三聚氰胺的毒害作用及其残留检测
来源: | 作者:立达尔 | 发布时间: 2018-10-28 | 2270 次浏览 | 分享到:
三聚氰胺是塑料工业中一种重要的有机化工中间产品,本文就三聚氰胺的理化特性、代谢机理、毒害作用以及残留检测方法等进行简要阐述。

三聚氰胺分子中含有大量氮元素,用凯氏定氮法测定样品中的蛋白质含量时通常不能区分这种非蛋白氮,因此添加在饲料和食品中,可以提高食品和饲料中粗蛋白质检测数值。研究表明,对动物饲用含有三聚氰胺的饲料可导致中毒甚至死亡(Burns, 2007ab)。三聚氰胺在动物源性食品中的潜在危害正引起全社会的关注。本文就三聚氰胺的毒害作用及其残留检测研究进行综述,旨在进一步引起人们对三聚氰胺毒害问题的关注。

三聚氰胺的理化性质及其毒害作用

1.1 理化特性

    三聚氰胺又名蜜胺,氰尿三酰胺,分子式C3H6N6,相对分子质量126.15,白色单斜棱晶。熔点为354(分解),相对密度1.537(16.4)。微溶于水、热乙醇、甘油及吡啶,不溶于乙醚、苯、四氯化碳。加热易升华,急剧加热则分解,是一种重要的氮杂环有机化工原料(王延吉,2004)。三聚氰胺显弱碱性,能够与各种酸反应生成三聚氰胺盐。在强酸或强碱液中,三聚氰胺发生水解,胺基逐步被羟基取代,生成三聚氰胺二酰胺、三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸。三聚氰胺有3中类似物,分别为三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺(ammelide)和三聚氰酸二酰胺。

1.2 毒害作用

    三聚氰胺是一种重要的有机化工中间产品,主要与甲醛缩合聚合制得三聚氰胺树脂,用于塑料及涂料工业,也可作纺织物防褶、防缩处理剂。其改性树脂可作色泽鲜艳、耐久、硬度好的金属涂料。还可用于坚固、耐热装饰薄板,防潮纸及灰色皮革鞣制剂,合成防火层板的粘接剂,防水剂的固定剂或硬化剂等。目前认为,三聚氰胺毒性轻微,然而动物长期摄入则会造成生殖、泌尿系统的损害、膀胱和肾脏结石,甚至可进一步诱发膀胱癌。

1.2.1代谢机理

    研究认为,三聚氰胺在机体内的代谢属于不活泼代谢或惰性代谢,在机体内不会迅速发生显著代谢变化,三聚氰胺可在体内转变成为其同系物三聚氰胺,许多单胃动物如猪、猫等以原体形式或同系物形式而不是其他代谢产物的形式排出(Baynes等,2008)。三聚氰胺对不同动物的毒性具有选择性,这种选择性可能是由于不同动物种属间毒物代谢的动力学差异引起的。

1.2.2 中毒症状及作用机制

三聚氰胺经口给予的动物试验中常见的临床症状包括饲料消耗量减少,体重减轻,膀胱结石,结晶尿症,膀胱上皮细胞增生以及存活率降低;动物表现为食欲不振、呕吐、多尿、烦渴、无力气氮血症以及高磷(酸盐)血症(Cianciolo等,2008)

目前研究显示,三聚氰胺中毒的主要机制是肾脏衰竭。三聚氰胺造成的泌尿管的组织增生是导致肾脏结石的主要原因,并非三聚氰胺或者三聚氰酸直接和上皮细胞相互之间的分子互作(Ogasawara等,1995)。研究显示,三聚氰酸和三聚氰胺联用可以加速受试动物肾脏衰竭(Puschner等,2007)

三聚氰胺的检测方法

    目前国内外测定饲料和动物性食品中三聚氰胺残留的方法主要有理化分析方法,包括高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱/质谱联用分析法(LC/MS)、气相色谱/质谱联用分析法(GC/MS)、电位滴定法(ED)、浊度法、重量法、苦味酸法和升华法等,其中浊度法(GB9567-1997)和重量法(GB9567-1988)有国家标准。但是理化方法所使用的仪器设备价格昂贵,难以普及应用;免疫学检测法具有半定量和一定的定量能力,可以提供待测物的初步信息,该法灵敏度高,分析过程相对简单,用作三聚氰胺的筛查有独特的优势,是目前需要优先发展的检测技术。

2.1 理化检测方法

2.1.1 液相色谱法

三聚氰胺呈弱碱性(弱阳离子化合物),净化过程一般应选择阳离子交换柱。混合型的阳离子交换柱(PCX)通过将磺酸基团(-SO3H)键合在极性高聚物聚苯乙烯/二乙烯苯(PEP)吸附剂上,具有阳离子交换和反相吸附两种机理。三聚氰胺在波长208nm235.2nm处均有最大吸收,由于检测波长在208nm时干扰较多,故选择236nm作为检测波长。三聚氰胺的紫外光区特征吸收光谱(即在208nm235.2nm有两个峰值依次变低的吸收峰)在色谱定性分析时还可作为除保留时间外的另一个重要因素。HPLC在三聚氰胺检测方面的研究相对比较多,也是我国NY/T 1372-2007标准规定的检测方法之一。国外已报道了三聚氰胺在宠物食品(Kim等,2008)、饲料以及食品(Michael等,2007Sancho等,2005)等介质中的检测,国内对于饲料(倪沁颜,2008)、饲料原料(Ding等,2008;宫小明等,2008)、食品(汪辉等,2007)、宠物食品(赵永彪等,2008)的报道也很多。

2.1.2 LC-MS联用法

HPLC检测三聚氰胺存在假阳性率较高,过程冗长,需要衍生,试剂用量较大及灵敏度低等缺点。LC-MS联用法是一种良好的确证方法,具有操作简便,灵敏度高的特点。目前作为三聚氰胺理想的确证方法得到了广泛的研究(Andersen等,2008;李爱军等2008Sancho等,2005)

2.1.3 其他理化检测方法

    工业上测定三聚氰胺的纯度通常采用苦味酸法和升华法。苦味酸法原理:将水加入试样,加热溶解,加入苦味酸溶液,称量所生成的苦味酸三聚氰胺沉淀的质量,即测得三聚氰胺纯度含量。升华法测定原理:在升华装置中将试样在负压下进行加热,待三聚氰胺完全升华后,称其残渣量,即测得三聚氰胺纯度。电位滴定法原理是首先测定三聚氰胺溶液中总固体的含量,用硫酸标准溶液滴定热溶液至pH值为5左右,流水冷却溶液至室温,滴定直至pH值约为3。根据消耗硫酸标准液的体积计算结果。该法操作简便,结果准确,但不适于现场和多个样品的检测。

2.2免疫学检测方法

    免疫分析方法包括荧光免疫测定法(FIA)、放射免疫测定法(RIA)、固相免疫传感器(SIS)、酶联免疫吸附测定法(ELISA)和胶体金免疫层析实验测定法(GICA),其中ELISAGICA以其方便、敏感、特异、无污染的特性,非常适合于三聚氰胺的现场检测。免疫学测定的基础是生产特异、敏感的抗体,国内外在此方面报道较少。免疫学测定简便、灵敏、特异,检测限低,可同时检测多数样品,但缺点是容易出现假阳性,只能用做三聚氰胺的快速筛选。

2.2.1酶联免疫吸附测定法

ELISA是基于抗原抗体的特异性反应的一种分析方法。三聚氰胺作为小分子,并不具有免疫原性,也难于包被在固相介质表面。免疫学检测方法的建立首先要求把三聚氰胺和载体蛋白偶联,用作抗体生产的免疫原和检测的包被原。结合在固相载体表面的三聚氰胺或酶标记抗体仍保持其抗体抗原结合活性,酶标记抗体同时也保留酶的活性。竞争ELISA采用的是非均相竞争模式,可分为直接竞争模式和间接竞争模式,直接竞争模式可表示为:

Ag+Ag*+AbAg Ab+ Ag* Ab+ Ag+ Ag*+ Ab

   间接竞争模式可表示为:

Ag+Ag**+AbAg Ab+ Ag** Ab+ Ag+ Ag**+ Ab

式中,Ag为样本中待测游离三聚氰胺,Ag*为酶标记三聚氰胺,Ag**为包被的三聚氰胺,Ab为三聚氰胺抗体,Ag Ab为游离三聚氰胺抗原抗体复合物,Ag* Ab为酶标记三聚氰胺抗原抗体复合物,Ag** Ab为包被三聚氰胺抗原抗体复合物,AgAg*共同竞争Ab上的结合位点,反应达到平衡后洗脱多余的AgAg*,加入酶的底物后,底物被酶催化成为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接相关,故可根据呈色的深浅进行定性或定量分析。由于酶的催化效率很高,间接地放大了免疫反应的结果,使测定方法达到很高的敏感度。

2.2.2胶体金免疫层析实验测定法

胶体金免疫层析实验的原理是采用柠檬酸三钠还原HAuCl4聚合成金颗粒,由于金颗粒质检的静电作用和布朗运动,使其保持水溶胶状态,胶体金富含电子和强大的给电子能力。在胶体溶液pH8.2条件下,胶体金以非共价键与三聚氰胺抗体结合形成金标抗体(Ab-Au),将金标抗体吸附于玻璃纤维棉上,一端与固定有三聚氰胺蛋白质偶联物(检测线)和二抗羊抗鼠IgG(质控线)的硝酸纤维素膜(NC)膜相连,另一端与样品垫相连。而后连同其他所需的溪水纤维、支撑材料、覆盖材料等按照设计工艺进行制作和组装,制成快速检测试纸。检测样品中不含三聚氰胺,金标抗体就会与三聚氰胺蛋白质偶联物反应而被部分截获,金颗粒富积而出现明显直观的红色条带,未完全结合的金标抗体至质控线时同样会出现红色条带;检测样品中含有三聚氰胺,三聚氰胺与三聚氰胺蛋白质偶联物竞争性结合金标抗体,检测线不出现或出现很弱的红色条带。快速检测试纸检测小分子物质残留,检测时间仅需数分钟,目前已有多种小分子检测试纸研制开发成功(Zhang等,20082006),并在全国广泛应用。

3结语

三聚氰胺在饲料中添加,不仅危害养殖业还对人类健康产生威胁。建议尽快完善相关政策法规,加大宣传和监控力度,积极研究其有效、实用、简便的检测方法,打击璨假、违规添加等违禁行为,为控制其滥用提供法律依据和简便快速准确的检测手段,确保饲料和食品安全。

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