氨基糖苷类抗生素，如链霉素、庆大霉素、新霉素、双氢链霉素等，对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都具有显著的抗菌效果，可以有效抑制细菌的生长和繁殖，因此是目前我国农业、畜牧业和水产业中常用的兽药之一，如用于防治鱼病、治疗细菌性烂鳃病、赤皮病、肠炎病、白头白嘴病等，也常添加到饲料中促进生长发育^[1-2]。

该类抗生素的主要毒副作用体现为对于脑神经、听觉以及肾脏的损害，因此，针对该类药物在食品中的残留，许多国家和机构都规定了明确的最大残留限量(MRLs)。例如，瑞士规定，肝脏中链霉素的MRLs为0.5 mg · kg^-1，肾脏中的MRLs为1.0 mg · kg^-1；欧盟2377/90/EEC规定，肝脏中的最大残留量为2.0 mg · kg^-1，肾脏中的最大残留量为5.0 mg · kg^-1，肌肉中链霉素的最大残留量为0.3 mg ·kg^-1[3]。

但是由于养殖过程中经常存在着违法使用或者不合理使用的现象，食品中氨基糖苷类抗生素的过量残留，已经成为国内外普遍关注的食品安全问题之一。如美国、加拿大等国官方机构调查发现链霉素是仅次于青霉素的最常在动物中残留超标的药物；国内马北莉^[4]在猪肾和猪脾脏中检出严重超标的链霉素(分别为1.44和1.56 mg · kg^-1)，检出率分别为94.6%和100%，王春奕^[5]用微生物法在鸡蛋中检出链霉素最高残留量达0.7 mg · kg^-1，检出率为20%，吴国娟^[6]2002年对北京市售消毒纯牛奶中抗菌药物残留情况作了检测，在随机采集的50份样品中，链霉素阳性率为22%，是所检抗生素中检出率最高的。

实现氨基糖苷类药残的有效控制，首先要建立先进的检测方法和技术，并在此基础上构建合理、高效的检测体系。我国是动物源性食品的生产和出口大国，这方面的研究尤其具有重要的意义。

1.   氨基糖苷类抗生素的结构

氨基糖苷是一种天然抗生素，品种多达200余类，其中有使用价值的品种不下30种，是由2个或多个氨基糖以糖苷键与氨基环醇结合的化合物^[7]。除了链霉素存在链霉胍结构外，大多数的氨基糖苷类抗生素的环多醇是2-脱氧链霉胺(图 1)^[6]。

图  1  氨基糖苷的氨基环醇结构

Figure  1.  Aminocyclitol components of aminoglycosides

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2.   氨基糖苷类抗生素的检测方法

2.1   基于微生物的检测方法

氨基糖苷类抗生素没有特征的紫外吸收，因此微生物效价法是当前各国药典测定该类抗生素含量的主要方法^[8-9]。

目前人们常利用Charm Ⅱ试验(美国)快速检测和鉴定牛奶、肉、鸡蛋中的氨基糖苷类抗生素，牛奶中庆大霉素的检出限可以达到0.02 μg · mL^-1，鱼和鸡蛋中链霉素的检出限可以达到0.15 μg · mL^-1[10]。

马懿^[11]用链霉素微生物电极测定乳类食品中的链霉素，在pH 7.4，温度30℃，大肠杆菌浓度9×10⁸ cell · mL^-1抑菌培养时间3 h的测定条件下，测得标准曲线的线性范围为10~60 μg · mL^-1，空白模拟样品溶液的重现性试验变异系数为2.1%，模拟样品溶液(含链霉素μg · mL^-1)的3种浓度溶液，测得回收率在91.2%~109%之间，平均回收率为98.7%。

黄晓蓉等^[12]采用阻抗分析法快速检测牛奶中氨基糖苷类抗生素残留，用嗜热乳酸链球菌作为指示菌，根据阻抗仪检测时间(DT)的产生，通过“阻抗分析仪”自动检测分析牛奶中氨基糖苷类抗生素的残留情况。方法操作简单、快捷，结果易判断，全部检测过程可在2 h内完成。

总的来说，基于微生物的检测方法所需设备简单、价格低廉，适合于大批样品的检测；但是该法存在菌种不易筛选，影响因素复杂、检测耗时长、稳定性差、精确度低、灵敏度低的特点，往往不能满足目前实际检测工作的要求。

2.2   免疫法

免疫分析法是近年来快速发展的一种方法, 具有灵敏度高、特异性强、适用范围广、操作简便、快捷、成本低廉及现场适应能力强等优点，已开始用于生物样本中微量抗生素的快速鉴别。根据对抗原标记方法不同, 免疫分析法可分为放射免疫分析、酶免疫分析、荧光免疫分析、直接化学发光免疫分析等。

放射性免疫法(RIA)是最先发展的免疫分析方法，并被用于液体中氨基糖苷类抗生素的测定^[3]，如秦燕等^[13]采用RIA检测鸡肝中链霉素残留，筛选水平为200 μg ·kg^-1，对双氢链霉素的交叉反应率不到1%。但由于具有放射性污染, 且后处理困难、费用高, RIA目前已较少应用。

酶联免疫吸附试验(ELISA)为代表的酶免疫法(EIA)是目前应用较为普遍的免疫分析方式。1995年USLEBER等^[14]首先利用ELISA测定了蜂蜜中链霉素残留，之后有报道用ELISA快速检测了牛奶和肾脏中新霉素、庆大霉素、链霉素残留，其回收率可大于80%，其弱点主要表现为：重复性比较差(牛奶样品的RSD为23%~60%，肾脏样品的RSD为10%~38%)；精确性也较差(牛奶样品的回收率为47%~78%，肾脏样品的回收率为70%~96%)，交叉反应率高(新霉素和西索霉素的交叉反应率为25%，双氢链霉素和链霉素的交叉反应率则高达150%)^[15]。

目前已经有一些新的免疫分析方法处于研究和发展之中。如荧光免疫分析(FIA)具有较高的灵敏度，而且容易实现自动化操作；化学发光免疫法的灵敏度一般高于其他同位素免疫测定方法^[16]；浊度免疫法的精密度较高, 专属性较强；利用免疫组织化学技术可以研究药物在体内的分布状况，确定它对其他特殊细胞的损害作用，如氨基糖苷类抗生素的耳毒性副作用和对肾脏的损伤作用。

2.3   大型仪器测定法

目前检测氨基糖苷类抗生素的大型仪器方法主要包括：气相色谱、液相色谱和毛细管电泳等，这些方法具有专属性强、灵敏度高的特点，已经成为测定食品中抗生素残留的重要方法。

2.3.1   气相色谱(GC)

氨基糖苷类抗生素为非挥发性化合物, 且在紫外可见光区无吸收, 须先进行衍生化, 使其适于分析。HOEBUS等^[17]用六甲基二硅烷柱前衍生测定大观霉素, 用填充柱气相色谱法, 氢火焰离子化检测器检测, 在75%~125%的浓度范围内, 呈良好的线性, 杂质的定量限为0.1%。

2.3.2   液相色谱(HPLC)

检测氨基糖苷类抗生素大多采用反相色谱或离子对色谱系统。氨基糖苷类抗生素在低pH条件下为极性较强的碱性化合物, 因此一般用强离子交换柱进行分离，这样可以进一步提高检测的精确度、稳定性和重复性。由于氨基糖苷类抗生素没有特征的紫外吸收, 可以利用其结构中的活泼基团(如氨基、羰基) 与衍生化试剂形成紫外区有吸收或有荧光的物质, 以便于紫外检测或荧光检测，其中又可分为柱前衍生和柱后衍生2种衍生化方法。

柱前衍生反相HPLC是测定此类药物最为常用的一种方法。常用的柱前衍生化试剂有邻苯二甲醛(OPA)、2,4-二硝基氟苯(DNFB)、2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)、3,5-二硝基苯甲酰氯(DNBCL) (以上用紫外检测器)以及氯甲酸芴甲酯(FMOC-CL) (用荧光检测器)。柱前衍生化方法的特点是较简单, 不需要特殊的设备。柱后衍生化则采用在线技术, 可便于自动化测定, 但需要有特殊的衍生化反应装置, 因此柱前衍生化方法目前较多被采用。

链霉素是研究较多的一种代表性氨基糖苷类抗生素，目前也主要采用液相色谱法进行检测，尤其是柱后衍生-高效液相色谱法。1994年GERHA等^[18]采用阳离子固相萃取柱净化样品，柱后衍生液相色谱荧光检测法，测定了动物组织中链霉素和二氢链霉素残留。EDDER等^[19]采用柱后衍生-荧光检测建立了食品中链霉素残留的检测方法，在蜂蜜中的检出限为0.005 mg · kg^-1，牛奶中的检出限为0.03 mg · kg^-1，肾和肝脏中的检出限为0.1 mg · kg^-1。姜莉和赵守成^[20]用柱后衍生-荧光检测快速测定鲜牛奶中链霉素残留量，回收率达到78.3%~80.2%。陈晓红等^[21]采用双试剂柱后衍生法，在C18柱上以0.01 mol · L^-1 1-庚烷磺酸钠+已腈(65+35)为流动相，以荧光检测器检测蜂蜜中链霉素的残留量，并选用三氯乙酸溶液(1+1)作为沉淀剂，建立了一种较好的链霉素检测方法。1996年ULRIKE^[22]开发了用阳离子交换柱和C18固相萃取柱净化蜂蜜样品，柱后衍生高效液相色谱荧光法测定蜂蜜中链霉素残留的方法，进一步提高了方法的净化效果和回收率，完成一次分析只需2~3 h。

2.3.3   毛细管电泳(CE)

毛细管电泳是20世纪80年代后期发展起来的一种分离分析技术, 具有分离效率高、速度快、样品用量少的特点^[23]。其中毛细管区带电泳和胶束电动毛细管色谱处理样品量少，效率高，可以应用于生物样品的分析。FLURER和PHARM^[24]利用毛细管区带电泳直接用紫外检测法测定了12种氨基糖苷类抗生素及其杂质(庆大霉素、链霉素、双氢链霉素、卡那霉素等)，方法有良好的精密度(RSD=3%), 定量限在50 μg · mL^-1。但是总体来看目前采用CE检测氨基糖苷类抗生素的报道很少，这主要是因为采用传统的分光光度法检测的灵敏度很低。

2.4   其它方法

薄层色谱(TLC)也是较为常见的一种测定方法，如欧盟药典即采用该法检测和控制食品中的卡那徽素和新霉素^[25]。氨基糖苷类抗生素为极性较强的碱性化合物, 在使用硅胶作薄层色谱的固定相时, 展开剂中需要加入氨水调节pH值以减少拖尾现象。由于其结构中具有伯氨基, 显色剂中多含有与伯氨基发生显色反应的茚三酮。

近年来一些新的方法也不断涌现，尽管尚不成熟，却给我们提供了许多新的思路。如江虹等^[26-29]利用曲利本蓝、滂胺天蓝、镧-依文思蓝和依文思蓝与氨基糖苷类抗生素在pH 2.0~7.0的条件下反应生成蓝色离子缔合物来检测其含量，方法的线性范围为0~12.0 μg · mL^-1，回收率超过99%。FEDORCHUK等^[30]采用伏安法检测了食品中的链霉素残留，检出限为3.2×10^-11M，回收率超过90%。

3.   发展前景及趋势

食品中氨基糖苷类抗生素的残留往往是很微量的，要进行准确检测就需要尽可能使待检测抗生素富集，同时去除其他无关杂质，并避免来自环境和人员的污染。动物性食品富含脂肪和蛋白质，它们的去除与否不仅会影响其后的衍生、分离和检测，而且对于方法的回收率和检出限也是非常重要的。因此氨基糖苷类抗生素的富集和杂质的去除方法，将是今后重要的研究内容之一。

对于食品中农兽药残留，以HPLC为代表的色谱技术已经被证明为最为有效的确证性检测手段之一。针对氨基糖苷类抗生素，伴随着新型检测器的出现和应用，如电化学检测器、示差折光检测器、脉冲电化学检测器、蒸发光散射检测器(ELSD)等，非衍生化HPLC方法的开发具有非常大的发展潜力和实用价值。此外随着MS技术在定量方面的进一步完善, 与LC、GC联用，针对动物性食品中氨基糖苷类抗生素残留，研究建立多残留检测方法，也将成为重要的发展趋势之一。

目前及今后较长一段时间，免疫分析方法仍然是食品中氨基糖苷类抗生素残留首选的快速检测方法。随着单克隆抗体、生物传感器和胶体金等相关技术的发展和完善，在进一步强化其原有简便、快速、灵敏等优点的基础上，准确度和精密度的提高将成为重要的研究和开发目标，使其不仅适合于生产和流通过程中针对大量样本进行快速筛选检测，而且在一定条件下具备部分快速确证性检测的功能，从而与色谱检测技术有机结合后，构建起合理、高效的检测体系。