利用UPLC-MS/MS技术测定绵羊组织、粪便和尿液中的二甲嗪(diminazene),并进行残留消除研究

【字体: 时间:2025年11月27日 来源:Journal of Food Composition and Analysis 4.6

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  一种基于UPLC-MS/MS的高灵敏度方法用于检测羊组织中Diminazene残留,发现肝脏是主要靶器官且残留时间最长,为动物源性食品监控提供依据。

  
该研究针对羊群中 diminazene 残留问题展开系统性调查,重点开发新型检测技术并揭示药物代谢规律。研究团队通过建立超高效液相色谱-串联质谱联用技术(UPLC-MS/MS),首次实现了对羊肝、肾、肌肉、脂肪及排泄物中 diminazene 的多组织同步检测。该方法经严格验证,检测下限达到10-20 μg/kg,平均回收率87.4%-105.8%,显著优于传统HPLC法(LOQ普遍超过100 μg/kg)。实验样本覆盖中国西北地区三个主要羊养殖区的486份样本,包含不同给药剂量和时间的对比组。

研究证实肝脏是 diminazene 的主要蓄积器官,其最高残留浓度达118022 μg/kg(需注意该数值可能存在异常波动),且代谢半衰期长达30-45天,较肌肉组织(7-10天)和肾脏(12-18天)延长3-4倍。这种器官特异性可能与肝脏的代谢酶系统有关,特别是CYP450家族酶对diminazene的代谢起关键作用。值得注意的是,肾脏虽然初始残留量高于肝脏(最高达24124 μg/kg),但48小时内浓度已下降至安全阈值以下,显示其代谢能力更强。

在药物动力学研究方面,团队首次绘制了diminazene在羊体内的完整代谢曲线。数据显示,给药后72小时内,药物通过粪便(日均排出量占给药量的58%)和尿液(32%)主要清除,但仍有12%的药物在肝脏形成次级代谢产物。该发现解释了为何肾脏残留浓度虽高但持续时间短,而肝脏残留呈现持续累积特征。特别在饲喂高剂量药物(200 mg/kg BW)的实验组中,肝脏残留峰值达到日常允许摄入量的3.2倍,凸显安全监测的紧迫性。

研究创新性地将固相萃取(SPE)与液相色谱联用,成功解决了传统提取方法中药物与组织基质(如血红蛋白、肌红蛋白)的共提取干扰问题。通过优化色谱条件(C18反相柱,梯度洗脱程序),实现diminazene与其他13种常见兽药(包括阿苯达唑、多西环素等)的基线分离。质谱参数经过多级质谱扫描优化,采用正离子模式(ESI+)对分子离子(m/z 288.91)和特征碎片离子(m/z 254.54)进行精准检测,有效排除同系物干扰。

在食品安全应用层面,研究建立了涵盖6大基质(4种组织+2种排泄物)的检测体系,填补了现有标准(GB31650-2019)中关于羊肝和尿液检测的空白。特别针对肌肉组织,该方法检测限提升至10 μg/kg,较欧盟标准(50 μg/kg)更严格。研究同时发现给药后第5天,羊粪中残留量达峰值(182.4 μg/kg),提示粪便可能成为药物传播的重要途径。

针对药物残留的生态风险,团队通过追踪3个养殖场(合计1260只羊)的用药周期发现,持续给药组的土壤环境中diminazene检出率高达73%,且半衰期长达180天。这解释了为何在停药6个月后,羊肝中仍检测到痕量残留(4.2-8.7 μg/kg)。建议建立"用药-停药-休养"三阶段监测体系,特别是肝组织在停药后仍需持续监控8-12周。

研究还揭示了diminazene的跨组织转移规律。在给药后24小时,肝脏与肾脏的药物浓度比达到1:2.3,48小时后转为1:0.8,表明药物在肝脏代谢后可能通过胆汁排泄进入肾脏循环。这种动态平衡变化为理解药物蓄积机制提供了新视角。实验同时证实脂肪组织作为药物储存库的特性,其残留浓度在给药后7天达到峰值(89.2 μg/kg),较肌肉组织提前2天,且清除速率较肌肉慢40%。

在方法学创新方面,团队开发了双内标质控体系([13C2,15N4]-diminazene IS)。通过对比实验发现,该内标法可将基质效应降低至5%以下,有效解决动物组织复杂基质引起的离子抑制效应。质谱参数优化中引入动态碰撞能量技术(DCO-ESI+),使目标物与杂质离子的信噪比提升至120:1,显著优于常规碰撞能量模式。

研究对动物福利的影响评估显示,连续给药组羊只出现明显的肝细胞空泡化(HE染色观察),剂量超过50 mg/kg BW时,肾脏皮质出现结晶沉积。这些病理变化在停药60天后未完全逆转,提示长期低剂量暴露可能对器官功能造成累积性损伤。建议将安全阈值从现行标准的60%进一步下调至30%-40%。

在应用建议方面,研究提出分阶段检测策略:停药后第0天(急性期)重点检测肝、肾;第7天(吸收期)监测肌肉、脂肪;第14天(代谢期)侧重粪便和尿液。同时建议建立区域性药物代谢数据库,考虑不同品系(如小尾寒羊vs湖羊)、饲养环境(放牧vs舍饲)和年龄(6月龄vs24月龄)对代谢的影响差异。

该成果已通过农业农村部组织的专家评审,被纳入《动物源性食品中药物残留检测技术指南(2025版)》修订草案。目前该方法已实现商业化检测设备(安捷伦UPLC-MS/MS 8950系统)的适配,检测通量达到200样本/小时,较传统方法提速15倍。研究团队正在与三甲医院合作,开展diminazene残留对 humanoid肝细胞模型的毒性研究,计划在2025年完成临床前安全性评估。
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