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诺氟沙星在中国对虾养殖系统中残留及风险评估
一jJPlllllllllflllllll}Y1IJ927888诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估学位论文完成日期:指导教师签字:答辩委员会成员签字:簧差
独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得l洼i翅遗查墓他益墨挂别虚明的:奎拦亘窒2或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:孤写毛签字日期:训,年6月f日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,并同意以下事项:l、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学”中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”用于出版和编入CNKI《中国知识资源总库》,授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名:,外黟陟签字日期:Ⅵff年6月J日导师签字:王需t礼签字日期:砌,7年莎月1日
诺氟沙星在中国对虾养殖系统中残留及风险评估摘要随着我国水产品出口总量的不断增加和人民生活水平的提高,渔业正面临着由数量型向质量安全和效益型的转变。近几年来,我国出口水产品频频被进口国检出禁用药物和其他药物残留超标问题。药物残留不但影响人体健康,还会导致细菌耐药性增强及危害生态环境,严重影响了我国水产品在国际市场上的声誉。诺氟沙星是氟喹诺酮类药物代表之一,因为分子结构中引入了疏水性的氟原子及亲水性的吡嗪环,使其抗菌活性增强,在水产养殖上广泛应用于细菌性疾病的预防与治疗。但此类药在食品动物中的残留会引起人类病原菌对其产生耐药性,干扰肝脏代谢,破坏和减少体内红细胞、白细胞数量等毒副作用,因此,诺氟沙星的残留问题已引起极大关注。本研究以此为切入点,以重要的水产动物中国对虾(Fenneropenaeuschinensis)为研究对象,从水平方向和垂直方向来研究诺氟沙星在中国对虾不同发育时期的残留,并将食品风险评估的原理引入水产养殖领域,对中国对虾不同发育时期的诺氟沙星残留进行风险评估,从源头上控制对虾安全。研究分为三部分,第一部分从垂直方向上分别研究了中国对虾亲虾药浴后诺氟沙星在亲虾组织内及亲虾孵化的幼体中的残留;诺氟沙星在中国对虾幼体中的残留;第二部分模拟中国对虾养殖环境,从水平方向上研究了药浴给药和药饵给药两种方式下诺氟沙星在中国对虾养殖环境中的残留及消除规律;第三部分对中国对虾养殖过程中诺氟沙星的残留进行风险评估。主要结果如下:在水温18。C条件下,诺氟沙星以4mgfL和10mgfL均药浴中国对虾亲虾2d和5d后,利用反相高效液相色谱法(RP.HPLC)分析诺氟沙星在中国对虾亲虾和幼体内的残留规律。结果表明:诺氟沙星在亲虾组织内、亲虾孵化的卵和无节幼体内均有残留,且残留浓度随着给药时间的延长和给药浓度的加大呈增加趋势。说明诺氟沙星可通过亲虾传递到子代体内,卵及无节幼体中诺氟沙星含量与给药剂量具有一定相关性。为了解诺氟沙星残留对中国对虾苗种的影响,分别以4、8和10mg/L3个浓度诺氟沙星药浴中国对虾无节幼体、蚤状幼体、糠虾幼体和仔虾幼体24h,利用反相高效液相色谱法(RP.HPLC)分析药物在不同发育时期幼体中残留规律。结果表明:在给药浓度4和8mg/L时,无节幼体均于1.5h达到峰浓度,诺氟沙星含量分别为O.122和0.19499/g。在lOmg/L浓度时,0.5h达到峰浓度0.40999/g:蚤状幼体在4、8和lOmg/L3种给药浓度下均于1.5h达到峰浓度,诺氟沙星含量分别为0.332、0.397和0.45499/g:糠虾幼体在给药浓度4和8mg/L时均于0.5h达到峰浓度,诺氟沙星含量分别为0.036和O.10199/g,在10mg/I_,浓度时于1.5h达到峰浓度0.331p.g/g:仔虾幼体在4、8和lOmg/L3种给药浓度下均于O.5h达到峰浓度,诺氟沙星含量分别为0.209、0.308和0.306,g/g。3种给药浓度下,药物在无节幼体内的消除半衰期分别为45.36、34.83和49.85h,在蚤状幼体内分别为31.68、34.83和33.13h,在糠虾幼体内分别为42.24、27.61和47.28h,在仔虾幼体内分别为24.48、24.96和30.96h。说明在本实验3种给药浓度下,对4个阶段的幼体进行药浴,出苗时均不会对苗种造成药物残留威胁。采用药浴给药和药饵给药2种方式,研究诺氟沙星在模拟中国对虾养殖系统中的残留规律,主要包括水体、底泥、中国对虾等不同分配相及生物体不同组织中的含量、分布、迁移、富集等动态变化过程。结果表明:NFLX进入模拟中国对虾养殖系统后,水体中药物浓度迅速下降,2种给药方式下,最高浓度不超过4099/mL;底泥表现出明显的吸附积累,而且长时间保持吸附残留。在药浴给药方式下,底泥中的药物浓度最高可达4375.7699/g;2种给药方式下,诺氟沙星在中国对虾肝胰腺、肌肉等组织中的分布和消除差别较大。药浴给药后中国对虾肝胰腺和肌肉中药物达峰时间分别为9和24h,药峰浓度分别为1.36和0.25p.g/g,消除半衰期分别为29.87和40.19h。药饵给药后中国对虾肝胰腺和肌肉中药物达峰时间均为4h,药峰浓度分别为O.79和O.113ttg/g。两种给药方式下,药物在对虾肌肉中的消除曲线分别为C(t)浴=0.2449e-0Ⅲ3舭和C(t)饵:o.4066e-0.53绷。消除半衰期分别为40.19和31.01h。根据诺氟沙星在水产品中的残留限量标准(5099/kg),两种给药方式下,中国对虾肌肉中诺氟沙星浓度均在给药后24h低于此残留限量。肝胰腺中经药浴给药后216h低于此残留限量,药饵给药后96h低于此残留限量。药浴给药和药饵给药后,肌肉中药物浓度达到此残留限量的休药期分别为3.84和3.90d。建立了中国对虾养殖系统中药物残留风险评估方法并进行了诺氟沙星在中国对虾养殖系统中残留的风险评估:首先:选取主要风险因子建立定量风险评估模型,设定风险等级的评估标准,根据专家经验确定各个风险因子的权重;而后,对中国对虾养殖系统中的诺氟沙星残留造成的风险进行评估。评估结果发现,诺氟沙星残留在不同育苗阶段引起的风险各不相同。取样前期,无节幼体为0.2563,蚤状幼体为0.2926,糠虾幼体为0.2201,仔虾幼体为0.2563;取样中期和后期,各期幼体的风险值均为0.2201。药浴给药方式下的风险值最高,取样前期为0.412,取样中期为O.3517,取样后期为0.3155。各个育苗时期以及两种给药方式下,均未出现诺氟沙星残留的高风险。关键词:诺氟沙星;中国对虾;养殖;残留;风险评估
QuantitativeriskassessmentofresiduesofNorfIoxacinincuIturesystemofFenneropenaeuschinensisAbstractWiththeincreasingofChina’totalexportofaquaticproductsandpeople’livingstandards,fisheriesarefacingfromthequantitytoqualityandsafety,andefficiencychanges.Inrecentyears,China’Sexportsofaquaticproductsfrequentlydisabledbytheimportingcountryandotherdrugsweredetectedexcessiveresidueproblem.Drugresiduesnotonlyaffecthumanhealth,butalsoleadtoincreasedbacterialresistanceanddamagetheecologicalenvironmenthasseriouslyaffectedChina'saquaticproductsintheinternationalmarketreputation.Norfloxacin(NFLX)isoneoftherepresentativesoffluoroquinolones,asintroducedinthemolecularstructureofthefluorineatomsofhydrophobicandhydrophilicpropertiesofthepyrazinering,toenhancetheantibacterialactivity,widelyusedinaquacultureinthepreventionofbacterialdiseaseandtreatment.Butsuchdrugsresiduesinfoodanimalsmaycausehumanpathogenofitsresistance,interference谢tlllivermetabolism,bodydamageandreducetheredbloodcells,whitebloodcellcountandothersideeffects,therefore,norfloxacinresiduesproblemisofgreatconcern.InthisstudythisasanentrypointtoimportantaquaticanimalsofFenneropenaeuschinensisastheresearchobject,fromthehorizontalandverticaldirectionofnorfloxacinindifferentdevelopmentalstagesofPenacusresidues,andfoodriskassessmentprinciplesofaquacultureintotheChineseshrimpatdifferentdevelopmentalstagesofnorfloxacinresidualriskassessment,safetyfromthesourcecontrolshrimp.Researchisdividedintothreeparts,thefirstverticaldirectionfromtheChineseshrimpbroodstockWerestudiednorfloxacinafterdippinginthebroodstockandbroodstockwithintheorganizationintheresiduallarvalhatching;NFLXinshrimplarvaeinChinaResidues;secondpartofthesimulationoftheChineseculturalenvironment,fromthehorizontaldirectionandadministrationofthemedicatedbatharetwowaystobaitthenextadministrationofNFLXintheChineseculturalenvironmentoftheresidueandelimination;thirdpartnleprocessofChina’Sshrimpresidualriskassessmentofnorfloxacin.111emainresultsareasfollows:neresiduesofNFLXwerestudiedinparentshrimp(Fenneropenaeuschinensis)andtheirlarvaefollowingwateradministrationat18。C.111eNFLXanalysisWasperformedbyRP-HPLC.111eresultsshowedthat:NFLXresidueswerenotonlyintissuesofparentshrimp,butalsoineggsandnauplius.ItshowedthatNFLXCallbetransportedfromparentshrimptooffspring,andadministrationdosagehadcorrelation、析tlltheconcentrationofNFLXineggandnauplius.InordertounderstandtheinfluenceoftheNFLXtotheseedofFenneropenaeuschinensis,RP―HPLCWasappliedtostudytheresiduesofNFLXondifferentlarvaldevelopmentalstagesofFenneropenaeuschinensis、析t11thewateradministrationwereat4,8andlOmg/L.Theresultsshowedthattheconcentrationofresiduesinnaupliusattheadministrationof4and8mg/LwereO.122andO.19499/g,respectively,whenthepeakconcentrationswerebotllat1.5h,whileattheadministrationof10mg/LWas0.40999/g,whenthepeal【concentrationWasatO.5h;Theconcentrationofresiduesinzoeaattheadministrationof4,8andlOmg/Lwere0.332,O.397and0.4541ag/g,respectively;whenthepeakconcentrationwereallat1.5h.11赡concentrationofresiduesinmysislarvaeattheadministrationof4and8mgrLwereO.036and0.101pg/g,respectively;whenthepeal【concentrations撇鹏botllatO.5h,whileattheadministrationoflOmegLWas0.331pg/g,whenthepeal(concentrationWasat1.5h;11圮concentrationofresiduesinpost-larvaeattheadministrationof4,8andlOmg/Lwere0.209,0.308and0.30699/g,respectively;whenthepeal【concentrationwereallat0.5h.Basedonthethreeadministrationconcentration,theeliminationhalf-lifeofNFLXinnaupliuswere45.36、34.83and49.85h,respectively;in7A)eawere31.68、34.83and33.13h;inmysislarvaewere42.24、27.61and47.28h;andinthepost―larvaewere24.48、24.96and30.96h.Inconclusion,thethreeadministrativeconcentrationstothefourlarvaldevelopmentalstageswillnotcausearesidualthreattoseedsecurity.11他distribution,accumulationandtransferdynamicsofNFLXWerestudiedintissuesfromFennerropenaeuschinensis,water,sedimentsfollowingwateradministrationandoraladministrationat(28+1)'CinculturesystemofFenneropenaeuschinens括.TheNFLXanalysiswasperformedbyRP-HPLC.TheconcentrationofNFLXinwaterdecreasedrapidly,andthehighestconcentrationislessthan40pg/Lfromthetwoexposuretechniques.NFLXWasabsorbedandaccumulatedinthesedimentsandcouldmaintainathighconcentrationupto4375.76pg/gwithwateradministration.TherewasgreatdifferencebetweeneliminationofNFLXintissuesafterwateradministrationandoraladministration.Peakconcentration(Cm曲andtimeofoccurranceofthatvalue(Tmx)inhepatopancreasfollowingwateradministration(10mg/L)were1.36pg/gat9h,whilethecorrespondingvaluesinmuscleswere0.25pg/gat24h.Peakconcentration(Cm戤)andtimeofoccurrenceofthatvalue(Tm曲inhepatopancreasfollowingoraladministration(30mg/kg)were0.79I-teggat4h,whilethecorrespondingvaluesinmuscleswereO.113rtg/gat4h.EliminationequationsinmusclefollowingthetwoexposuretechniqueswereC(t)毗部.2449e.o?413&andC(ooral=0.4066e-0.5364t;whileeliminationhalfliveswere40.19and31.Olh.Accordingtotheresiduelimitstandard(50pg/kg)ofNFLXinaquaticproducts,theconcentrationofNFLXinmusclewerebothlowerthantheresiduelimitstandardafter24hfollowingthetwoexposuretechniques;theconcentrationofNFLXinhepatopancreaswaslowerthantheresiduelimitstandardafter216hfollowingwateradministrationwhileafter96hfollowingoraladministration.ThewithdrawaltimeofNFLXinmusclewas3.84dfollowingwateradministrationwhile3.90dfollowingoraladministration.EstabilishmentofthesystemofquantitativeriskassessmentandriskassessmentoftheresiduesofNFLXinculturesystemofFenneropenaeuschinensis:first,selectionoftheriskfacterstoestabilishthequantitativeriskassessmentmodel,andsettingtheleveloftheriskfacter,thandeterminationtheweightsoftheriskfactersbyexpels.Secondly,theriskassessmentaimedtoestimatingtheriskoftheresiduesofNFLXinculturesystemofFenneropenaeuschinensis.TheresultsindicatethatthereWaSanobviouslydifferenceofriskindifferentperiodsofprawnculture,thenaupliuswas0.2563,thezoeawas0.2926,themysislarvaeWas0.2201,thepost?larvaeWas0.2563attheearlystagesofadministration.Theriskvalueswere0.2201atthemidandlatestagesofadministration.TheriskvalueofwateradministrationWasthehighest,0.412attheearlysatgeofadministration,O.3517atthemidsatgeofadministration,0.3155atthelatesatgeofadministration.Therewas110riskofresiduesofNFLXinperiodsofprawncultureandthetwoadministrationtechniques.Keywords:Norfloxacin;Fenneropenaeuschinensis;culture;residue;riskassessment第二章诺氟沙星由亲虾到子代的转运研究………………………………..141材料与方法…………………………………………………………………….141.1材料………………………………………………………………………………………………………..141.2实验仪器………………………………………………………………………….141.3方法………………………………………………………………………………………………………。l563诺氟沙星在水产动物体内残留研究进展…………………………………74风险评估及其在水产品中的应用…………………………………………。84.1风险评估的定义……………………………………………………………………94.2食品中化学污染因素风险评估的一般步骤……………………………………104.3风险评估的类型…………………………………………………………………1l4.4风险评估与水产品质量安全……………………………………………………。1l4.5对养殖体系中水产动物进行诺氟沙星残留风险评估的意义…………………125立题依据、研究目的和意义………………………………………………135.1立题依据…………………………………………………………………………..135.2研究目的和意义……………………………………………………………………132结果…………………………………………………………………………………………..162.1标准曲线及检测限…………………………………………………………………l2.2诺氟沙星在中国对虾亲虾各组织的回收率及精密度……………………………162.3诺氟沙星在中国对虾幼体的回收率及精密度………………………………..172.4不同给药条件下诺氟沙星在中国对虾亲虾组织及其幼体中的残留………。183讨论………………………………………………………………………………………….203.1诺氟沙星在中国对虾亲虾体内的传递………………………………………一203.2诺氟沙星由亲虾到子代的传递………………………………………………。2l第三章诺氟沙星在中国对虾幼体残留的研究………………………。221材料与方法…………………………………………………………………….221.1材料………………………………………………………………………………………………………。221.2仪器………………………………………………………………………………………………………..221.3方法………………………………………………………………………………………………………。222结果………………………………………………………………………………………….232.1诺氟沙星在对虾幼体中的残留………………………………………………….232.2诺氟沙星在中国对虾幼体中的消除……………………………………………26:;讨论.....................................................................…...............................273.1诺氟沙星的药效学………………………………………………………………273.2诺氟沙星在中国对虾幼体中的残留及消除……………………………………27第四章诺氟沙星在模拟中国对虾养殖系统中的残留规律研究…….29l材料与方法……………………………………………………………………….291.1材料………………………………………………………………………………………………………..291.2仪器………………………………………………………………………………………………………。301.3方法………………………………………………………………………………………………………。301.4给药及取样……………………………………………………………………..301.5样品的处理……………………………………………………………………。302结果…………………………………………………………………………………………一3l2.1不同给药方式NFLX在水体、底泥中的变化…………………………………3l2.2不同给药方式下NFLX在中国对虾不同组织中的变化………………………332.32种给药方式下诺氟沙星在中国对虾体内的消除……………………………36莳3讨{仑………………………………………………………………………………………….363.12种给药方式下诺氟沙星在中国对虾体内的转运途径……………………….363.2诺氟沙星在中国对虾组织中的残留及消除规律………………………………373.32种给药方式下血药浓度出现“双峰”现象…………………………………….383.4休药期的制定………………………………………………………………………。38第五章诺氟沙星残留在中国对虾养殖中的定量风险评估……………..391材料与方法…………………………………………………………………….391.1风险评估框架……………………………………………………………………。391.2暴露评估方法建立……………………………………………………………….391.3危险特性描述……………………………………………………………………。442结果与分析…………………………………………………………………….442.1危害识别………………………………………………………………………….442.2暴露评估………………………………………………………………………….452.3危险性特征描述……………………………………………………………………523讨论………………………………………………………………………。………。……….533.1风险评估体系的确定性…………………………………………………………。533.2风险评估体系的不确定性………………………………………………………53结论…….…………………………….………...………………………………………………54参考文献………………………………………………………………………………..55致谢…………………………………………………………………………..………。……….6l攻读硕士期间发表论文………………………………………………………….63m
诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估第一章文献综述1我国水产用药的现状我国是水产养殖大国,改革开放以来,养殖业取得了举世瞩目的成就,养殖品种众多,水产品总产量也逐年增长,达到世界养殖总产量的70%左右,因而我国自然形成渔药的生产、使用大国。随着水产养殖业的不断发展和集约化程度的提高,养殖密度过大,管理水平低,盲目追求产量等因素,导致水质环境趋于恶化,水产品病害严重。特别是近几年随着经济的高速发展,大量工业废水和城市生活污水未经处理或者未按标准排放,导致养殖海域环境污染、富营养化严重,赤潮频繁爆发,各种病毒、细菌、寄生虫引起的疾病越来越多,病害程度日趋加重,发病率越来越高,给养殖业造成了不可挽回的损失。据初步统计:2009年陕西水产养殖生产中因病害给渔业造成的损失达420万元,广东省因病害造成养殖动物死亡重量达158.7万千克,经济损失1191.6万元。水产动物疾病的发生不但降低了养殖产量,而且导致水产品质量下降,对食用者的健康安全也存在潜在威胁,影响了我国水产品的国外出口贸易,妨碍了渔业的可持续发展。虽然经过研究和成果推广,原有的疾病多数得以控制,但新的病害却不断出现,并大规模流行。为了减少病害给水产养殖业带来损失,人们不断研究“生态防治’’、“免疫防治"、“生物防治"、“药物防治"等各方面防治对策,以期建立一个有效的健康保障体系。“生态防治"和“生物防治”虽有一定效果,目前还不能达到集约化养殖所要求的水准。“免疫防治"由于免疫原、免疫途径和动物免疫水平等诸多问题,尚未广泛应用和普及。“药物防治"操作简单、使用方便、来源广、效果快,已成为最主要和最直接的手段之一。1.1水产药物的种类水产药物在水产动物病害防治中占有重要的地位,因其疗效显著、生产使用简便、成本低等特点成为防治病害的主要手段之一。目前,我国所使用的水产药物按照其使用目的分类主要有以下9类【l】。(1)环境改良剂以改良养殖水域环境为目的所使用的药物。包括底质改良剂、水改良剂和生态条件改良剂。(2)消毒剂以杀灭水体中的微生物(包括原生动物)为目的所使用的药物。1诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估但消毒剂原料大部分是化学物质,会对水产动物产生一定的刺激,对环境造成一些负面影响,产生一定的副作用。消毒剂按照其作用的水平可分为灭菌剂、高效消毒剂、中效消毒剂、低效消毒剂。以成份分类主要有含氯消毒剂、过氧化物类消毒剂、醛类消毒剂、醇类消毒剂、含碘消毒剂、酚类消毒剂等。(3)抗微生物药指通过内服、浸浴或注射,杀灭或抑制体内微生物繁殖、生长的药物。包括抗病毒药、抗细菌药物、抗真菌药等。抗微生物药在水产养殖中使用非常普遍,使用的数量和品种都在不断增加,较好地控制了细菌性疾病的危害。然而此类药物的使用所产生的细菌耐药性及在水产品中的残留等问题也逐渐凸显,亟待人们解决。(4)抗寄生虫药物指通过药浴或内服,杀死或驱除体外或体内寄生虫的药物以及杀灭水体中有害无脊椎动物的药物。包括抗原虫药、抗蠕虫药和抗甲壳动物药等。然而此类药物也存在一定的隐患,不能盲目使用。(5)代谢改善和保健药指以改善养殖对象机体代谢、增强机体体质、加快病后恢复、促进生长目的而使用的药物。通常以饵料添加剂方式使用。(6)生物制品通过物理、化学手段或生物技术制成微生物及其相应产品的药剂,通常有特异性的作用。包括疫苗、免疫血清等。广义的生物制品还包括微生态制剂。(7)微生态制剂是一类活的微生态制剂,具有改善机体微生态平衡的作用。主要是细菌或真菌,对动物有益,可改善动物的代谢,无致病性,对致病微生物有一定程度的抑制作用,从而达到预防疾病的目的。微生态制剂除了活的细菌等外,一般还包括促进这些微生物生长的物质,称为益生元,如寡糖。活的微生物制成的微生态制剂则称为益生菌。微生态制剂与化学成分的水质改良剂相比,不仅可以控制疾病,而且可以增强机体的抗病能力,促进动物生长,对环境污染较小,因此近年来的使用量正在逐年增加。(8)中草药指为防治水生动植物疾病或为养殖对象提供保健为目的而使用的药用植物,也包括少量动物及矿物。具有毒副作用小、残留少、抗药性不明显,资源丰富、功能多等优点,在防治水产动物疾病中,除了兼有药性和营养性外,还具有提高水产动物生产性能和饲料利用率的功效【21。中草药的许多单味、复方2诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估乃至有效成分都具有免疫增强作用,可增强机体的抗病力,中草药在水产养殖上具有很好的应用前景p-9]。然而,中草药存在用药量大,药效较慢,基础研究较少导致用药不明确、盲目用药等问题,使用也受到一定的限制。(9)其他包括抗氧化剂、麻醉剂、防霉剂、增效剂等药物。1.2水产药物的发展趋势随着人们生活水平的提高,食品安全的意识深入人心,以及加入世界贸易组织后对动物源产品的要求愈来愈规范,因此在生产和使用渔药时,必不可少的考虑是,该渔药是否符合食品安全的要求,否则则不能生产或使用。这是与过去的渔药生产与使用最大的区别所在。过去指考虑药物对鱼类的治疗效果,而不太顾及对环境及对人类的影响。不少过去普遍使用的渔药,如孔雀石绿能有效的杀灭水霉等,但因发现它对人及动物均有“三致"(致癌、致畸、致突变)作用,因此被列入了禁用药之列。再如喹诺酮类药物能对中华鳖肝脏造成损害,肝病的病状如下【lo】:初期无任何外部症状和不正常反应,解剖肝脏见有红斑;中期外部症状和不正常反应不明显,解剖可见肝脏变为红色或紫色,体积增大并淤血、血肿;后期外部症状明显,体肿大,四肢、颈部积水并肿大而难于伸缩。解剖可见肝脏呈灰紫色,组织硬化,体腔内有大量腹水,肝脾有白色粒状蜡脂,不日即死亡。随着技术的进步及认识的深化,渔药的批准及使用,将会更加严格,粗放的初级阶段已成为历史。渔药的审批日趋严格,标准化的药效试验规范等正在制定和探索之中。渔药生产和使用过去是将人用及兽用药物简单“移植",并不符合鱼类的特点,尤其在使用剂型和方法上。今后的发展趋势是,研制、开发和生产专用于鱼类的药物品种和剂型,提出与之相适应的使用方法,使之成为真正的渔药。对渔药的要求也包含生态和环保的考虑。水产药物的大量使用,对水产动物带来危害的同时也对生态环境造成了很大的影响。动物用药后,药物以原形或代谢物的形式部分随粪便、尿等排泄物排入环境中,污染水源和土壤。药物排入环境后,仍然具有活性,在环境因子的作用下,可产生转移、转化或在动植物体内蓄积,对生态环境造成影响【ll】。国外对此进行了许多相关研究,如Samuelsen等发现在海湾渔场使用土霉素后,淤泥中大部分土霉素可在一周降解,但在淤泥中3诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估仍持续保持很长时间较低浓度的土霉素。不少药物残留对生态的影响己引起社会普遍的重视,因此符合环保要求的渔药应是今后发展的趋势之一。某些微生态制剂已开始用于水生动物及其养殖环境,这无疑是一个有益的尝试。从动物保护的角度考虑,在应用某种渔药时,不仅要考虑该药的效果,还要考虑对水环境其他生物的作用,是否会导致不利的生态后果。例如某种渔药可治疗或预防某种鱼病,但投放水体中,虾等甲壳动物及浮游生物对之较为敏感而死亡,甚至导致某些物种绝迹,从而改变了水环境的生态平衡,这样的渔药自然不能再使用。渔药的发展已经进入新的历史时期,食品安全、规范化生产、标准化审批已成为不可逆转的趋势。专为渔用设计的药物将会发展,生态环保型的药物受到青睐,疫苗、诊断制剂、消毒剂及中草药的使用会愈加广泛,有毒害、有残留的化学药物将受到限制或禁止,既保证鱼类健康,又保证人类健康的渔药是现时的目标和未来的选择。1.3水产药物残留的现状及控制措施1.3.1水产药物残留的现状水产药物残留是指水产品的任何可食部分中渔药的原型化合物或(和)其代谢产物,并包括与药物母体有关杂质在其组织、器官等蓄积、贮存或以其他方式保留的现象。由于渔药的使用常与水环境密切相关,因此也有人将渔药残留扩大到水环境中的生态残留,但一般来说还是多指与人健康直接相关的水产品。由于我国水产养殖的迅猛发展,水产养殖动植物的病害也日趋严重。为了控制水产动物病害的蔓延,投用了较多的抗生素等化学药物,由于对其用量、用药次数及休药期的认识不够或忽视,造成药物在水产品中残留,进而对公众的健康和水域环境造成了潜在的危害,也给我国水产品出口带来了一定的影响和损失。人们食用了含有药残的水产品后容易出现毒性反应,如氯霉素能引起再生障碍性贫血和颗粒性细胞缺乏症,四环素类抗生素易抑制幼儿牙齿发育和骨骼的生长等ll引。随着人们对水产品的质量要求越来越高,水产品中药物的残留不仅引起了民众的极大关注,也引起了我国政府的高度重视。1997年以来,农业部先后颁布了<动物性食品中兽药最高残留量的规定》、‘关于开展兽药残留检测工作的通知》,2002年农业部和国家质量监督检验检疫总局联合印发了<水产品药物残留4诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估专项整治计划》,开展水产品药物残留专项整治活动。我国水产品中药物残留的控制已朝着一个好的方向发展。1.3.2控制药物残留的措施我国渔药发展历史相对较短,对渔药残留的控制也是处于起步阶段,直到上世纪90年代才有较大的发展。渔药残留的监控是一个系统工程,需要多方面的共同努力,最重要的是从源头抓起,加强渔药的安全、规范、合理使用,实施渔药生产、销售和使用的科学管理。首先,规范用药。规范用药不仅可以保证养殖的成功,而且直接关系到渔药残留水平和水产品的安全性问题。规范用药就是要从渔药、病原、环境、水生动物和人类健康等方面的因素考虑有目的、有计划和有效果地使用渔药,包括正确选药、适宜用药、合理给药和药效评价等。鼓励使用无公害用药,并把药物防治与生态防治和免疫防治结合起来。加强养殖者规范用药的意识和用药技术的指导培训,建立用药处方制度;完整地记录用药情况也是渔药使用中一个不可忽视的问题。其次,法规、标准体系建设。渔药的管理标准还很不完善,渔药产品质量标准、检验标准、最高残留限量标准、休药期标准、渔药研制与规范使用标准等要加紧制定和完善。科学规范的标准与坚实的研究基础密不可分,因此在进行标准建设时要加强相应的应用基础研究,为标准的制定提供可靠的依据。最后,从根本上出发,加大科研力度,加强水产药物理论基础研究。目前我国的水产药理学理论基础比较薄弱,研究不深入,加强水产药理学的研究是减少药物残留的前提。我们应该加强水产药物的药动学、药效学及残留消除情况研究,探讨药物在动物体内的动态变化规律。同时加强无公害渔药研究,研制和开发“三效"(高效、速效、长效)、“三小"(剂量小、毒性小、副作用小)为中心的无公害渔药,加强渔药的基础研究,从源头上有助于渔药残留的监督工作,对控制渔药残留也是一个不容忽视的方面。2氟喹诺酮类药物在水产上的应用现状自20世纪60年代第一个喹诺酮类药物问世以来,至今已发展到第4代,氟喹诺酮类药物为第三代喹诺酮类药物。在众多的抗生素中,氟喹诺酮类抗菌药是近20年来发展最快、临床应用最广的新型化学合成抗菌药。该类药物的化学结S诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估构、作用机制均不同于其它抗菌药。如开发最成功的氟喹诺酮类药物代表诺氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星,氧氟沙星等,其共同特点是喹啉环的C.6位上有氟原子,C.7位上连接哌嗪基或吡咯基。抗菌作用为杀菌型,其作用原理是阻断DNA促旋酶和异构酶Ⅳ这两种细菌生长所必须的酶,使DNA断裂,致使DNA复制受阻,从而使细胞死亡。它是一类通过与细菌DNA复制所必须的DNA--gyrase的亚基结合抑制DNA合成,从而使细菌不能增殖,即抑制细菌脱氧核糖核酸的合成而达到抑菌作用的药物。此外,它们还作用于细胞壁和细胞质膜,因此与a一内酰胺类、四环素类、氨基糖苷类、酰胺醇类、大环内酯类和磺胺类等常用的其他抗生素类无交叉耐药性【131。其抗菌作用较第一代QNs提高数十甚至上百倍。C.7位连接了碱性并有水溶性的基团,有利于提高抗菌活性,并改善了药动学性质,使其具备了口服及肌注后吸收迅速、完全、消除半衰期较长、体内分布广泛、表观分布容积大等药动学特征【14,15】。氟喹诺酮类药物因其具有突出的优势,已在水产动物细菌性疾病的防治上成为重要的研究对象,如恩诺沙星在大菱鲆Scophthalmusmaximus、大西洋鲑salmosalar三.、鲈鱼Dicentrarchuslabrax、沙拉沙星在虹鳟Oncorhynchusmykiss等体内的研究,环丙沙星在鲤鱼Cyprinuscarpio、虹鳟Salmogairdneri、中华绒鳌蟹Eriocheirsinenses等体内的研究,诺氟沙星在中华鳖Trionyxsinensis、鲤鱼、斑节对虾Penaeusmonodon,大黄鱼Pseudosciaenecrocea、淡水青虾Penaeusoriental、花鲈Lateolabraxjaponicus等体内的研究,这些研究内容涉及到不同药物种类、不同种属、不同给药剂量及不同的给药方式。由于氟喹诺酮类药物长期和广泛的应用,造成水产品中药物残留,不但对人类健康带来极大的危害,而且还严重影响了水产养殖业的发展。因此除了药代动力学研究,人们对药物残留规律的研究也越来越多。说明随着人们食品安全意识的提高,氟喹诺酮类药在起到积极作用的同时,该类药物在水产品中的残留问题也成为关注的焦点。美国和欧共体许多国家规定,诺氟沙星在禽食用组织中的最高残留限量为50“g/kg,恩诺沙星为30ttg/kg,环丙沙星为30pg/kg。为了使残留量符合残留限量标准,氟喹诺酮类药物残留检测的方法越来越精确,同时也获得了大量的试验数据。常用的方法有微生物法、免疫分析测定法、免疫亲和色谱液相色谱法、高效液相色谱法、高效毛细管电泳法、液相色谱质谱质谱法、薄层色谱法、荧光分6诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估光光度法等。高效液相色谱法(HPLC)是在经典液相层析法基础上,引进了气相层析的理论,具有气相层析的全部优点,分离能力强、测定灵敏度高,可在室温下进行,应用范围极广。丁焕中掣16】报道了血浆中沙拉沙星浓度测定的HPLC法,血浆样品经甲醇沉淀血浆蛋白,高速离心,取上清液作HPLC检测。色谱条件:NovapakC不锈钢色谱柱,流动相为乙腈四丁基溴化铵溶液,流速1.0mL/min。荧光检测器激发波长278nnl,发射波长460am。张国文等【17】采用高效液相色谱荧光检测法测定鳗鱼中4种氟喹诺酮类(乳酸左氧氟沙星、诺氟沙星、乳酸环丙沙星和恩诺沙星)药物残留量,检测限分别为0.011、0.023、O.01、0.031pg/mL。对空白样进行3个水平(0.05、O.1、O.2mg/kg)加标回收测定,回收率在86.5%'-'106.4%之间。3诺氟沙星在水产动物体内残留研究进展诺氟沙星(norfloxaein,NFLX),又名氟哌酸、力醇罗、淋克星,是第三类喹诺酮类药物代表之一,因其具有抗菌谱广(对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌(包括绿脓杆菌)、衣原体属、支原体属、分支杆菌属都有相当活性)、抗菌力强,无交叉耐药性等特点,成为一类进展快、品种多、有良好开发前途的抗菌药物【181,已被广泛用于医学、兽医界。近年来,诺氟沙星应用于淡水养殖鱼类细菌病的防治已有报道。调查表明,诺氟沙星在畜禽水产中用量很大,是其肉食产品中最可能残留的药物之一。另外,据药效学研究表明,诺氟沙星在组织材料中残留浓度较高,即在机体组织中药物浓度高于在体液中的浓度,因此诺氟沙星虽然具有较好的杀菌效果,但其不规范使用引起的毒副作用不但使细菌产生耐药性、给人类健康带来极大地危害,同时也影响水产养殖业的可持续发展。张雅斌【19】等人通过不同给药方式研究鲤鱼对诺氟沙星的药代动力学,建立相关的吸收、分布与消除等药动学参数及生物利用度资料。结果表明,10mg/kg10mg/kg鱼体重单剂量肌注、口灌诺氟沙星的药时数据符合开放性二室模型,鱼体重药物剂量单次混饲给药的药时数据符合开放性一室模型。作者认为混饲给药适合大规模饲养群体,因而更具有实际意义。陈文银【20l用反相高效液相色谱法测定了中华鳖口服诺氟沙星后体内的血液7诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估浓度,结果显示,其口服给药的血药浓度时间曲线符合单室模型一级吸收。其主要药代动力学参数为:吸收半衰期为2.30h,时滞为0.14h。达峰时间为4.58h,峰浓度为3.2799/mL,消除半衰期为4.24h,统计矩分析其平均滞留时间为10.66h,表明口服诺氟沙星在甲鱼体内能维持较长的有效时间。刘玉林12l】等在试验水温(224-2)℃时,按10mg/kg的剂量给大黄鱼单次口服诺氟沙星后,用高效液相色谱法测定血浆和组织中的药物浓度,研究了诺氟沙星在大黄鱼体内的代谢及消除。结果表明,组织中肝脏的药物浓度最高,在测定的时间里各组织的药物浓度高于血浆。药物消除速度依次为:肾脏、肝脏、肌肉,消除半衰期分别为135.88、173.25、223.55h,肌肉作为可食性组织,且消除最慢。建议休药期不低于23d;在治疗大黄鱼细菌性疾病时,以诺氟沙星10mg/kg剂量给药,一般1d1次,连用2,---,3d。4风险评估及其在水产品中的应用风险评估是近年来国际上出现的保证食品安全的一种新的模式,同时也是一门正在发展中的新兴学科。其根本目标在于保护消费者的健康和促进公平的食品贸易。1994年乌拉圭回合多边贸易谈判上形成的SPS协定(实施卫生与动植物检疫措施协定)中,要求各国政府采取的卫生措施必须建立在风险评估的基础上,以避免隐藏的贸易保护措施。1995年,联合国FAO/WHO召开联合专家委员会,首次提出将风险分析体系应用于食品安全管理。风险性分析体系包括:风险评估、风险管理和风险信息交流三部分,其中最关键的环节就是风险评估。风险分析作为一门应用管理技术已被大量应用在生产、生活、管理等环节并取得了丰硕的成果。随着全球环境的恶化,人们对食品安全越来越重视。环境的化学污染几乎都是人为造成的,工业废料、农业上使用的化学物质、生活污水以及未经处理的污水都直接往海洋倾倒,造成了沿海环境和淡水的污染,化学物质便由此进入鱼体及其它水生动物体内。在养殖过程中大量抗生素、激素、饲料添加剂的使用,也产生了水产品体内的药物残留,严重的影响了我过水产品的质量,影响国际声誉。要打破国外的技术壁垒,使我国水产品顺利出口,在国际市场上占有一席之地,就必须保证产品安全卫生质量,因此,有必要对渔药残留进行风险评估,并在此基础上提出科学的风险管理措施,为出口水产品检验检疫和原料监控工作提供科学的依据。84.1风险评估的定义风险评估是指食源性危害(化学的、生物的、物理的)对人体产生的已知的或潜在的对健康不良作用可能性的科学评估,系统性科学地分析因接触危害因素或条件而引起的对健康和/或生态环境有害作用的过程,是通过使用毒理数据、污染物残留数据分析统计手段、暴露量及相关参数的评估等系统科学地步骤,决定某种食品有害物质的风险,是人体接触食源性危害而产生的对健康已知或潜在的不良作用进行科学评价,是对科学技术信息及其不确定性信息进行组织和系统研究的一种方法,用来回答有关健康危害的危险性中的具体问题【15】。风险评估术语的基本定义如下[22之41:危害(hazard):指食品中所含有的对健康有潜在不良影响的生物、化学、物理因素或食品存在状况。风险(risk)-是指对人类健康或环境产生不良作用的可能性和严重性,这种不良作用是由食品中的某种危害引起的。风险分析(riskanalysis):又称危险性分析,是指对可能存在的危害进行预测,并在此基础上采取规避或降低危害影响的措施,由风险评估、风险管理和风险交流三个部分共同构成的一个过程。风险管理(riskmanagement):是指根据风险评估的结果,对备选政策进行权衡,并且在需要时选择和实施适当的控制措施。风险交流(riskcommunication)-是指在风险评估人员、风险管理人员、生产者、消费者和其它有关团体之间就与风险有关的信息和意见进行相互交流,包括对风险评估结果的解释和执行风险管理决定的依据。风险评估(riskassessment):又称危险性评估,是指对在特定条件下,风险源暴露时,对人体健康和环境产生不良作用的事件发生的可能性和严重性的评估,包括危害识别、危害描述、暴露评估和风险描述。危害识另lJ(hazardidentification):又称危害鉴定或危害认定,是指识别可能存在于某种或某类特定食品中的,可能对人体健康和环境产生不良作用的生物、化学或物理性因子的过程。危害描述(hazardcharacterization):是指对食品中可能存在的对人类健康和环境产生不良作用的生物、化学和物理性危害的定性和/或定量的评价。9诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估暴露评估(exposureassessment):是指对于通过食品的摄入和其它有关途径可能暴露于人或环境的生物、化学和物理性因子的定性或定量评估。风险描述(dskcharacterization):是指在危害识别、危害描述和暴露评估的基础上,定性或定量估计(包括伴随的不确定性和变异性)生物、化学和物理性危害在特定条件下对相关人群产生不良作用的可能性和严重性。4.2食品中化学污染因素风险评估的一般步骤影响食品安全的因素,从污染物的性质上可以分为以下3种:生物性污染、化学性污染和物理性污染。生物性污染一般包括微生物、寄生虫、昆虫和病毒的污染。微生物主要有细菌和霉菌。细菌可分为致病菌、条件致病菌和非致病菌。下面对食品中化学因素风险分析的一般方法进行简单说明。物理危害主要是指食品中坚硬的或尖锐的外来物质。化学性污染主要针对有意加入的化学物质、无意的污染物和天然存在的毒素,包括农药残留、兽药(抗生素)残留、食品添加剂、重金属和天然毒素(如霉菌毒素和贝类毒素)等因子。物理性污染通常指食品生产加工过程中的杂质超过规定的含量,或食品吸附、吸收外来的放射性核素所引起的食品质量安全问题。4.2.1危害识别危害识别主要是指根据流行病学、动物试验、体外试验、结构.活性关系等科学数据和文献信息确定人体暴露于某种危害后是否会对健康造成不良影响、造成不良影响的可能性,以及可能处于风险之中的人群和范围。4.2.2危害描述这一部分是定量危险性评估的开始,其核心是剂量.反应关系的评估。外源性化学物质(包括食品添加剂、农药、兽药和污染物)在食品中存在的含量往往很低,通常为微量(mg/kg或呜/l(g),甚至更低(如二嗯英为ng/kg或pg/kg的超痕量水平)。而在动物毒理学实验中,为了能够检出毒性常常使用的剂量又很高。在此过程中,药物或毒物动力学资料会再次起到重要作用,它们有助于理解主要代谢产物的形成以及与细胞大分子的结合情况,为种间差异和个体间的变异性提供解释。化学物质的剂量.反应关系的评估就是确定化学物质的摄入量与不良健康效应的强度与频率,也就是不同剂量的外源性化学物质与其在群体中所引起的质效应发生率之间的关系。剂量.反应的评定方法包括有阈值和无阈值两类诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估评定方法。传统上前者用于非致癌效应终点的剂量.反应评定,后者则用来评定化学物质致癌效应的剂量.反应关系。4.2.3暴露评估暴露评估是危险性评估的第三阶段,目的是确定危险人群接触待评物质的来源、类型、程度和持续时间等,为危险性评价提供可靠的接触数据或估测值。对于化学物质来说,暴露评估就是对人体对化学物质接触进行定性和定量评估,包括暴露的强度、频率和时间,暴露途径(如经皮、经口和呼吸道),化学物质摄入(intake)和摄取(uptake)速率,跨过界面的量和吸收剂量(内剂量)。也就是测定某一化学物质的来源、在环境中存在的总量以及不同介质(Tg、空气、土壤、食物等)中的分布、转运、转化的情况和消长规律。4.2.4风险描述风险描述是危险性评价的最后总结阶段,根据危害识别、危害描述和暴露评估得出的结论,进行综合、分析、判断,评估化学性危害对目标人群健康产生不良影响的可能性及其严重性。在提供对特定人群发生不良作用的定性、定量评估的同时,还应当对这些评估步骤中的不确定性进行描述。4.3风险评估的类型风险评估主要分为三类:定性评估,半定量评估,定量评估。定性评估旨在定位某产品的风险级,是评估中最简单、最快速的方法,但此方法相当主观,没有明确的数据来对风险进行强有力的说明f251。食源性疾病的严重性受病原体或毒素的内在特性以及消费者的耐受性这两个因素影响,为了得到更加精确的评估结果就需要运用RiskRanger软件进行半定量评估。砌skRanger软件是以微软的ExeelffO表软件为基础的,它在评估中的应用使非专业人员或是在资料数据有限的情况下进行风险评估成为可能。半定量评估是介于定性评估与定量评估之间的一种精确度较高又相对简便易行的评估方式[25-331。定量评估是出于目的而进行的、具有数字结果的风险评估,最复杂,需要投入大量的时间、金钱与人力,但有时这种评估是必不可少的。4.4风险评估与水产品质量安全世界各国尤其是发达国家如美国,澳大利亚、加拿大、新西兰在上世纪80年代末就着手风险分析,对水产品的风险分析迅速发展,在亚洲各国对此也有很诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估大进展。美国现已建成职能明确、管理有序、运行有效的食品安全管理体系。2003年7月25日,美国农业部宣布成立食品安全风险评估委员会。2004年12月澳大利亚设立生物安全局负责进口风险分析,并成立了独立审议风险分析报告的科学家小组。2003年7月日本成立“食品安全委员会",其直属内阁由7位公认的能不受他人左右的专家组成。该委员会具有风险评估、风险管理及信息公开与交流的职责,是食品风险评估的独立代表处。各国先后进行有关水产品的风险评估,1995年在澳大利亚进口加拿大鲑鱼风险分析案中,专家组在公告和磋商风险分析草案报告后提出禁止进口的建议,为国内鲑鱼产业赢得较长的调整时间;2000年,FAO/WHO在2001―2004年进行了暖水虾中弧菌的风险分析;2002年美国针对生食牡蛎中的副溶血弧菌进行风险评估,指出牡蛎中副溶血弧菌数量的最高限制为10,000cfu/9041。我国有关水产品安全的风险评估起步较晚,许多工作才刚刚开始。王增焕等对大亚湾海洋生物体内铅的含量进行研究并进行了风险评估,结果表明大亚湾海域生物体铅的含量服从正态分布,通过采用粗略的点评估方法计算Pb的膳食暴露量,表明Pb的膳食暴露量处于安全范刮35】。李孝军等综述了孔雀石绿在水产品中的风险评估,结果表明按照国际标准的风险评估方法,根据动物试验所得结果推断即使人类每天进食2909淡水鱼,所摄取的孔雀石绿仍不会严重影响健康。但是孔雀石绿可诱发实验动物癌变,因此使用鱼不易食用,我国已禁止其作为兽药和饲料添加剂使用【361。4.5对养殖体系中水产动物进行诺氟沙星残留风险评估的意义我国水产资源丰富,水产品产量占世界总产量的三分之一。水产品是优良的蛋白质载体,具有丰富的营养物质,随着当今人们膳食结构的调整,消费数量逐年增加,全球对水产品安全性更加重视。特别是近年来,水产品安全事件屡有发生,我国出口水产品曾有因药物残留超标而导致退货、销毁、取消注册号。国内针对水产动物在养殖过程中诺氟沙星残留的风险评估尚无研究。针对水产动物养殖过程中诺氟沙星残留的风险评估,不但能够在源头上控制食品安全,而且能够监控养殖过程中由诺氟沙星残留引起的对健康养殖造成的危害,指导科学养殖,减少养殖户因病害带来的经济损失,为健康养殖提供一定的科学依据。诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估5立题依据、研究目的和意义5.1立题依据中国对虾具有个体大,适应能力强、生长快、耐低温、品质好等优点,倍受人们的亲睐,在水产品出口中占有重要地位。随着养殖业高速发展,养殖环境恶化,对虾疾病频繁暴发,人们采用“药物防治"、“生态防治’’“免疫防治"、“生物防治"等各方面研究对策,以期建立一个有效的健康保障体系。“生态防治"和“生物防治”虽有一定效果,但目前还不能达到集约化养殖所要求的水准“免疫防治"由于免疫原、免疫途径和动物免疫水平等诸多问题,广泛应用尚未普及,“药物防治"操作简单、使用方便、来源广、效果快,已成为病害防治最主要和最直接的手段之一。但是药物防治在起到积极作用的同时,也存在着潜在的危害,药物残留现象及细菌耐药性不断产生。诺氟沙星是氟喹诺酮类药物代表之一,因为分子结构中引入了疏水性的氟原子及亲水性的吡嗪环,使其抗菌活性得到增强,在水产养殖上广泛应用于细菌性疾病的预防与治疗。但此类药在食品动物中的残留会引起人类病原菌对其产生耐药性,并且对肝代谢有干扰作用,而且还破坏和减少体内红细胞、白细胞,这些毒副作用可对人体造成直接的危害,因而诺氟沙星的残留问题已引起极大的关注。为了减轻药物残留造成的危害,人们不断研究出许多控制药物残留的措施:加强立法、规范用药、提高检测方法的灵敏度。食品风险评估也应运而生,为食品的安全生产提供理论参考和有效指导5.2研究目的和意义确定各风险因子及量化标准,建立诺氟沙星在中国对虾养殖系统中残留的风险评估模型,利用模型对中国对虾养殖系统中诺氟沙星的各残留途径进行风险评估,调查诺氟沙星残留的风险状况,根据调查结果给出合理的风险管理方案,为健康养殖及合理施用渔药提供理论依据和技术参数。诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估第二章诺氟沙星由亲虾到子代的传递研究中国对虾(Fenneropenaeuschinensis),又称东方虾或明虾,甲壳纲、十足目、对虾科、对虾属。由于其具有适应能力强、生长快、耐低温等特点,已成为我国黄渤海地区的优良养殖对象。近几年,由于水质等原因,亲虾的质量下降,各种病害日益增多,死亡率升高,造成育苗成功率降低。细菌性疾病就是其中一种危害中国对虾育苗的病害。为了提高亲虾存活率,抗生素被普遍应用于生产实践中。诺氟沙星具有广谱抗菌作用【411,且不易产生耐药性,因而常用作对虾育苗期间各种疾病的预防与治疗。但是药物残留问题直接影响着水产品质量安全。目前,国内外对于诺氟沙星的残留研究集中在养成期[42‘451,而对诺氟沙星是否能通过亲虾进入子代体内尚不明确。本实验模拟实际养殖条件,研究亲虾经诺氟沙星药浴给药后,其子代体内的药物残留状况,研究结果对确定诺氟沙星在中国对虾育苗期间的应用是否安全具有重要意义。1材料与方法1.1材料1.1.1实验动物健康中国对虾亲虾,购于昌邑市海丰水产养殖责任有限公司。实验前暂养ld,水温为18℃,连续充氧。1.1.2药品和试剂诺氟沙星标准品,购自Sigma公司(批号:70458-96―7,含量≥98%);诺氟沙星原粉,由武汉刚正生物科技有限公司提供(含量94.78%);乙腈和甲醇为色谱纯,磷酸、三乙胺、正己烷,均为国产分析纯。1.2实验仪器Agilent-1100型高效液相色谱仪;5804RWindowsNT4.0惠普工作站;PA/SA精密电子天平;CentrifugeEppendorfAG高速台式离心机;XW-80A漩涡振荡器;KL512型氮吹仪及其配套KL512型数控恒温水浴;XHF.1高速分散器;0.22pro滤膜。14诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估1.3方法1.3.1标准曲线及检测限将配置的浓度为O.01、O.02、O.05、0.1、O.2、O.5、l、2、5“g/ml诺氟沙星标准溶液,依次从低浓度到高浓度进行HPLC测定。用荧光检测器检测,记录其峰面积。以诺氟沙星浓度为横坐标(x),峰面积为纵坐标(y)做标准曲线。进行回归分析,求出回归方程和相关系数及曲线估计标准误差。1.3.2回收率及精密度回收率:一组取0.1、0.5、1、51咀g/mL四个水平的诺氟沙星标准液浓度各lmL,分别加入19中国对虾亲虾的肌肉、血淋巴、肝胰腺、卵巢、卵及无节幼体中,每个浓度有三个平行,处理样品后进行HPLC测定;另一组为标准溶液经处理后进行HPLC测定。按照公式计算回收率。回收率=(处理前加入标准液样品的测定值/标准溶液的测定值)x100%。精密度:取O.1、O.5、1、5p.g/mL不同浓度诺氟沙星标准液,加入中国对虾亲虾肌肉、血淋巴、肝胰腺、卵巢、卵及无节幼体中,经处理后,制得的各浓度样品于l天内分别重复进样5次和连续进样5d测定,计算各浓度水平响应值峰面积的变异系数C.V。1.3.3给药及取样健康中国对虾60尾,分于30个200L的桶里,每个桶里2尾虾。用4mg/L和10mg/L诺氟沙星分别药浴2d和5d,给药期间不换水。于对虾排卵后立刻用清水清洗卵子3遍并消毒,然后重新移到换有清水的桶里进行孵化。取肝胰腺、血淋巴、卵巢、肌肉和一部分卵用于药物分析,剩余的卵于21℃继续孵化。待变态至无节幼体时,将幼体全部取出用于药物分析。另取数尾未给药的中国对虾亲虾做空白对照。全部样品一20℃冷冻保存。1.3.4样品的处理准确称取lg样品,置于50mL离心管中,加入2mL乙腈,用高速分散器匀散,再用2mL乙腈清洗刀头,合并两次提取液,于振荡器上振荡30s,静置2h,然后5000r/min离心10min,吸取全部上清液;在40"(2恒温水浴下氮气吹干,残留物用lmL流动相溶解,加入2mL正己烷去脂肪,下层过0.22I.tm滤膜,过滤后的液体进行高效液相色谱测定。1.3.5测定条件柱子条件:AgilentTC-C18(5pm,250×4.6mnl,I.D):流动相:乙腈:O.01诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估mol/L的磷酸溶液(---7_,胺调节至pH3.42)=16:84(VⅣ):流速,1.0mL/mim荧光检测器,激发波长280nm,发射波长450nm;柱温,30℃;手动进样量,20“L。2结果2.1标准曲线及检测限由图2一l可见,标准溶液在0.01~5舭浓度范围内具有良好的相关性,线性回归方程y=908.26x+15.67,启=o.9999。一nv占毯彗时毒譬要23456NFXL(pg/mL)图2-1荧光检测器所检测的峰面积与NFLX浓度的关系Fig.2―1RelationshipbetweenpeakareadetectedbyFLDdetectorandnorfloxaeinconcentrations2.2诺氟沙星在中国对虾亲虾各组织的回收率及精密度按照精密度测定方法操作,在O.01pg/mL,0.05pg/mL,1I.tg/mL,5I.tg/mtA个浓度水平,在4种组织的日内精密度为(2.37d:I.21)‰(3.72--LI.25)%,日间精密度为(3.46a:I.51)‰(3.97d:I.42)%。诺氟沙星在中国对虾亲虾各组织中的回收率结果见表2.1。由表2.1可以看出,诺氟沙星在中国对虾亲虾组织中的回收率较高,大部分在90%以上,符合检测标准。诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估表2.1诺氟沙星在中国对虾亲虾肝胰腺、肌肉、血淋巴、卵巢中的回收率Table2.1RecoveryofNorfloxacininhepatopancreas,musle,plasma,ovarianofparentshrimp.浓度(1,tg/mL)Concentration回收率(x+SD)%Recovery肝胰腺肌肉血淋巴卵巢0.0199.64+1.0889.744-2.7491.3+3.5596.37士2.470.0599.96a:3.6698.79士4.7399.95士5.4299.65士2.56177.46士3.8472.54士1.2290.32士1.7983.28士3.52582.35士3.9172.82士4.5488.31士3.2678.86士3.562.3诺氟沙星在中国对虾幼体的回收率及精密度由表2.2可以看出,诺氟沙星在中国对虾幼体中的回收率在69%---89%之间,此方法精密度较高,所有样品的日内精密度在2.780/0--8.52%,日间精密度为1.32% ̄3;.56%。表2.2诺氟沙星在对虾各期幼体的回收率及精密度Table2-2RecoveryandprecisionofNorfloxacinatfourdevelopmentalstagesofFenneropenaeuschinensis浓度(I,tg/mL)回收率(%)日间精密度日内精密度concentrationrecovery(%)(%)within-dayinter-dayDlegislOnDreels!on无节幼体0.581.371.323.67nauplius185.261.986.3589.292.588.52蚤状幼体70.891.473.87Zoea72.481.964.1273.292.135.62糠虾幼体70.371.462.78mysislarvae70.152.013.9772.652.984.26仔虾幼体69.042.253.78post-larvae70.193.124.3771.843.565.8317诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估2.4不同给药条件下诺氟沙星在中国对虾亲虾组织及其幼体中的残留1.61.4儡\1.2∞三l毯0.8殛0.60.40.20筐鸶田嚣摹昌董舞器嚣当目舡氓亲虾组织及幼体a4mg/L药浴2d1.61.t31.2兰l划拦O.8o.6o.to.2O置一≤-亲虾组织及幼体b4mg/L药浴5d诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估1.ti1.哇’盎\望1.2、√越1袋0.8O.60.4O.2O尽a】《器基墨番蠡番墨宣目舡嗽亲虾组织及幼体c10myX药浴2d1.61.tQ1.2\鞠-oH£l--,粥o.8爱置墨蓉o.6o.to.20基叠田《器簟‘墨杀&蠡宣q枷暇亲虾组织及幼体dlOmg/L药浴5d图2.2不同给药条件下诺氟沙星在中国对虾亲虾组织及其幼体中的残留Fig.2-2ResiduesofNorfloxacininbroodstockandlarvaeofFenneropenaeuschinensisduringkindofwateradministration诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估从图2―2(a、b、c、d)中可以看出,诺氟沙星在中国对虾亲虾肌肉、肝胰腺、血淋巴、卵巢及其卵和无节幼体中均有残留,药物可以透过亲虾向子代中转运,残留浓度随着给药浓度的增大和给药时间的延长而呈增大的趋势,具有一定的相关性。肝胰腺中药物残留浓度最大,且lOmg/L药浴5d>4mg/L药浴5d>10mg/L药浴2d>4mg/L药浴2d,残留浓度分别为1.3699/g、1.21399/g、1.05399/g和0.73599/g。卵巢中药物残留浓度仅次于肝胰腺中药物残留浓度,且lOmg/L药浴5d>10mg/L药浴2d>4mg/L药浴5d>4mg/L药浴2d,浓度分别为0.75499/g、0.53lag/g、0.411I-tg/g、0.2171xg/g。肌肉中药物残留浓度在4mg/L药浴2d、5d时分别达到O.115¨g/g和0.202l_tg/g,在10mg/L药浴2d和5d时分别达到0.158斗g/g和.28399/g。血淋巴中药物浓度在lOmg/L药浴5d>4mg/L药浴5d>lOmg/L药浴2d>4mg/L药浴2d,浓度分别为0.2199/g、O.15299/g、0.1499/g、0.10499/g。卵中药物浓度在lOmg/L药浴5d>10mg/L药浴2d>4mg/L药浴5d>4mg/L药浴2d,浓度分别为0.33399/g、0.21299/g、O.17999/g、O.12699/g。无节幼体中药物浓度在lOmg/L药浴5d>10mg/L药浴2d>4mg/L药浴5d>4mg/L药浴2d,浓度分别为0.156pg/g、O.14899/g、O.123pg/g、o.091pg/g。3讨论3.1诺氟沙星在中国对虾亲虾体内的传递卵巢中诺氟沙星含量较高的原因与与卵巢的组织结构有关。中国对虾的卵巢壁主要由致密结缔组织膜构成,推测与南美白的相似。南美白对虾的卵巢壁由外向内依次由上皮层、肌层、肌膜和分化上皮构成。肌层是卵巢壁的主体部分,主要有大量环形的平滑肌细胞构成,其间夹杂少量疏松结缔组织,丰富的血管和血窦分布其中,血管、血窦中充满絮状的血淋巴I伺。鳃是中国对虾进行气体交换的场所,具有丰富的毛细血管。当药物经鳃进入对虾体内后,随着血液循环进入其他组织和器官,而卵巢壁中含有丰富的血管和血窦,因此通过血液循环卵巢中含有较高浓度的诺氟沙星。有关鳃对物质的吸收,其他文献也有报道。刘长发研诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估究报道了金鱼鳃对铅和镉的吸收过程,研究结果表明当铅或镉颗粒随水流经过鳃表面时,部分水铝矿颗粒吸附在鳃丝表面粘液上,铅或镉以载体转运方式进入鳃组织,再转移到血、液【474引。本实验结果显示,药浴给药后,检测到各组织中都有诺氟沙星大量存在,推测诺氟沙星可经鳃吸收。3.2诺氟沙星由亲虾到子代的传递氟喹诺酮类药物中含有疏水性的氟原子,氟原子使其亲脂性加强,组织渗透力增强【49】,因而该类药物能够透过质膜迅速扩散,通过被动转运进入膜内,其难易程度取决于其脂溶性和分子大小。诺氟沙星是氟喹诺酮类药物代表之一,分子量为319.34。有研究表明,分子量在250-500之间的药物易通过细胞膜【50】。中国对虾的繁殖方式是卵生,本研究结果显示诺氟沙星由亲虾转运到其卵及无节幼体中,与诺氟沙星通过卵膜被动扩散进入卵细胞内有关。目前,有关药物在哺乳动物由亲代到子代的传递过程已经有详细的研究,但在甲壳类动物中尚未见报道。对于哺乳动物来说,由母体一胎盘一胎儿形成一个生物学和药代动力学的单位,三者中胎盘对药物的传递起着重要的作用。药物在胎盘中的转运部位是血管合体膜(vasculo.syncyticalmembrane,VSM),它是由合体滋养细胞基底膜、绒毛间质、毛细血管内皮细胞等5层组成的薄膜。胎盘转运药物的方式主要有简单扩散、主动转运、胞饮作用及膜孔或细胞裂隙通过。几乎所有的药物都能通过胎盘屏障进入到胎儿体内。张娜【51】等研究表明,妊娠大鼠经lOOmg/kg头孢氨噻肟颈静脉注射后,在胎鼠中检测出药物浓度,血药浓度在给药5min中后达到11pg/mL,给药20min后达到高峰。邵欢【52】等研究报道,母羊静脉分别给予丹参粉制剂800、400、200mg,分别于0.083、0.5、1.5h均测得胎羊血浆中含有是丹参的有效成分.原儿茶醛,血药浓度给药剂量具有一定的相关性。张天型53l等研究表明,妊娠大鼠经腹腔注射V20s后,钒在妊娠的胚胎期和胎儿期均可透过胎盘进入胚胎/胎鼠体内,但胎鼠对钒有一定的屏障作用。Mansourt矧等研究表明,有机汞和无机汞均能通过胎盘传递进入胎儿体内,但是有机汞比无机汞更容易透过胎盘进行传递。本研究通过测定卵及无节幼体中诺氟沙星的浓度,明确了诺氟沙星可通过亲虾传递到子代体内,且卵及无节幼体中诺氟沙星含量与给药剂量具有一定相关性。诺氟沙星是否影响卵的孵化率,尚需进一步研究。21诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估第三章诺氟沙星在中国对虾幼体残留的研究在我国,中国对虾的育苗技术已十分成熟,但弧菌病等的发生降低了幼体成活率【551。诺氟沙星具有广谱抗菌作用【411,并且不易产生耐药性,因而常用于对虾育苗期间疾病的预防与治疗。药物残留问题直接影响着水产品质量安全,国内外对于诺氟沙星的残留研究集中在养成期‘5垂531,而对于苗种期幼体残留研究尚未见报道。本实验模拟实际养殖条件,研究不同给药浓度下诺氟沙星在中国对虾幼体中的残留,以期为诺氟沙星残留的风险评估提供依据。1材料与方法1.1材料1.1.1试验动物健康中国对虾无节幼体、蚤状幼体、糠虾幼体和仔虾幼体,购于昌邑市海丰水产养殖有限责任公司。以上幼体均为同一批亲虾孵化,且在变态后第l期取出用于实验。实验前暂养1d,连续充气。对虾幼体饲养于200L的PVC桶中,水温24。C,水溶氧5mg/L以上,PH7.8.8.4,盐度19。1.1.2实验药品和试剂同第二章1.1.2。1.2仪器同第二章1.21.3方法标准曲线的检测方法同第二章1.3.1。回收率及精密度的检测方法同第二章1.3.2。样品的处理方法同第二章1.3.4。测定条件同第二章1.3.5。1.3.1给药及取样中国对虾无节幼体、蚤状幼体、糠虾幼体和仔虾幼体各称取399,分别以4、诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估8和10mg/L3个浓度组药浴,每组设3个平行。药浴24h后,用干净的海水冲洗3遍,移到盛有干净海水的200LPVC白桶中,分别在O.5、1、1.5、2、3、4、6、9、12、24、36、48、72h各称取幼体lg,用于药物分析。另取未给药的幼体作空白对照。全部样品于.20℃冷冻保存,待用。1.3.2数据处理采用MicrosoftExcel2003软件,将浓度.时间数据用计算机拟合,求出消除速率常数(B)和消除曲线方程;采用公式tl/2=0.693/B计算消除半衰期(tl尼)。2结果2.1诺氟沙星在对虾幼体中的残留诺氟沙星在中国对虾幼体中的残留规律如图3.1(a、b、c、d)。药物在中国对虾幼体中的残留量随着给药浓度的增大而增大,随着时间点的推移总体都呈现出下降的趋势,且3种给药浓度下,蚤状幼体中药物残留量均最大,分别为0.332、0.397和0.45499/g。在给药浓度4和8mg/L时,无节幼体均于1.5h达到峰浓度,诺氟沙星含量分别为O.122和0.19499/g。在10mg/L浓度时于O.5h达到峰浓度0.40999/g:蚤状幼体在4、8和10mg/L给药浓度下均于1.5h达到峰浓度,诺氟沙星含量分别为0.332、0.397和0.4541上g/g;糠虾幼体在给药浓度4和8mg/L时均于O.5h达到峰浓度,分别为0.036和O.101lag/g。在10mg/L浓度时在1.5h达到峰浓度0.331I-tg/g;仔虾幼体在4、8和10rag/L3种给药浓度下均在0.5h达到峰浓度,分别为0.209、0.308和0.30699/g。诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估0.6O.5罢0.4国.2\no葺量皇0.3谜茗/L矮譬Oo0.20.1O0.5h1.5h3h6h12h36h72h时间/htimea无节幼体Nauplius0.60.5Q0.4喜越0.3蛏0.20.100.5h1.5h3h6h12h36h72h时间/htimeb蚤状幼体Zoea诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估O.6O.5∞CQ一00.4鎏营逶蔷蠖譬00o.30.2O.100.5hl-5h3h6htime12h36h72h时间/hc糠虾幼体Mysislarvae0.60.5们蛊Q.2、苗i■蛏呈oo0.4运蔷0.30.20.100.5h1.5h3h6htime12h36h72h时间/hd仔虾幼体Post.1arvae图3.1不同发育时期幼体中诺氟沙星的残留规律Fig3-1ResiduesofNorfloxacinatfourdevelopmentalstagesofFenneropenaeus诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估2.2诺氟沙星在中国对虾幼体中的消除中国对虾幼体经药浴给药后,数据经回归处理得到幼体中药物残留浓度(C)与时间(t)的关系的消除曲线方程、相关指数(r2)及消除半衰期(Tl/2)。见表3.1。表3.1药浴给药后中国对虾幼体内诺氟沙星消除方程及消除参数Table3―1EliminationequationandparametersofnorfloxacininFenneropenaeuschinensislarvaefollowingwateradministration药浴浓度发育时期消除曲线方程消除半衰期相关系数DippingDevelopmentalElimination(h)CorelationconcentrationstagesequationEliminitioncoefficienthalf-lifeNauplius'蚤状幼体C=0.5997e-0.52坝31.68,=O.8907Zoea1糠虾幼体C=0.1512e‘o?393饥42.24,=0.9041Mysislarvae仔虾幼体C=0.4648em?67铂‘24.48f2=o.8454Post.1arvae^8mg/L无节幼体C=0.3798e∞?478n34.83,=0.7513Nauplius蚤状幼体’C=0.5420em?5659‘29.28,=0.9783Zoea糠虾幼体C=0.1714em?6048t27.61问.89111Mysislarvae’仔虾幼体C=O.7237e-0?66瞅24.96,=O.8928Post.1arvae10mg/L无节幼体C=0.4229em?333斑49.85r2=o.8795Nauplius1蚤状幼体C=O.7098e∞?503A33.12,=0.9649Zoea糠虾幼体C=0.6421一脚m47.28r2=O.7596Mysislarvae仔虾幼体C=I.1417e-0.53鼢30.96r2=o.8575Post―larvae诺氟沙星在中国对虾养殖系统中的残留及风险评估3讨论3.1诺氟沙星的药效学在对虾育苗期间,导致弧菌病发生的最主要的病原菌有鳗弧茵(V.anguillarum)、溶藻弧菌(V.alginolyticus)和副溶血弧菌(V.parahaemolytics)等,对虾幼体菌血症可由副溶血弧菌、假单胞菌、气单胞菌等多种细菌混合感染发生159,60],该病病菌主要在血淋巴内【611。诺氟沙星是一种常用的喹诺酮类抗菌药物,通过作用于细菌DNA旋转酶、干扰细菌DNA合成而迅速杀菌。在水产上主要用于治疗鱼、虾、蟹、鳖等水产养殖动物的弧菌、嗜水气单胞菌、柱状杆菌、爱德华氏菌等引起的出血、烂鳃、肠炎、腹水、败血等细菌疾病‘421。陈俭清【62】等研究结果表明,诺氟沙星对嗜水气单胞茵的最小杀菌浓度(MBC)为O.161ag/mL,且药效随着药物浓度增加而增加。本研究显示,对于无节幼体,给药浓度位为4mg/L时,体内药物浓度最高为0.122“g/g,达不到MBC,起不到杀菌效果;给药浓度为8meJL和10mg/L时,体内的药物浓度分别在4h和6h之前达到MBC,起到不同程度的杀菌效果。对于蚤状幼体,3种给药浓度下,药物在幼体体内的浓度均在6h之前达到MBC,且在1.5h时均达到2MBC。对于糠虾幼体,给药浓度为4和8me:/L时,药物在幼体体内的浓度均达不到MBC。10mg/L时,药物在体内浓度在6h之前达到MBC,具有杀菌效果

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