由于抗生素在废水中的浓度相对较低,需要非常灵敏的检测方法。各研究机构对畜禽废水中抗生素的检测技术主要有色谱法和其联用技术、筛选法、毛细管电泳法等,不同的检测方法适用的条件也各不相同,哪种方法是性价比最高的呢?你会选哪种呢?
近年来,社会对抗生素污染问题关注度呈逐渐升高,并于近年来达到高峰。在2014年12月央视记者曝光“山东鲁抗医药”大量偷排抗生素污水,浓度超自然水体10000倍!的事件后,每年都会有抗生素的污染事件发生,范围之广,影响之大,让人们始料未及。
早在2013年,中国科学院污染地图就首次详细披露了各地抗生素使用和排放量:中国使用的16.2万吨抗生素中,兽用52%,人用48%。
此次研究选取36种最常被检出的抗生素作为研究对象,总量达9万多吨,其中畜用抗生素占84%;大部分抗生素通过人畜排泄至体外,一年有超过5万吨抗生素排放进入水土环境中。
中国在抗生素的使用上,可划分成明显的东部和西部两个部分,东部的抗生素排放量强度是西部的6倍以上。
其中:京津冀海河流域、长江和西江是全国抗生素排放量最大的区域,而珠江单位面积中的抗生素含量排名全国第一。
从污染地图颜色可以看到,广东、江苏、浙江、河北等经济相对较好地区颜色较深,即意味着是污染重灾区。
与国外相比,中国河流总体抗生素浓度较高,测量浓度最高达7560纳克/升。
然而除了对比国外数据,我国自来水和地表水质检测的国家标准中,均没有将抗生素纳入。从下表可见,我国每千人抗生素日使用量是英国的5.7倍,达美国的5.5倍之多。
面对抗生素如此严峻的形势,水中抗生素的检测将成为首要任务,抗生素检测的标准化需要尽早提上日程。不仅需要对全国的主要江河湖海尤其是饮用水的来源进行抗生素持续性跟踪检测,还需要对制药企业严格管控,检测抗生素的浓度,控制排放水平,再通过使用量的严格控制,最终达到降低抗生素危害的目的。
那么,现阶段我国水质抗生素的检测手段有哪些呢?
检测方法
由于抗生素在废水中的浓度相对较低,所以抗生素的检测一般都是微量或是痕量分析,常采用具有高灵敏度的仪器进行检测。各研究机构对畜禽废水中抗生素的检测技术主要有色谱法和其联用技术、筛选法、毛细管电泳法等。
色谱分析方法
色谱法(lc)在废水抗生素的检测中是最常见的,lc具有分离效能好,检测速度快且重现性好的特点。lc法所用的检测器有紫外检测器(uv),荧光检测器,以及二级管阵列检测器。
(1)高效液相色谱-紫外检测器
高效液相色谱-紫外检测器联用检测技术是最早用于环境中抗生素的分离检测,由于其操作简便以及成本低,被用于畜禽废水中抗生素的检测。
(2)液相色谱-荧光检测器
液相色谱-荧光检测器因为其检测限低所以也被用于畜禽废水中抗生素的检测,通常对本身具有荧光性的抗生素液相色谱-荧光检测器可以直接检测出,但是对于本身不具有荧光性或荧光性差的抗生素,需要对其衍生化来提高目标物的荧光特性以便检测。
(3)液相色谱串联质谱技术
色谱可以用于多组分混合物的分离和分析,可以对有机化合物进行定量分析,但是定性较困难,质谱仪能够对单一组分提供高灵敏度和特征的质谱图,但对复杂化合物无分析能力。所以将色谱与质谱进行联用(或是串联质谱),对复杂化合物中微量和痕量组分的定性和定量分析具有重要的意义。
由于畜禽废水中有多种类的抗生素同时存在,利用色谱和质谱的联用技术可以提高抗生素的定性、定量分析的可靠性、准确性、灵敏度。
筛选方法
微生物抑制法和酶联免疫方法属于筛选方法。
(1)酶免疫分析方法
酶免疫分析方法具有操作简单,前处理简化,分析成本低、灵敏、特异性强、检测快速,不需要昂贵的仪器等,而且可以同时测定几个样品,但是酶免疫分析方法对试剂的选择性高,很难同时分析多种成分,对结构类似的化合物有一定程度的交叉,分析分子量很小的化合物和不稳定的化合物有一定的困难。
用酶免疫分析方法试剂盒检测地表水、地下水中的和泰勒菌素,检测分别为μg/l,μg/l。其结果表明,该方法成本低、检测快,可用于水中的四环素、氯四环素、泰勒菌素的初筛检测。
(2)微生物抑制法
微生物抑制法包括三种:抑菌圈分析法、嗜热脂肪芽孢杆菌抑制法以及嗜热链球菌抑制法,微生物抑制法多应用于肉类(畜禽),鱼虾(水产),蛋类,奶类,饲料、蜂蜜等产品的抗生素检测。
毛细管电泳法
毛细管电泳法是离子或荷电粒子以电场为驱动力在毛细管中按其速度或分配系数不同进行高效分离分析大的新技术。毛细管具有良好的散热效能,可允许在毛细管两端加上高电压的,因此毛细管电泳法反应快,分离效力高的优点。
放射免疫测定法
经典的放射免疫测定基本原理和酶免疫分析是相同的,但所不同的是反应的放大指示系统不是酶和底物,而是放射性同位素。用于抗原或抗体标记的同位素通常是放射性较小的β放射原,最常用的是同位素是3h和14c,放射性不强、用量也极微小,比较安全。
表 常见抗生素检测方法汇总:
总结
现阶段,抗生素检测最常的就是色谱法和筛选方法。色谱方法是一种理化检测方法,一般要经过样品的提取、脱蛋白、离心、层析柱净化、衍生化等步骤,能检测抗生素的具体含量,敏感性较高,但检测程序复杂,费用较高,需购买色谱仪等检测设备,不适合小型检验室。
微生物抑制法和酶联免疫方法属于筛选方法,操作简便、快速,消耗成本低,不需要购买大型仪器,但阳性结果需要其他方法进行确认。酶联免疫方法存在一定的假阳性,实验室要根据自身情况选择适合自己的检测方法。
本文摘自---有机化学网
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