基于BSA-AuNCs的快速、高灵敏检测氧氟沙星的研究
- 前言
抗生素(antibiotic),是指由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物,它主要通过抑制细菌细胞壁合成,增强细菌细胞膜通透性,干扰细菌蛋白质合成以及抑制细菌核酸复制转录来实现抑菌或杀菌的作用。根据其化学结构的特征,抗生素可以分为:喹诺酮类抗生素(4-quinolones)、beta;-内酰胺类抗生素(beta;-lactams)、大环内酯类(macrolides antibiotics,MA)、氨基糖苷类抗生素(aminoglycosides)等几类。其中,喹诺酮类抗生素(4-quinolones)是一类人工合成的含4-喹诺酮基本结构的抗菌药,作为第三代人工合成的喹诺酮类菌药的氟喹诺酮类抗生素 ( Fluoroquinolone antibiotics,FQs)则是其中的重要部分 。近年来,氟喹诺酮类兽药的普及应用使得环境及养殖业产品中这类药物的残留问题愈发突出。这些进入环境及养殖业产品中的抗生素又会通过各种方式重新进入人体,导致细菌耐药性,严重威胁着公共健康安全,已成为全球化问题。因此,分析动物性食品中氟喹诺酮类兽药残留的检测技术具有一定的现实意义。本文通过分析大量文献,综述了第三代人工合成的喹诺酮类菌药氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)在环境中过量存在的危险,重点分析了氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)的检测方法,并且分析了这些方法的优点和不足,最后指出了今后的应用研究方向。
- 氧氟沙星概述
- 简介
氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)属于喹诺酮类物质的哌嗪基派生物,又名氟嗪酸,是日本第一制药株式会社于1982年开发出来的第三代氟喹诺酮类的抗生素药物.主要用于革兰阴性菌所致的呼吸道、咽喉、扁桃体、泌尿道(包括前列腺)、皮肤及软组织、胆囊及胆管、中耳、鼻窦、泪囊、肠道等部位的急、慢性感染。它的作用机制主要是通过抑制细菌中DNA解旋酶Ⅱ(topoisomeraseⅡ)和拓扑异构酶Ⅳ(topoisomeraseⅣ),从而阻碍细菌DNA的复制过程,最终达到抑菌目的。OFL在动物食品中是禁止添加的[1]。
氧氟沙星(Ofl)的结构简式
2.环境中的来源
环境中Ofl主要存在于农田土壤与水体中。( 1)外源Ofl进入农田土壤主要途径有施肥和灌溉两类。施肥,施用以畜禽粪便为原料堆制成的有机肥,施用以畜禽粪便为原料进行发酵后产生的沼渣或沼液,以及施用城市污水厂剩余污泥或以剩余污泥为原料堆制成的有机肥等。灌溉,包括灌溉畜禽养殖场废水和水产养殖废水,灌溉生活污水或其他污水、受抗生素污染的地表水或地下水等。此外,未使用或过期的、生产和运输过程中残留的抗生素药物在农田中填埋处理,以及喷洒抗生素防治水果,蔬菜和观赏性植物细菌性病害也可能导致外源Ofl进入农田土壤[2]。 ( 2)水体中的Ofl来源主要是抗生素生产厂家排放的含有多种高浓度难降解的活性抗生素工业废水;未经处理的医疗废水;人类服用的Ofl,通常只有一小部分能被人体完全吸收和代谢,绝大部分会以原药形式排泄出体外,这些原药在经过污水处理后并不能被完全清除,最终会被排放到环境水体中而进入生态系统的物质循环[3]。
3.环境中过量存在的风险
以氧氟沙星为代表的氟喹诺酮类抗生素的大面积使用,易造成抗生素的大量残留。由于抗生素本身的抑菌性,当其进入土壤后能抑制甚至杀死土壤环境中某些不具备抗药性或耐药性的菌株,并选择性地使那些具备耐药性的优势菌大量繁殖,改变土壤微生物群落结构,可能影响微生物参与的碳氮循环和其他重要生物地球化学过程,最终破坏生态平衡[2]。在环境中存在的过量的OFL不易降解,还会通过各种的生理生化作用被生物体吸收,并通过食物链聚积在人的体内,这样的恶行循环不仅会损伤人体的内分泌系统、消化系统和生殖系统,造成肝脏损伤和神经系统中毒等,而且会导致细菌耐药性增强,增加人类因抗生素耐药而死亡的风险。因此,建立灵敏、准确和快速检测水环境、血液、尿液等中的氧氟沙星残留的方法十分重要
- 氧氟沙星的检测方法
- 国内外同类研究概况
随着全社会对食品安全和环境保护问题关注度的不断提高,喹诺酮类抗生素的环境和食品残留已经成为全球性的问题。国内外针对环境和食品中的喹诺酮类抗生素检测研究出了很多种方法[4-5],常用的检测方法包括高效液相色谱法(
High Performance Liquid Chromatography,HPLC)、液相色谱-质谱联用法(liquid chromatography-mass spectrometry ,LC-MS)、微生物检测法(microbiological assay,MA)等传统检测方法;酶联免疫吸附法(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)、高效毛细管电泳法(high performance capillary electrophoresis ,HPCE)、荧光分析法等新型检测方法。传统的喹诺酮类检测方法准确度高,但检测流程繁琐、耗时较长,且仪器设备费用昂贵,需要专业的技术人员,存在一定的时间和地点局限性,不适用于现场定量快速检测。快速检测技术操作简单,但因其不稳定性和局限性,在实际使用中仍存在各方面的缺陷,将其广泛推广还需要进行更深入的研究。
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