螺旋霉素检测

发布时间：2025-07-02 07:57:54 阅读量：1 作者：生物检测中心

螺旋霉素检测：保障食品安全与合理用药的关键环节

螺旋霉素作为大环内酯类抗生素的一员，在畜牧业及人类医学中用于对抗特定细菌感染。然而，其不合理使用或滥用可能导致在动物源性食品（肉、蛋、奶、蜂蜜等）及环境介质中残留，对人类健康及生态环境构成潜在威胁。因此，建立准确、灵敏、高效的螺旋霉素检测体系，是保障食品安全、指导临床合理用药、加强养殖业规范管理及环境监测不可或缺的技术支撑。

一、 螺旋霉素检测的重要意义

  1. 保障食品安全，维护公众健康： 长期摄入含螺旋霉素残留超标的食品，可能导致人体肠道菌群失调、诱导细菌耐药性产生（尤其与其他大环内酯类抗生素可能存在交叉耐药性），甚至引发过敏反应等健康危害。严格检测是食品流入市场前的重要安全壁垒。
  2. 规范养殖用药，促进畜牧健康发展： 检测结果有助于监督养殖环节是否遵守休药期规定，有效遏制抗生素滥用现象，推动科学、规范的动物疫病防控体系建立，从源头减少残留风险。
  3. 指导临床合理用药： 在医疗领域，检测患者样本（如血液、组织液）中的螺旋霉素浓度，有助于医生优化给药剂量和方案，确保治疗效果同时避免药物过量带来的不良反应。
  4. 环境风险评估： 检测水体、土壤等环境样本中的螺旋霉素残留，可评估其环境行为、迁移转化规律及潜在的生态毒性（如对水生生物、土壤微生物的影响），为环境风险管控提供依据。
  5. 遵守国内外法规标准： 各国及国际组织（如国际食品法典委员会 CAC、欧盟、中国农业农村部等）均制定了严格的螺旋霉素在各类食品及饲料中的最大残留限量（MRLs）。精准检测是确保产品符合国内外法规要求，保障贸易顺畅的前提。
 

二、 螺旋霉素检测的主要对象

  1. 食品： 畜禽肉（猪、牛、鸡等）、内脏、蛋类、生鲜乳及乳制品（如奶粉、奶酪）、水产品、蜂蜜等动物源性食品是其残留监测的重点。
  2. 饲料及饲料原料： 检测饲料中螺旋霉素的含量是否符合添加规定，防止违规超量使用。
  3. 生物样本： 血液、尿液、组织等，主要用于临床治疗药物监测（TDM）或动物实验研究。
  4. 环境样本： 养殖场废水、受纳地表水、地下水、土壤、污泥等。
  5. 药品与制剂： 对螺旋霉素原料药及其制剂进行质量控制检测。
 

三、 螺旋霉素检测的核心方法

检测技术需满足特异性强、灵敏度高、准确性好、操作便捷高效的要求。

  1. 样品前处理：

    • 提取： 常用溶剂包括酸化乙腈、缓冲盐溶液（如 EDTA-Mcllvaine 缓冲液）、甲醇/水混合溶液等，辅以振荡、均质、超声等手段充分提取目标物。
    • 净化： 粗提液通常含大量干扰物质（脂肪、蛋白、色素等），需净化以提高检测准确性。常用方法有：
      • 固相萃取（SPE）： 最主流技术。根据检测需求选择不同类型的SPE柱（如反相 C18、阳离子交换 MCX、复合填料 HLB 等）。优化淋洗和洗脱条件可有效去除杂质并富集螺旋霉素。
      • 液液萃取（LLE）： 适用于某些特定基质，但步骤相对繁琐，有机溶剂消耗量大。
      • QuEChERS法： 在食品检测中应用日益广泛。通过加入盐包（MgSO₄, NaCl 等）和吸附剂（PSA, C18, GCB 等）进行分散固相萃取（d-SPE），实现快速提取和净化，尤其适合高通量筛查。
    • 浓缩与复溶： 净化后的提取液常需氮吹浓缩或旋转蒸发浓缩，然后用适当溶剂（如初始流动相）复溶，供仪器分析。

  2. 仪器分析技术：

    • 高效液相色谱法（HPLC）：
      • 原理： 利用螺旋霉素在色谱柱（主要是反相 C18 柱）与流动相（常为甲醇/乙腈 - 水或缓冲盐水溶液）之间的分配差异达到分离。
      • 检测器：
        • 紫外/二极管阵列检测器（UV/DAD）： 简便易行，成本较低。螺旋霉素在 231 nm 左右有特征吸收峰。但灵敏度相对较低，特异性易受基质干扰，适用于含量较高或基质相对简单的样品。
        • 荧光检测器（FLD）： 螺旋霉素本身无强荧光，通常需进行柱前或柱后衍生化反应（如使用荧光胺、邻苯二甲醛等衍生试剂）生成具有强荧光的衍生物再进行检测，可提高灵敏度和选择性。
      • 特点： 设备普及率高，运行成本相对较低，是常规检测的重要工具。
    • 液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）： 当前最权威、最主流的检测方法，尤其适用于痕量残留分析和复杂基质检测。
      • 原理： 液相色谱分离后的螺旋霉素分子进入质谱。首先在离子源（ESI+ 应用最广）处离子化形成准分子离子 [M+H]⁺。该母离子在碰撞室（CID）中与惰性气体碰撞碎裂，产生特征性子离子。三重四极杆质谱仪选择特定的母离子（Q1） → 子离子（Q3）对（称为离子对或多反应监测 MRM 通道）进行检测。
      • 优势：
        • 高灵敏度： 可达 ng/g (ppb) 甚至 pg/g (ppt) 水平。
        • 高选择性： MRM 模式通过选择特异性离子对，能有效规避基质干扰，显著提高结果的可靠性。
        • 可同时检测多种物质: 易于实现螺旋霉素与其他大环内酯类抗生素或多类药物的多残留分析。
        • 定性能力强： 结合保留时间和特征离子对比例（丰度比）进行双重确证，定性更准确。
      • 应用： 是法规标准（如中国国家标准 GB 31650）推荐的确证方法，也是科研和高端检测的首选。
    • 微生物抑制法：
      • 原理： 利用螺旋霉素对特定敏感微生物（如枯草芽孢杆菌、藤黄微球菌）生长的抑制作用。样品提取液加入含菌培养基中，培养后通过测量抑菌圈大小或检测指示剂变化（如比色法、酶联法）来半定量或粗略定量残留量。
      • 特点： 成本低、操作简便、无需昂贵仪器、适合大批量样品初筛。但特异性差（可能受其他抗生素干扰）、灵敏度相对较低（通常在 μg/g 水平）、定量不准、耗时长。常用作快速筛查工具，阳性样品需用色谱或质谱法确证。
    • 免疫分析法（如 ELISA）：
      • 原理： 利用抗原抗体特异性结合反应。将螺旋霉素特异性抗体包被在微孔板上，加入样品提取液和酶标记的螺旋霉素（竞争法），通过酶催化底物显色，颜色深浅与样品中螺旋霉素含量成反比。
      • 特点： 灵敏度较高（可达 ng/g 水平）、操作相对简便快速、适合现场初筛或大批量样品高通量筛查。但存在一定的交叉反应（与其他结构类似物）、需要抗体试剂盒、通常为半定量或定性结果，阳性样品也需仪器确证。
 

四、 标准与法规要求

全球主要监管机构均制定了螺旋霉素的严格限量标准：

  • 中国： 强制性国家标准《食品安全国家标准 食品中兽药最大残留限量》（GB 31650-2019）及其后续修订公告是核心依据。例如，螺旋霉素在牛/羊/猪肌肉中 MRL 为 200 μg/kg，在牛/羊/猪肝中为 300 μg/kg，在牛/羊/猪肾中为 400 μg/kg，在牛奶中为 150 μg/kg，在鸡蛋中为 200 μg/kg（注：具体限量可能随标准更新调整，应以最新版本为准）。
  • 国际食品法典委员会（CAC）： 制定了多种动物组织及产品中的 MRLs（如牛、猪肌肉 200 μg/kg，肝脏 600 μg/kg，肾脏 400 μg/kg，牛奶 150 μg/kg）。
  • 欧盟： 法规 (EU) No 37/2010 规定了螺旋霉素在多种动物源性食品中的 MRLs（如所有食用动物肌肉 50 μg/kg，脂肪 50 μg/kg，肝脏 200 μg/kg，肾脏 300 μg/kg，牛奶 150 μg/kg，鸡蛋 150 μg/kg）。
  • 美国： 由 FDA 负责制定相关限量标准。
 

五、 检测流程关键点与挑战

  1. 代表性采样： 严格按照标准规范进行样品采集、保存和运输，确保样品具有代表性。
  2. 基质效应： 复杂食品基质（尤其是高脂、高蛋白样品）对色谱分离和质谱电离过程会产生显著干扰（离子抑制或增强效应），严重影响定量的准确性。需要通过优化前处理方法（加强净化）、使用同位素内标（最有效）、标准加入法或基质匹配标准曲线等手段进行补偿和校正。
  3. 灵敏性与特异性： 痕量残留检测要求方法具有极高的灵敏度（达到法规 MRLs 的 1/10 或更低）。同时，必须确保方法能准确区分螺旋霉素与其他结构类似物（如其他大环内酯类抗生素）以及基质干扰物。LC-MS/MS 因其高选择性 MRM 模式成为解决此问题的金标准。
  4. 方法验证： 建立的新方法或采用的已有方法在正式投入使用前，必须依据相关指南（如欧盟 2002/657/EC、ICH 指南等）进行全面的方法验证，包括但不限于线性范围、准确度（加标回收率）、精密度（日内、日间重复性）、特异性、检测限（LOD）、定量限（LOQ）、耐用性等指标，确保方法可靠。
  5. 质量控制（QC）： 在每批次样品检测中，需同时运行试剂空白、基质空白、基质加标样、质控样（有证标准物质或已知浓度的样品）等，监控整个分析过程的准确性和稳定性。
  6. 仪器维护与校准： 色谱仪和质谱仪需要定期维护（如更换色谱柱、清洗离子源、更换机械泵油等）和校准，确保仪器处于最佳工作状态。
 

六、 结论

螺旋霉素检测是一项融合了化学分析、微生物学、免疫学及仪器科学等多学科的复杂技术体系。随着科技的进步，尤其是 LC-MS/MS 技术的成熟与普及，检测的灵敏度、特异性和效率得到了飞跃性的提升。严格的法规标准和科学的检测手段共同构筑了食品安全的防护网，有效监控了螺旋霉素的合理使用和残留水平，对保障消费者健康、促进畜牧养殖业可持续发展、维护生态环境以及确保合规贸易至关重要。持续优化检测方法、加强标准化建设与国际合作、提升实验室检测能力，是未来螺旋霉素残留监控工作的重要方向。

参考文献格式示例 (实际引用需具体到文章)：

  1. 中华人民共和国国家卫生健康委员会, 国家市场监督管理总局. 食品安全国家标准 食品中兽药最大残留限量: GB 31650-2019. 北京: 中国标准出版社, 2019.
  2. Codex Alimentarius Commission. Maximum Residue Limits (MRLs) and Risk Management Recommendations (RMRs) for residues of veterinary drugs in foods. CAC/MRL 2. Latest version.
  3. Commission Regulation (EU) No 37/2010 of 22 December 2009 on pharmacologically active substances and their classification regarding maximum residue limits in foodstuffs of animal origin. Official Journal of the European Union.
  4. [具体分析螺旋霉素检测方法的学术论文, 例如：] Smith J, et al. Determination of spiramycin residues in bovine milk by liquid chromatography-tandem mass spectrometry using molecularly imprinted solid-phase extraction. Journal of Chromatography A. 202X; XXXX: XXXXXX.
  5. [关于样品前处理或新技术的综述文章, 例如：] Wang L, et al. Recent Advances in Sample Preparation and Detection Methods for Macrolide Antibiotics Residues in Food. Critical Reviews in Analytical Chemistry. 202X; XX(X): XXX-XXX.