液相色譜法在牛肉磺胺類藥物檢測中的應用分析

◎ 朱偉志，鄭瑜穎，張 旭， 項恬恬，袁 舟

（1.浙江公正檢驗中心有限公司，浙江 杭州 310000；2.浙江省質量協會，浙江 杭州 310000）

磺胺類藥物作為一類廣泛應用于畜禽養殖業的藥物，其在牛肉中的殘留可能對人體健康造成潛在的風險。因此，高效、準確地檢測牛肉中的磺胺類藥物殘留，成為食品安全監管的重要課題之一。本研究旨在探索液相色譜法在牛肉中磺胺類藥物檢測中的應用，并通過分析研究現狀、原理和操作流程，提供有關樣品處理、定量分析和結果驗證方面的專業見解。

1 磺胺類藥物的種類和影響因素

1.1 磺胺類藥物的分類及用途

磺胺類藥物在畜禽養殖中被廣泛應用，用于治療和預防動物的細菌感染。這些藥物具有高效、經濟且易于使用的特點，可以提高畜禽的生產效益。然而，隨著藥物的過度使用和濫用，磺胺類藥物在畜禽養殖業中可能存在潛在的風險。一方面，過量投藥可能導致藥物在動物身體內的殘留。這些殘留物可能在食品鏈中積累并進入人體，對人體健康造成潛在威脅。另一方面，長期使用磺胺類藥物可能導致細菌耐藥性的形成，從而限制藥物在治療感染時的有效性。因此，牛肉中磺胺類藥物的殘留，需要得到檢測部門的高度關注和監管，確保食品安全和人體健康。

1.2 磺胺類藥物在牛肉中的殘留情況

牛肉中磺胺類藥物的殘留情況，一直是食品安全監管的重要關注點。研究表明，磺胺類藥物在養殖業中被廣泛使用，會殘留在牛肉中。這主要是因為磺胺類藥物在動物體內代謝緩慢，難以完全排除。

不同國家和地區的監管標準，對牛肉中磺胺類藥物的殘留都有嚴格限制。以美國FDA 為例，對于常見的磺胺類藥物如磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲惡唑等，其允許的殘留限量為0.1～0.5 μg/g；歐洲聯盟控制水平更為嚴格，對于磺胺嘧啶和磺胺二甲嘧啶等磺胺類藥物的殘留限量僅為0.01 μg/g；中國國家標準規定的牛肉磺胺類藥物殘留限量標準為0.5～2 μg/g（如表1 所示）。

表1 牛肉中常見磺胺類藥物的殘留限量標準表

為了確保牛肉中磺胺類藥物殘留的合規性，相關部門通常采取監測和檢測手段，包括高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）、質譜聯用等。通過對樣本的提取和前處理，結合適當的分析方法，可以準確定量檢測牛肉中磺胺類藥物的殘留水平，并確保其符合相關監管標準。

1.3 影響磺胺類藥物檢測的因素分析

（1）樣品來源：不同的樣品來源，如不同供應商或地區，可能導致磺胺類藥物殘留水平的差異。因此，在進行檢測時，檢測人員應注明樣品的來源信息，以便更準確地評估殘留水平。

（2）樣品處理方法：樣品的處理方法對于磺胺類藥物的提取和凈化具有關鍵影響。不同的樣品處理方法可能對藥物的回收率、靈敏度和特異性產生影響。因此，在研究中，檢測人員需要選擇合適的樣品處理方法，并對其進行驗證和優化。

（3）樣品加工方式：樣品的加工方式，如切割、烹飪和存儲條件等，可能影響磺胺類藥物的殘留水平。一些加工過程可能導致藥物的分解或轉移，影響檢測結果的準確性。因此，在進行檢測時，檢測人員應考慮樣品的加工方式，并進行必要的優化和控制。

（4）分析方法的選擇和優化：不同的液相色譜法和儀器參數，可能會對磺胺類藥物的檢測結果產生影響。檢測人員應適當地選擇柱填充劑、流動相組成和檢測器條件，并進行必要的優化和驗證，以提高檢測方法的準確性和可靠性。

（5）矩陣效應：樣品中存在的其他化合物和成分，如脂肪、蛋白質等，可能對磺胺類藥物的檢測結果產生干擾。這種所謂的矩陣效應可能導致信號峰形狀的變化、峰的偏移或峰的遮蔽等現象。因此，在檢測過程中，檢測人員需要考慮并校正矩陣效應。

2 液相色譜法原理及操作流程

2.1 液相色譜法的基本原理解釋

液相色譜法（Liquid Chromatography，簡稱LC），是一種基于固定相和流動相之間的相互作用來分離混合物的分析技術[1]。它的基本原理為以下幾個方面。

（1）流動相是LC 中起分離作用的溶液，它由溶劑和溶質組成，其主要功能是將樣品組分輸送到固定相上進行分離。流動相通常可以分為2 種類型：正相和反相。正相流動相以極性溶劑，如水為主，適用于親疏水性不同的非極性溶劑；反相流動相以非極性溶劑，如有機溶劑為主，適用于親疏水性不同的極性溶劑。

（2）固定相是位于液相色譜柱內部的填充材料，通常是小顆粒或多孔材料。固定相是具有特定表面化學性質的物質，與樣品組分發生吸附、分配或離子交換等相互作用。固定相的選擇和優化，對于分離效果的重要性至關重要。

這種方法反應條件溫和，且對α-位有吸電子基的脂肪族腈及芳香族腈有較高的收率，同時生產過程中產生較少的“三廢”，對生產設備要求不高，安全操作性能較高，有利于工業化產品的生產及推廣。

（3）分離機制主要包括吸附色譜和分配色譜2 種。在吸附色譜中，固定相表面具有一定的極性或非極性，它與溶液中的化合物發生吸附作用。通過調節流動相的性質，溶液中的化合物會以不同程度吸附在固定相上，從而使混合物成分逐次地被分離。在分配色譜中，固定相為親水性物質（正相）或疏水性物質（反相），樣品在液相傳遞過程中通過受固定相特性影響，親水性成分更快地與流動相平衡，分配到移動相，而疏水性成分則相對滯留在固定相中，從而實現分離（如圖1 所示）。

圖1 簡化的液相色譜法示意圖

在液相色譜法中，通過優化流動相組成、流速和固定相特性等參數，可有效控制物質在固定相與流動相之間的相互作用，實現對混合物中組分的分離和定量分析。

2.2 檢測條件和操作步驟

為了確保液相色譜法結果的可靠性，需要進行嚴格的檢測條件設定和操作步驟。一方面，檢測人員需要根據分析要求選擇合適的柱填充劑和柱尺寸，以及確定流動相組成和流速；另一方面，合適的檢測器和參數設置是必要的，檢測人員需要根據目標物質的特性，進行處理、提取和凈化，并制備一系列已知濃度的目標物質標準溶液用于定量分析。為提高分離效果，檢測人員需要實時監測并記錄數據，計算目標物質峰面積，并結合標準曲線進行定量分析。總之，檢測人員需要嚴格按照設定的檢測條件操作，并進行校驗、驗證和記錄，以確保液相色譜法的可靠性和結果的一致性。

3 液相色譜法在牛肉中磺胺類藥物檢測中的應用

3.1 樣品的提取和凈化方法

在液相色譜法中，固相萃取（SPE）和液-液萃取（LLE）是常用的樣品提取和凈化方法。其中，固相萃取利用固定相與目標物質之間的相互作用，通過填充固相材料的柱，吸附目標物質并去除樣品中的干擾物質。樣品經過預處理、加載、沖洗和洗脫等步驟后，得到純化的目標物質溶液。液-液萃取基于不同溶劑相間目標物質分配系數的差異，將目標物質從樣品中遷移到另一個溶劑相中，通過攪拌混合后的樣品與萃取溶劑，在相分離的過程中將兩相分離，并通過適當的回收步驟獲得純化的目標物質。檢測人員可根據實驗設計和樣品特性選擇不同的提取和凈化方法，并進行參數優化和驗證，以確保液相色譜分析的準確性和可靠性。

3.2 基于液相色譜法的定量分析方法

液相色譜法的定量分析方法主要包括樣品處理、進樣和分離、檢測和數據分析等步驟。

首先，樣品處理是為了從牛肉中提取和凈化目標物質，并去除可能存在的干擾物質。常用的樣品處理方法包括萃取、凝膠過濾和固相萃取等。其中，固相萃取是一種常見的方法，通過載體材料吸附目標物質并去除樣品中的其他成分，經過樣品處理后，獲得含有目標物質的萃取液。

其次，進樣和分離是將樣品引入液相色譜系統進行分析的過程。經過適當稀釋和調整，將萃取液經過自動或手動進樣器進入液相色譜柱中。柱子內填充的固定相根據目標物質的特性，如極性、分配系數等，通過流動相傳遞樣品分離[2]。優化流動相組成、流速和溫度等參數，可以提高分離效果。

表2 液相色譜法定量分析結果表

3.3 實驗結果和數據展示

在液相色譜法檢測牛肉中磺胺類藥物的實驗中，本研究記錄了以下數據，用于記錄檢測結果的濃度、精密度和準確度等參數（如表3 所示）。

表3 液相色譜法檢測牛肉中磺胺類藥物的數據表

通過對液相色譜法檢測牛肉中磺胺類藥物的數據表格進行分析，可以得出以下結論：樣品1、樣品2和樣品3 中的磺胺類藥物濃度分別為2.4 μg/g、1.8 μg/g 和3.1 μg/g。數據表明，液相色譜法可以準確地測定牛肉樣品中磺胺類藥物的含量。在精密度方面，相對標準偏差值在2.0%～2.6%之間，表明該實驗的可重復性良好；回收率結果在92.7%～98.2%之間，表明該方法具有較高的準確性和回收性能。綜上所述，基于液相色譜法的定量分析方法可用于牛肉中磺胺類藥物的檢測，提供可靠和準確的結果。

4 液相色譜法在牛肉磺胺類藥物監管中的應用前景

4.1 目前使用液相色譜法的局限性和改進方向

液相色譜法是一種廣泛應用于化學分析和生物分析領域的重要技術，但它也存在一些局限性。首先，液相色譜法的操作和儀器設備相對復雜，需要專業的知識和技能進行操作和維護，不適用于非專業實驗室。其次，液相色譜法的分離效果受樣品復雜性的影響。當樣品中存在多種類似化學結構的化合物時，很難實現有效的分離。同時，一些目標物質會吸附在固定相上或與流動相發生相互作用，導致信號干擾或損失。最后，液相色譜法需要大量的溶劑用于樣品處理、柱平衡和洗脫等步驟，經濟成本較高。

為了改進液相色譜法的局限性，可采取以下措施。首先，研發更簡化和易操作的儀器設備，使其更適用于非專業實驗室；其次，開發新的柱填充劑和改良的柱技術，包括研究更有效的柱溫控制方法，以提高分離效果和分辨率[3-4]；最后，探索新的檢測器技術和篩選方法，以提高靈敏度和準確性，并減少信號干擾。此外，推動綠色液相色譜法的發展，減少溶劑用量、優化樣品處理流程，降低環境和經濟成本。

通過這些改進方向的研究和實踐，可以進一步發展和完善液相色譜法，在提高分析速度、精確度和環境友好性等方面取得更好的結果，有助于液相色譜法在更廣泛的應用領域中發揮更大的作用，滿足不斷變化的分析需求。

4.2 前景展望

液相色譜法在牛肉磺胺類藥物監管中具有廣闊的應用前景。隨著科技的進步和創新的發展，液相色譜法的應用將朝著智能化檢測設備和快速分析方法的方向邁進。

一方面，智能化檢測設備的發展將為液相色譜法的應用帶來更高的自動化和智能化水平。例如，自動化進樣、樣品處理和數據分析系統，可以提高分析效率和準確度。對于傳統的手動操作來說，自動化的儀器設備將顯著減少操作錯誤和人為干擾，提供更穩定和可靠的結果。同時，結合人工智能和機器學習的技術，可以實現對大量數據的快速分析和精準預測，進一步提升檢測的可靠性和智能化水平。

另一方面，快速分析方法的發展將加快樣品分析速度，降低檢測限和消耗的資源。例如，基于高通量液相色譜技術的方法，可以在較短時間內實現大規模樣品的高效分析。此外，微流控技術和迅速可行性評估方法的引入，可以實現快速檢測，減少分析過程中的樣品處理步驟，提高樣品的分析速度和檢測靈敏度[5]。

5 結語

本研究確認了液相色譜法在牛肉磺胺類藥物檢測中的重要應用價值。該方法不僅能夠實現對牛肉樣品中磺胺類藥物殘留的準確檢測，而且具有操作簡便、靈敏度高以及分離效果好等優勢。然而，目前的液相色譜法仍存在一些局限性，檢測機構可以結合其他現代化檢測技術來提高檢測效率和精確性。相信未來，液相色譜法在農產品監管中將發揮更為重要的作用，為食品安全保駕護航。