食品中苯并咪唑类农兽药残留的高通量、高选择性、高灵敏度分析新方法及应用研究

Benzimidazole pesticides and veterinary drugs are difficult to be simultaneously enriched and detected due to their different properties. Previous studies showed that nickel oxide (NiO) has specific interaction towards midazole rings. However, NiO has been hardly applied in the enrichment of benzimidazole pesticides and veterinary drugs in foods. In this project, we aim to develop simple, rapid, high throughput, highly selective and sensitive methods and techniques for benzimidazole residues analysis in foods. We plan to prepare novel extraction media of nickel oxide (NiO) nanoparticles coated in the surface of magnetic particles and silica fiber based on liquid phase deposition method. The selective extraction mechanism of these materials towards benzimidazole compounds will be studied in details. And Rapid and sensitive analytical methods for the detection of residue of benzimidazole pesticides and veterinary drugs in foods will be established using the novel extraction media. In addition, the metabolites of benzimidazole pesticides and veterinary drugs in foods will be explored to elucidate the metabolic mechanism of benzimidazole pesticides and veterinary drugs. The developed platform will provide new methods for the monitoring of benzimidazole compounds and their metabolites in foods and provide new technology for the research about the metabolism of benzimidazole compounds.

苯并咪唑类农兽药之间性质差异大，在复杂基质中难以被同时提取和检测。氧化镍对咪唑环骨架有特异作用，但迄今鲜少有应用氧化镍对苯并咪唑类农兽药进行分离富集的研究。针对这一研究空白，本项目拟开展基于氧化镍材料的食品中苯并咪唑类农兽药化合物及其代谢物的简单、快速、高通量、高选择性、高灵敏度的分析新方法、新技术的研究。通过液相沉积的方法，设计、制备以磁颗粒和氧化硅纤维为基底的两种新型纳米氧化镍涂层萃取材料；研究新材料对咪唑类化合物的选择性萃取作用原理，结合色谱-质谱联用分析技术，构建能快速测定复杂食品基质中苯并咪唑类农兽药多残留的灵敏检测技术平台；并在此基础上进一步探寻苯并咪唑类农兽药新的代谢转化产物以及探讨其可能的代谢机理。项目的实施将为食品安全监控及咪唑类化合物的代谢分析提供新的分析技术手段。

苯并咪唑类化合物（BZDs）是一类应用广泛的农兽药，但苯并咪唑类农兽药及其代谢物可能会残留在动植物体内，进而通过食物链进入人体内，对人们的健康造成极大的危害，因而有必要对动植物体内的苯并咪唑类农兽药及其代谢物进行监测。但目前只有已知的几种苯并咪唑类农兽药及其代谢物被监测，未知的苯并咪唑类代谢物仍存在潜在危害。由于缺乏BZD代谢物标准品和用于库匹配的质谱/质谱（MS/MS）图谱，难以鉴定BZD的未知代谢物。为了在复杂基质中发现并监测新的BZD代谢物，需要一种高选择性、高覆盖率鉴定BZDs的策略。在本项目中，我们利用苯并咪唑类物质的咪唑环与Ni(II)有特异的络合作用，采用NiO@SiO2萃取材料对生物样品等复杂基质中苯并咪唑类农兽药及其代谢物进行选择性萃取，然后利用液相色谱-三重四极杆质谱的母离子扫描模式（HPLC-PIS-MS）筛选出苯并咪唑类药物的潜在代谢产物的母离子，最后利用液相色谱-高分辨质谱对HPLC-PIS-MS筛选出的母离子进行结构解析。基于此策略，我们分别对喂食阿苯达唑(ABZ)、芬苯达唑(FBZ)和噻苯达唑(TBZ)后的猪血清中的苯并咪唑类药物的代谢产物进行了鉴定，并对喂食ABZ、FBZ和TBZ的猪不同时间的血清样品中的BZDs及其体内代谢产物进行了分析。对蔬果中苯并咪唑类农药及其代谢产物进行了定性定量分析研究。这些新鉴定的苯并咪唑类代谢产物及其代谢规律为食品安全分析提供了新的监测对象及为BZDs的合理用药具有指导作用。此外，本项目还将NiO@SiO2应用于其他咪唑类化合物如咪唑丙酸的分析研究，拓展了NiO@SiO2的应用；采用本项目制备NiO@SiO2的液相沉积法制备了纳米氧化锆沉积棉花和硅胶等多种分离介质并将其应用于复杂样品的分离分析中，为复杂样品分析提供了新的分离分析材料和分析方法。