杂志上。
研究人员使用的主要技术方法包括:采用高效液相色谱(HPLC)系统,配备特定的泵、自动进样器和可变波长(UV)检测器,并选用 ODS Hypersil C18 柱进行色谱分离;通过蛋白质沉淀提取法,利用甲醇作为提取剂 / 脱蛋白剂从牛奶中提取目标药物;使用 Bio-Base pH 计测量 pH,Bio-Base 离心机进行蛋白质沉淀提取操作。实验选取 30 个新鲜生牛奶样本,来自 5 头患有无浆体病且接受组合药物治疗的泌乳牛(3 头水牛和 2 头奶牛),在每种药物的停药期内和停药期后分别采集样本。
优化实验条件:研究人员对实验条件进行了优化。比较了两种固定相,最终选择 ODS Hypersil C18 柱,因其具有更合适的分离度。尝试不同流动相组成,发现 0.05 M 磷酸盐缓冲液(pH 3)、乙腈和甲醇(55:30:15,v/v/v)的组合能实现良好的分离效果,同时确定扫描波长为 270 nm。在该条件下,IMD、FNM 和 SDD 的保留时间分别为 3.82 ± 0.2、5.28 ± 0.3 和 6.6 ± 0.3 min。
方法验证
  • 线性:在设定的实验条件下,以 270 nm 处的峰面积对三种药物的浓度绘制校准曲线,结果显示在 0.5 - 60 μg/mL 范围内呈良好线性,相关系数 r2较高,表明校准曲线的线性良好。
  • 准确度和精密度:通过测定三种不同浓度(3、8、20 μg/mL)的药物,计算日内和日间的准确度(% 回收率)和精密度(相对标准偏差 % RSD)。结果显示,该方法的准确度高(% 回收率接近 100%),精密度好(% RSD 较小) 。
  • 提取效率:通过比较提取样本和未提取标准品的平均峰响应,评估提取效率。结果表明,该方法能够提取 92.53% 的 IMD、96.29% 的 FNM 和 94.91% 的 SDD 。
  • 检测限和定量限:根据国际人用药品注册技术协调会(ICH)指南计算检测限(LOD)和定量限(LOQ),结果显示该方法具有较高的灵敏度。
  • 特异性和选择性:通过分析不同类型的无药牛奶样本和实验室制备的混合物,证明该方法不受牛奶基质内源性物质的干扰,且对不同比例的目标药物具有良好的选择性 。
  • 系统适用性参数:计算系统适用性参数,如保留时间、分辨率、拖尾因子等,并与参考值比较,结果表明该色谱系统适用于目标药物的分析 。
  • 稳健性:研究人员考察了流动相流速、pH 值和柱温等条件变化对响应的影响,结果表明该方法具有良好的稳健性 。
实际应用:研究人员将该方法应用于实际牛奶样本分析,对 5 头泌乳牛在每种药物停药期内和停药期后的牛奶样本进行检测。结果显示,在停药期内,牛奶中存在不同浓度的药物残留,而在停药期后,部分药物残留量显著降低或未检测到 。
统计分析和绿色评估:通过与已报道的 LC - MS/MS 方法进行统计比较,结果表明所开发的方法与已报道方法在准确度和精密度上无显著差异 。此外,使用 Analytical Eco - Scale 工具对方法的绿色性进行评估,该方法获得了 79 分(满分 100 分),属于优秀的绿色分析方法 。
研究结论表明,该研究开发的色谱方法为牛奶中 IMD、FNM 和 SDD 残留的定量分析提供了一种简单、准确且可重复的方法。该方法不受牛奶基质干扰,在绿色性和效率方面优于已报道的方法,成本较低,可应用于兽药残留的常规分析,对保障牛奶质量安全和消费者健康具有重要意义。
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