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农药在水产品中的存在形态研究及其分析应用

王雪荣

  药物小分子与生物大分子之间的相互作用研究是生物、化学、医学等多学科都感兴趣的热门话题,但是该方面的研究对动物性食品中药物小分子残留检测的重要性还尚未得到分析工作者的重视。血清白蛋白因具有内源性荧光而成为利用荧光法研究相互作用的对象,进而推断小分子药物在动物体内的存在形态;而动物性食品中药物小分子残留的测定主要受蛋白质脂类等基体物质的干扰。本论文在研究药物小分子与血清白蛋白结合形态的基础上,参考改进Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe (QuEChERS)方法,利用基体消除直接进样法测定了水产品中五种有机磷类农药残留。 本论文主要分为四部分: 第一部分:简单介绍了水产品在人们生活中的作用及潜在的威胁;综述了小分子与蛋白质结合作用的研究手段及研究意义;概述了农药残留检测的前处理和检测方法。 第二部分:利用荧光光谱法、同步荧光法和紫外-可见光谱法研究七种有机磷农药小分子牛血清白蛋白(BSA)和鱼血清白蛋白(FSA)的相互作用。研究结果表明: 1:不同的有机磷对不同的血清蛋白的荧光猝灭模式不同。实验结果如下:甲胺磷、敌百虫、甲基对硫磷和辛硫磷对BSA是单一静态猝灭过程;乐果、敌敌畏、乙基对硫磷对BSA是静态为主、动态为辅的过程;甲胺磷、敌百虫、乐果、乙基对硫磷和辛硫磷对FSA单一静态猝灭过程。敌敌畏和甲基对硫磷对FSA是静态为主、动态为辅。 2:在相同温度下,有机磷对BSA和FSA的猝灭常数、平衡常数随着有机磷疏水性增大呈增大趋势。推断疏水性大的有机磷对SA的猝灭能力大、亲和力强;同种有机磷在相同温度下对BSA的猝灭常数和平衡常数比对FSA的猝灭常数高,即有机磷与BSA的亲和力比对FSA的亲和力相对强,更容易与BSA形成配合物在体内存留。 3:有机磷与SA的结合点位数近似为1,与SA的色氨酸残基的结合距离均小于7nm,符合非辐射能量转移理论。随着有机磷疏水性的增大,有机磷与SA之间的作用力逐渐增大呈增大趋势,两者之间的结合距离呈减小趋势。 4:血清白蛋白的同步荧光光谱显示其构象随着有机磷的增加略有改变。当Δλ=60nm时,SA的发射峰随着有机磷疏水性的增加向长波方向移动。 第三部分:利用同步荧光消除菊酯荧光对BSA内源荧光干扰的方法,研究了四种菊酯类农药对BSA的结合作用。研究发现: 四种菊酯小分子都可以规律性的猝灭蛋白。胺菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯小分子对BSA的猝灭为单一静态猝灭过程;溴氰菊酯对BSA的猝灭是以静态猝灭为主、动态猝灭为辅的过程。高于104的平衡常数和结合常数说明四种菊酯小分子更易以与BSA结合的形式存在,且与蛋白结合点位数近似为1。氯氰菊酯与BSA体系以氢键和范德华力为主;胺菊酯、甲氰菊酯和溴氰菊酯与BSA体系的之间以疏水作用力为主。四种菊酯与BSA之间的最小距离r都小于7nm,符合非辐射能量转移理论。 当与血清白蛋白结合时,不论是猝灭模式还是平衡常数、最小结合距离,菊酯的性质与疏水性大的有机磷(甲基对硫磷、乙基对硫磷和辛硫磷)的性质十分接近。只有游离态的药物小分子可以被动物体代谢排除,以结合态形式存在的药物小分子则更易在动物体内残留,且残留时间较长,导致生物体产生多种毒副作用(如急性中毒和免疫系统失调等)。 第四部分:基于7种有机磷药物与蛋白质结合形态的研究,参考QuEChERS前处理方法,采用基质去除直接进样的方法,研究以蛋白质为主要基质的水产品中有机磷农药残留的提取条件,建立水产品中有机磷农药残留检测的新方法。 有机磷药物与蛋白质之间较强的结合作用降低动物性食品中有机磷农药残留的提取效率。研究发现体积分数比乙腈:乙酸:水=90:1:9的溶液可使蛋白质缓慢伸展变性,释放与之结合的有机磷药物,而酸性环境降低碱敏感型有机磷的分解,有利于提高蛋白质基质中药物残留的回收率。 本章节建立了以体积分数比乙腈:乙酸:水=90:1:9的溶液为提取液,以PSA、GDX-103为混合颗粒吸附剂,以无水硫酸镁、无水醋酸钠为混合无机盐除水剂,经离心分离去除基质后萃取液直接进样的方法提取测定了鱼肉样品中的有机磷药物。五种有机磷药物(敌敌畏、甲胺磷、乐果、甲基对硫磷和乙基对硫磷)的回收率范围为72.97%~107.21%,检出限分别为0.045,0.024,0.015,0.011,0.002mg/kg。与国标法对比,该方法的结果令人满意,具有操作步骤简单、快速、高效等优点。……   
[关键词]:血清白蛋白;有机磷农药;拟除虫菊酯农药;农药残留;水产品;荧光光谱;气相色谱
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:烟台大学2011年