水產品中磺胺類藥物殘留檢測技術的研究進展

DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2025.05.019

中圖分類號：0656.3 文獻標志碼：A 文章編號：1004—6755（2025）05—0085—03

Abstract：Sulfonamides，as widely used antibacterial drugs，have raised significant concerns due to their residues in aquaculture and the resulting environmental，health，and safety issues. This study analyzes the chemical properties of sulfonamide drugs，their antibacterial mechanisms，and their applicationin aquaculture.It also reviews research progressin sulfonamide residue detection technologies for aquatic products，summarizing the characteristics and applications of existing methods.

Key words：sulfonamides；drug residue;detection technology

磺胺類藥物（sulfonamides，SAs）是人工合成的一類抗菌藥，以對氨基苯磺酰胺為基本骨架。其化學結構的通式為 R₁-SO₂-NH-R₂ ，其中磺酰胺基團 （-SO₂-NH-） 和對位氨基 （-NH₂ ）是其主要功能基團。通過引入不同的取代基 ?R₁ 和 R₂ ），可以合成多種具有特定生物活性的 SAs 。這類藥物通常以白色結晶性固體形式存在，化學性質較為穩定，在水中溶解度極低，但易溶于乙醇、丙酮[2]。

磺胺類藥物的抗菌機制主要由于其與對氨基苯甲酸的相似結構，能夠在細菌二氫葉酸的生物合成過程中競爭性地與酶結合[1]，干擾葉酸的合成途徑，從而抑制細菌合成DNA、RNA和蛋白質，最終阻礙細菌生長和繁殖。這一機制賦予SAs廣譜的抗菌作用，對多種革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均有顯著抑制效果。

磺胺類藥物因其獨特的化學結構和作用機制，在水產養殖業中得到了廣泛應用。藥物殘留現象也日益嚴重，為相關檢測技術的研究帶來了巨大的挑戰。

1磺胺類藥物在水產養殖中的使用情況與殘留現狀

在實際使用中，磺胺類藥物通常以藥餌添加劑的形式直接混入飼料中供水生動物攝入，或通過水體潑灑的方式用藥。由于養殖環境的特殊性，部分藥物很難被完全代謝和清除，會通過尾水排放進入周邊生態系統而導致污染。此外，藥物殘留的積累可能造成水產品藥物殘留量超標，直接威脅消費者的健康安全。

檢測數據顯示，在我國部分地區水產品中SAs殘留檢出率較高。例如， Yu 等[3對長江下游魚類的檢測顯示，磺胺甲惡唑（SMX）的檢出率為 23.7% 。Chen等4研究發現，廣州淡水養殖區SMX的檢出頻率最高，達到 48% 。此外，趙巧靈等5在市售黃魚和草魚樣品中分別檢出磺胺嘧啶（SD）和磺胺甲基嘧啶（SMR）的殘留量為12.5μg/kg和 10.8μg/kg 9因此，研究和優化SAs的檢測技術具有重要意義。

2磺胺類藥物殘留檢測技術的研究進展

2.1 傳統檢測技術

傳統檢測技術主要包括微生物檢測法和薄層色譜（ThinLayerChromatography，TLC）。微生物檢測法是一種利用磺胺類藥物的抗菌特性間接測定其殘留濃度的方法，原理是SAs抑制敏感菌的生長，形成透明的抑菌圈，抑菌圈的直徑和強度與樣品中藥物的濃度呈正相關[6]。TLC利用物質在固定相和流動相中的分配系數不同進行分離和檢測，物質分離后通過顯色或熒光燈觀察，快速判斷是否有藥物殘留7]。

微生物檢測法和TLC在SAs殘留的初步篩查中具有一定優勢。這些方法操作簡便，成本低廉，能夠同時分離和檢測多種SAs，且檢測結果可視化，可快速判斷樣品中有無藥物殘留，但靈敏度較低、特異性不足，分離能力有限。因此，傳統檢測技術在現代檢測中的應用逐漸減少，但在資源有限的養殖場，仍有一定的實用價值，適合作為SAs的初篩工具。

2.2 色譜法檢測技術

2.2.1高效液相色譜

高效液相色譜（High一PerformanceLiquidChromatography，HPLC）是將樣品注入固定相，在高壓泵推動的流動相作用下，各組分根據極性和疏水性不同被分離開，并依次進人檢測器（如紫外檢測器或熒光檢測器）進行分析。李倩等8采用HPLC結合固相萃取法，同時檢測江西地區10種水產品中的15種SAs，最低檢測限（LOD）為10μg/kg ，滿足中國和歐盟的殘留限量標準。HPLC以其高靈敏度、低檢測限、強分離能力和良好的重復性，被廣泛用于SAs的殘留檢測。然而，該技術也存在一些局限性，如操作復雜、成本較高、基質效應干擾和對設備的依賴性較強等。但通過優化前處理方法和開發更高效的分離技術，HPLC仍具有廣闊的應用前景。

2.2.2 氣相色譜

氣相色譜（GasChromatography，GC）是一種利用化合物在固定相和氣體流動相中的分配系數差異，實現分離和檢測的技術。早在1993年，GC就被確立為檢測磺胺類藥物殘留的國家標準方法[9。該技術對化學結構相似的SAs具有良好的分離能力，能夠有效區分多種磺胺類藥物及其代謝產物。但由于SAs分子量較大、極性較強，通常需要通過化學衍生化處理提高其揮發性，才能適用于氣相色譜的檢測。這一步驟操作復雜且耗時較長，對不易衍生化的磺胺類藥物或特殊代謝產物，檢測靈敏度可能較低，使得氣相色譜法在實際應用中不具有普遍性。

2.2.3液相色譜一質譜聯用

液相色譜一質譜聯用（LC一MS/MS）技術是目前SAs殘留檢測的主流方法之一，具有靈敏度高、特異性強和多殘留檢測能力突出的優勢。余海芬等[10]利用超高效LC一MS/MS技術快速篩選分析水產品中17種SAs，為水產品中SAs的高效篩查提供了新途徑。然而，LC一MS/MS技術也存在局限性。一方面，設備成本高，對實驗室設施和人員技術水平要求高；另一方面，基質效應的存在可能對質譜信號產生干擾；此外，樣品前處理復雜，可能延長檢測周期。進一步優化前處理流程和降低儀器成本是提升技術普及率的關鍵。

2.3免疫學檢測技術

免疫學檢測技術常用方法包括酶聯免疫吸附測定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）和膠體金免疫層析技術。

2.3.1酶聯免疫吸附測定

ELISA是一種基于抗原抗體反應實現特異性檢測的技術。SAs作為抗原，與特異性抗體結合，形成抗原一抗體復合物，并通過酶催化的顯色反應實現定性或定量檢測。ELISA具有高靈敏度與特異性，能夠快速同時檢測多個樣品，通常在1～2 h內完成。Chafer—Pericas等[1]利用ELISA技術檢測金頭鯛中的SMR、SD和磺胺間二甲氧嘧啶，三種藥物的LOD均低于100μg/kg ，滿足獸藥殘留檢測的法規要求。但與色譜法相比，ELISA在定量精確度上存在不足。SAs結構的相似性，可能導致非目標藥物的交叉反應，從而降低特異性。此外，復雜樣品的基質成分可能影響結果的準確性。

2.3.2膠體金免疫層析技術

膠體金免疫層析技術是一種基于免疫反應的快速檢測方法，通過膠體金顆粒標記抗體，利用毛細管作用使樣品溶液沿層析膜遷移，最終通過顯色條實現快速定性分析。該技術無需樣品前處理，檢測時間通常為 5～15min ，結果易于觀察，無需專業性。韓靜等[12開發了一種免疫膠體金試紙條，成功實現了對魚類中五種SAs的檢測，LOD 為 10μg/kg 。與ELISA類似，膠體金技術也存在交叉反應的風險，且難以精確量化藥物濃度。

ELISA和膠體金免疫層析技術各有優勢。ELISA適用于實驗室高通量檢測，適用性強，但對專業設備和技術人員有較高要求。膠體金技術則以操作簡單、快速便捷的特點，適合現場檢測和初步篩查。未來，這兩種技術可通過引入新型抗體、優化自動化操作系統和定量分析模塊，進一步提升靈敏度、特異性和檢測效率。

2.4分子生物學與新興技術

分子生物學和材料科學的發展為磺胺類藥物殘留檢測提供了新手段。以下從傳感器技術、核酸適配體檢測和納米技術的應用三個方面進行探討。

傳感器技術主要包括電化學傳感器和生物傳感器[13]。電化學傳感器通過檢測SAs與修飾電極之間特異性結合引發的電化學信號變化實現檢測。LOD可達 ，檢測時間通常不超過 5min ，且便攜性強，適合開發為手持式檢測設備。生物傳感器通過將生物分子（如抗體、酶、核酸適配體等）與物理信號轉化器（如光學、電化學或聲學元件）結合，實現SAs的檢測，其特點包括高通量檢測、信號多樣化，并可適應不同檢測需求。

核酸適配體（Aptamer）是一種人工合成的單鏈DNA或RNA分子，廣泛應用于生物傳感器中，化學性質穩定，適合長時間保存，且可多次重復使用。然而，其開發過程相對復雜，周期較長，檢測依賴于信號轉化裝置，增加了操作成本和儀器需求。

修飾傳感器常采用納米材料，這些材料能夠提升傳感器的性能。例如，可以提高檢測的特異性和靈敏度。石墨烯與碳納米管可以增強電極導電性和敏感性。吳娟等[14]利用氧化石墨烯結合核酸適配體，可篩選出樣本中的SD，LOD達到 ，且無需復雜儀器。

3結語

磺胺類藥物在治療水產養殖常見病、提高水產養殖效益的同時，也帶來了藥物殘留和環境污染等隱患。針對藥物殘留問題，各種檢測技術不斷發展，從傳統方法如微生物檢測法和薄層色譜，到色譜法檢測技術和免疫學檢測技術，再到基于分子生物學的傳感器技術等，每一種技術都在靈敏度、特異性和效率方面取得了顯著進步。未來的研究需進一步結合自動化和高通量平臺，開發多功能的檢測系統，以更好地滿足食品安全監管需求。

參考文獻：

[1]何世超，JEYAKKUMARP，RAOAS，等.磺胺類藥物化學研究新進展[J].中國科學：化學，2016，46（9）：823-847.

[2]BARANW，ADAMEKE，ZIEMIAN SKAJ，etal.Effectsofthepresence of sulfonamides in the environment and their influence onhuman health[J].Journal of Hazardous Materials，2ol1，1961—15.

[3]YU L，SONG C，ZHANG C，et al. Occurrence of sulfonamidesin fish in the lower reaches of Yangtze River，China and esti-mated daily intake for understanding human dietary exposure[J].Aquaculture，2018，495538-544.

[4]CHENH，LIUS，XUXR，etal.Tissuedistribution，bio-accumulation characteristics and health risk of antibiotics incultured fish from atypical aquaculture area[J]. Journal ofHazardousMaterials，2018，343（5）：140-148.

[5]趙巧靈，張薇英，湯海鳳，等.快速溶劑萃取一超高效液相色譜一串聯質譜法測定養殖魚肌肉中19種磺胺類藥物殘留[J].食品科技，2019，44（12）：335-341.

[6]沈永聰，李守軍，楊林.牛奶中抗生素殘留檢測技術進展[J].畜牧獸醫科技信息，2006，（5）：87-89.

[7]郭清峰，繳秀琴，毛巍巍，等.大環內酯類抗生素薄層色譜鑒別方法改進[J].中國藥事，2000（1）：40-41.

[8]李倩，湯凱潔，冀坤霞，等.固相萃取一高效液相色譜法同時測定水產品中15種磺胺類藥物殘留[J].食品與生物技術學報，2024，43（1）：36-47.

[9]余麗梅，宋超，張聰，等.養殖水產品中磺胺類藥物的檢測方法及殘留分析研究進展[J].江蘇農業科學，2018，46（9）：16—22.

[10]余海芬，徐樺，吳真善，等.PRiMEHLB前處理技術聯合超高效液相色譜一三重四極桿質譜系統檢測水產品中17種磺胺類藥物殘留[J].現代食品，2024，30（1）：213—215.

[11]CHAFER-PERICASC，MAQUIEIRAA，PUCHADESR，et al. Fast screening immunoassay of sulfonamides incommercial fish samples[J]Analytical And BioanalyticalChemistry.2010，396（2）：911-921.

[12]韓靜，劉恩梅，王帥，等.膠體金免疫層析法檢測食品中的磺胺類藥物殘留[J].現代食品科技，2011，27（5）：603-606.

[13]郭紅嘉，肖淑艷，董忠平.適配體傳感器在磺胺類抗生素檢測中的應用研究進展[J].遼寧化工，2024，53（1）：106-108.

[14]吳娟，吳平，寇啟明，等.基于氧化石墨烯的磺胺嘧啶核酸適配體的篩選與鑒定[J].重慶師范大學學報（自然科學版），2021，38（2）：112—120.