《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》：A novel fluorescence method for sensitive detection of amikacin residues in milk samples: Greenness, blueness, and redness assessment
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本文開發了一種基于單步合成熒光二吡咯酮的氨芐西林檢測新方法，靈敏度高（檢測限20.6 ng/mL），適用于牛奶中抗生素殘留的快速檢測，無需樣本前處理且操作簡便，為食品安全監控提供新途徑。
阿博巴克爾·A·穆罕默德（Abobakr A. Mohamed）| 謝伊瑪·M·哈姆迪（Shaima M. Hamdy）| 哈桑·M·A·阿卜杜勒巴基（Hassan M.A. Abdelbaky）| 多哈·A·阿卜杜勒馬吉德（Doha A. Abdelmageed）| 穆罕默德·I·A·哈梅德（Mohammed I.A. Hamed）| 艾哈邁德·M·科拉尼（Ahmed M. Korany）| 穆罕默德·艾哈邁德·埃爾賽義德（Mohammed Ahmed Elsayed）| 馬哈茂德·A·奧馬爾（Mahmoud A.Omar）| 哈尼·S·阿卜杜勒蒙塔萊布（Hani Sh. Abdelmontaleb）
埃及法尤姆大學藥學院藥物分析化學系
摘要
阿米卡辛（Amikacin）是一種常用于獸醫領域的抗生素，主要用于治療和預防某些疾病。本研究介紹了一種靈敏且簡便的光譜熒光方法，用于檢測實際牛奶樣品中的阿米卡辛。該方法通過一步合成完全共軛的、平面的、陽離子性的二芳基吡咯酮衍生物來實現這一目標。這種熒光反應使得在390納米激發波長下，能夠在485納米的發射波長處靈敏地檢測牛奶中的阿米卡辛。檢測限和定量限分別為20.60 ng/mL和62.5 ng/mL，適用濃度范圍為80.0–400.0 mg/mL。該方法具有較好的回收率，為監測殘留抗生素對公共健康和生態完整性的潛在風險提供了有效途徑。
引言
阿米卡辛（AMK）被廣泛用于治療由革蘭氏陰性菌引起的多種細菌感染。由于其廣譜抗菌活性和較低的成本，它在獸醫治療和畜牧業中得到廣泛應用[1]。然而，阿米卡辛存在耳毒性和腎毒性等副作用，這些副作用可能對人類健康構成威脅[1]。此外，長期使用阿米卡辛可能導致組織中殘留高濃度且難以清除的代謝物。食品（尤其是牛奶）中的這些殘留物可能導致不同病原體和細菌菌株產生抗藥性，從而危及消費者健康。因此，為了規范阿米卡辛的使用并保護公共健康和食品安全，動物產品（尤其是牛奶）中的阿米卡辛濃度應控制在45 mg/L以下[2][3][4]。由于阿米卡辛結構中含有多個羥基和氨基，且缺乏發色團或熒光團，其在分析過程中的檢測頗具挑戰性。基于這些原因，我們開發了一種新的熒光檢測方法用于檢測動物產品（牛奶）中的阿米卡辛。
盡管已有許多阿米卡辛檢測方法被報道，包括高效液相色譜（HPLC）[5–29]、比色法[30–32]、分光光度法[33–36]、光譜熒光法[38–41]、電泳法[42–45]、化學發光法[46–48]和電化學法[49–51]等，但本研究提出的方法具有更低的檢測限，表明其靈敏度優于以往的光譜方法。盡管該方法在靈敏度上略低于LC-MS方法，但仍足以實現牛奶中阿米卡辛的準確檢測，并具有分析時間短、操作簡便、準確度高、特異性強等優點。此外，該方法無需樣品預處理或復雜操作，適用于質量控制實驗室。據我們所知，目前尚無直接利用光譜熒光法檢測牛奶中阿米卡辛的研究。因此，建立一種簡單便捷的熒光檢測方法具有重要意義。
熒光胺（Fluorescamine）本身是非熒光試劑，但在與伯胺反應后會轉化為高熒光衍生物。這一特性使其成為分析含有游離氨基團的化合物（如抗生素、氨基酸、蛋白質和肽）的理想熒光試劑[52]。盡管熒光胺價格較高，但在靈敏度和操作簡便性方面具有顯著優勢。該方法無需特殊條件或多步驟反應，樣品制備過程簡單快捷。
因此，熒光胺被廣泛用于檢測含有氨基團的多種分析物（如氨基糖苷類[53, 54]）。與其他熒光反應（如漢茨施反應[55]和NBD-Cl參與的親核取代反應[56]相比，雖然這些方法的靈敏度更高，但它們通常需要耗時且操作繁瑣，且需要在較高溫度下進行。另一種常用的伯胺檢測方法是使用鄰苯二甲醛在2-巰基乙醇和硼酸鹽緩沖液（pH 9.7）中進行衍生化[57]，或使用丹磺酰氯（DNS-Cl）[58]。盡管這些方法的靈敏度較高，但反應時間較長，且試劑空白值較高[57, 58]。相比之下，熒光胺方法快速、只需一步反應且可在室溫下進行。此外，熒光胺及其水解產物均不具熒光性，從而減少了背景干擾。
值得注意的是，目前尚無報道利用熒光法直接檢測牛奶中阿米卡辛的方法。因此，本研究旨在開發一種新的熒光檢測方法。
本研究采用一步合成法，使阿米卡辛與呋喃酮試劑（熒光胺）在硼酸鹽緩沖液（pH 9）中反應生成二芳基吡咯酮衍生物，并在485納米處測量其熒光強度，從而實現了首次直接且特異性地檢測牛奶中的阿米卡辛。
所用材料與試劑
阿米卡辛硫酸鹽由AMOUN公司提供，未經進一步純化直接使用。牛奶樣品來自法尤姆大學農業學院乳品科學系，未添加任何防腐劑或添加劑。熒光胺（Sigma-Aldrich Chemie GmbH，德國，純度0.99%）以0.72 mM的濃度溶解在丙酮中。其他試劑包括乙醇、甲醇、丙酮、乙腈、氫氧化鈉、硼酸、鹽酸和乙二胺等。
熒光原理
我們的熒光反應旨在通過一步合成完全共軛的、平面的二芳基吡咯酮衍生物來增強阿米卡辛的熒光性（圖1）。該衍生物在390納米激發后能在485納米處發出熒光，從而實現阿米卡辛的靈敏檢測。
方法評估
所提出的方法具有高靈敏度、準確性和簡便性等優點。檢測限和定量限分別為20.60 ng/mL和62.50 ng/mL，適用濃度范圍為80.0–400 mg/mL。該方法綠色環保，符合現代分析化學的發展趨勢，旨在減少有害試劑的使用、降低能耗和廢物產生，同時保持分析方法的高效率和性能。
結論
本研究通過一步合成增強了阿米卡辛的熒光性，從而實現了其在牛奶樣品中的殘留檢測。該方法具有較高的靈敏度和準確性，適用于實際應用。
[39, 40, 43, 44, 75]
