劉春龍
(山西省飼料獸藥監察所 030027)
獸藥殘留檢測是保障動物性食品質量安全的重要手段,然而畜禽樣品組成復雜、藥物殘留濃度極低、操作步驟繁瑣,普遍存在前處理對檢測結果影響程度高、儀器性能要求高、檢測技能要求高、回收率低的 “三高一低”特點。認真研究標準,把握好檢測中的關鍵環節,處理好標準中的每個細節問題,才能取得滿意的檢測結果。
獸藥殘留檢測按分析步驟劃分,可分為試料制備、提取、凈化、濃縮、衍生化、酶解、儀器測定等步驟。但由于畜禽藥物的多樣性,各種藥物在不同動物、不同組織內代謝與分布的復雜性,不同檢測樣品的基質效應和干擾成分存在顯著差異,應分別采取不同方法檢測,這樣造成殘留檢測標準多種多樣、名目繁多。不同標準涉及的檢測原理和反應類型不同,所采用的試劑耗材、操作步驟、檢測細節存在差異,在檢測時一定要認真分析標準,準確理解和運用標準。
首先要準確理解檢測原理,弄清楚每一步驟涉及的反應類型。畜禽樣品組成復雜,基質干擾嚴重,檢測時需進行除雜凈化;有的藥物還要通過衍生化、酶解等過程才能轉化為可檢測的形式,這些都要涉及物理、化學反應及生化反應。對于只涉及物理變化的步驟,如去除脂肪用途的正乙烷和異辛烷、起脫水作用的無水硫酸鈉等,對檢測結果影響不大,用量不必要精確控制,可根據樣品中的脂肪含量和含水量而定,離心時的離心力、離心時間設置也是如此,能達到溶液澄清即可;但對于一些能影響化學反應的試劑則要嚴格控制,如鹽酸、乙酸、碳酸鈉等酸堿性物質,及許多化學反應物,其濃度和用量不準會改變溶液體系的pH,影響藥物定量反應的形成及提取、凈化、酶解效果;生化反應還對溫度等因素敏感,應予準確控制。
其次在標準的應用中,不僅要嚴格執行操作規程,還要熟悉相關技術規程中的一些具體要求。如試料制備、溶液配制、數據處理和質量控制等過程應遵照《獸藥殘留實驗室質量控制規范》、《數值修約規則與極限數值的表示與判定》、《常用玻璃量器檢定規程》等規程。如果不了解這些 “共同規程”中的細節內容,照本宣科,勢必造成標準執行上的偏差。
畜禽產品的獸藥最高殘留限量基本都在1mg/kg以下,即百萬分之一(ppm)級別,許多禁用藥要求十億分之一(ppb)或更低,無疑屬于痕量分析范疇。痕量分析對外部環境敏感,檢測時最基本的一個要求就是要避免損失和防止污染,它們對檢測的 “特異性、靈敏度、準確度和精密度”具有很大影響。
這是因為在痕量檢測中,為了除去共存雜質的干擾,提高檢測靈敏度和保護儀器都要進行復雜的凈化萃取、富集濃縮等步驟,進行繁瑣的液體轉移、溶劑移取和蒸干氮吹處理,處理液一般只有幾毫升,甚至1~2ml或更少。對于這么少的液體,如不認真操作,小心移取,很可能會引起液體的噴、濺、灑、漏現象;即使只有幾滴,也足以引起寶貴的痕量組分損失,對檢測結果造成較大影響。樣品或試液粘壁,提取不完全,也能引起檢測成分損失。
痕量組分遭受污染的后果更嚴重。它與常量成分相比實在是太渺小了,即使被污染一小滴,也足以對痕量檢測結果造成巨大影響。污染待測藥物會使檢測結果成倍提高或呈幾何級變化;污染其他化學藥物會引入不明雜峰,影響分離度,干擾檢測主峰;誤加或污染了檢測中的其他溶液,會破壞藥物定量反應,使痕量組分得不到有效萃取,使雜質成分得不到良好分離,甚至還會掩蔽痕量組分,使之不能轉化為所需要的檢測形式;操作不當還容易引起樣品間的交叉污染。
殘留檢測操作繁瑣、步驟冗長,從樣品制備、器皿洗洗,到整個前處理與儀器檢測過程都容易發生污染、誤操作。這就要求我們在檢測時不僅要認真謹慎、精耕細作,還要遵守痕量分析的有關規則和程序。首先要嚴格遵守樣品制備程序、器具洗滌程序,避免所制樣品和所用器具本身就存在污染;配制溶液時都要粘貼標簽,使用時仔細查驗,避免誤用;試液轉移中所用的離心管、試管等器具必須貼寫一致性編號,號對號操作,以免誤操作;樣液移取中所用的槍頭、吸管、滴管、量器也要專用,避免發生交叉污染;各種標準溶液對痕量檢測具有高污染風險,凡接觸過對照溶液、標準工作液、陽性質控樣品的檢測器具器皿都要嚴格區分;試液的均質、轉移、濃縮等過程應動作輕緩、謹慎操作,避免因噴濺與暴沸引起損失或污染;對于檢測儀器除了要保持良好的性能狀態,同樣要避免發生污染(如pH計電極、色譜儀器的進樣針),應執行《獸藥殘留實驗室質量控制規范》規定的 “儀器進樣程序”。還要特別注意,痕量檢測要與獸藥、飼料等常量檢測區域嚴格隔離,更不能儀器共用。
由于試劑級別不同、提純和精制工藝差異,化學試劑中常含有不同種類、不同含量的雜質存在。這些雜質對常量檢測也許影響不大,但對痕量檢測會產生很大影響;尤其是試劑級別低的試劑,雜質含量多、紫外吸收強,不僅提高基線噪聲降低檢測靈敏度,還會干擾檢測主峰。含有強極性物質或固體微粒時,能吸附、締合色譜柱填料,引起柱分離性能變異,造成色譜峰峰形擴展、拖尾或雙峰等,甚至會阻塞柱頭、柱篩板和色譜系統設計很細的管路系統,引起柱壓升高或儀器損壞。
隨著藥物殘留檢測工作的普遍開展,商品化的塑料離心管、滴管、槍頭、濾膜等耗材得到大量運用。然而,這類耗材品種繁多、性質各異,穩定性不強,并在檢測中還要時常遭受甲醇、丙酮、烷烴等多種有機溶劑的浸泡,酸堿作用、含鹽流動相的腐蝕,及光照、溫度、高速離心力的影響,難免會產生對檢測有干擾的物質;許多增塑劑、抗氧化劑在高溫或酸性條件下釋放有機質,在甲醇、乙醇等試劑中溶解,影響檢測結果;尼龍、橡膠等高分子材料化學還原改性后具有靜電作用,可對某些檢測成分產生吸附。
因此,在檢驗時要對所用試劑和耗材仔細篩選、驗證,保證每次檢測使用合格的材料。對于對檢測結果有顯著影響的試劑耗材、標準物質、固相萃取柱等關鍵材料,要通過反復實驗固定品牌、來源渠道和供應商,變更時需重新驗證。
陽性添加回收率用來衡量殘留檢測的準確度,并常用于實驗室質控。回收率一般規定應為80%~110%或60%~120%,其結果受多種因素影響,其中影響最大的是固相萃取柱。
畜禽樣品的固相萃取過程較為復雜,萃取效率取決于藥物性質、樣品基質和固相萃取柱填料3者之間的相互作用。在給定檢測標準前兩者確定的情況下,固相萃取柱的優選很關鍵,關系著萃取效率的優劣,關系回收率的好壞。通過重新調整方法、優化萃取液比例,也可以得到較好的回收率結果,但這樣做起來往往很麻煩。
目前市售固相萃取柱的公司很多,各種小柱的填料成分、理化性質、加工工藝存在很大差異,同一品牌批次之間也會有差別,如果不加篩選、驗證,隨意買上就用,回收率肯定不佳。
驗證方法是每批購買回來后,要先測試3~6支的柱回收率:以一定量的標準工作液代替試樣溶液測定回收率,柱回收率達到約90%時符合要求。如果柱回收率本身不高,再扣除其他步驟的損失,檢測樣品的回收率很難達到標準要求。
獸藥殘留檢測涉及的藥物多種多樣,包括常用獸藥,也包括不常用獸藥、淘汰獸藥和違禁藥物,還包括一些農藥、人用藥和非藥物成分(如三聚氰胺),有時還需檢測藥物代謝產物、同系物和同分異構體等[1],這給標準物質的獲得帶來困難。有的藥物結構復雜,量產困難,很難購得;有的藥物不穩定,只能以鹽的形式存在;還有的藥物含結晶水或其他成分,與要求的檢測形式不一致,要想得到像普通化學檢驗那樣的基準物質很不現實。好在獸藥殘留屬于限量判定,實驗精密度要求不太高,在保證量值溯源、實驗室驗證的前提下,可以使用純度較高、主藥成分相同的同類標準物質代替[2]。但要注意,應根據檢測成分來選擇適合的標準物質,化學成分應與檢測藥物相同,不一致時必須進行純度折算,否則會造成標準溶液濃度偏高。
多數對照品標明化學純度,可以直接代入計算;有的含有少量水分和雜質,要根據有證標準物質信息或說明書規定的方法扣除;含結晶水、鹽基或特殊基團時,應查閱分子量信息和分子結構式,將其換算為檢測成分的純度。如檢測環丙沙星(分子式C17H18FN3O3,分子量331.34),若使用對照品鹽酸環丙沙星(分子式C17H18FN3O3·HCl,分子量367.80,純度94.0%),其純度應折算為復雜一點的還要考慮藥物的分子結構,如測定內酰胺類中的青霉素G(分子式C16H18N2O4S,分子量334.39),而可得到的對照品是芐星青霉素G4水合物(分子式C48H56N6O8S2·4H2O,分子量981.18,純度97.2%); 分析C48H56N6O8S2·4H2O的結構式應為 (C16H18N2O4S)2·C16H20N2·4H2O,含兩分子的青霉素G、一分子的N,N-二鄰甲苯基乙二胺和四分子結晶水,則對照品實際純度應為97.2%×