《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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本文开发了一种基于单步合成荧光二吡咯酮的氨苄西林检测新方法，灵敏度高（检测限20.6 ng/mL），适用于牛奶中抗生素残留的快速检测，无需样本前处理且操作简便，为食品安全监控提供新途径。
阿博巴克尔·A·穆罕默德（Abobakr A. Mohamed）| 谢伊玛·M·哈姆迪（Shaima M. Hamdy）| 哈桑·M·A·阿卜杜勒巴基（Hassan M.A. Abdelbaky）| 多哈·A·阿卜杜勒马吉德（Doha A. Abdelmageed）| 穆罕默德·I·A·哈梅德（Mohammed I.A. Hamed）| 艾哈迈德·M·科拉尼（Ahmed M. Korany）| 穆罕默德·艾哈迈德·埃尔赛义德（Mohammed Ahmed Elsayed）| 马哈茂德·A·奥马尔（Mahmoud A.Omar）| 哈尼·S·阿卜杜勒蒙塔莱布（Hani Sh. Abdelmontaleb）
埃及法尤姆大学药学院药物分析化学系
摘要
阿米卡辛（Amikacin）是一种常用于兽医领域的抗生素，主要用于治疗和预防某些疾病。本研究介绍了一种灵敏且简便的光谱荧光方法，用于检测实际牛奶样品中的阿米卡辛。该方法通过一步合成完全共轭的、平面的、阳离子性的二芳基吡咯酮衍生物来实现这一目标。这种荧光反应使得在390纳米激发波长下，能够在485纳米的发射波长处灵敏地检测牛奶中的阿米卡辛。检测限和定量限分别为20.60 ng/mL和62.5 ng/mL，适用浓度范围为80.0–400.0 mg/mL。该方法具有较好的回收率，为监测残留抗生素对公共健康和生态完整性的潜在风险提供了有效途径。
引言
阿米卡辛（AMK）被广泛用于治疗由革兰氏阴性菌引起的多种细菌感染。由于其广谱抗菌活性和较低的成本，它在兽医治疗和畜牧业中得到广泛应用[1]。然而，阿米卡辛存在耳毒性和肾毒性等副作用，这些副作用可能对人类健康构成威胁[1]。此外，长期使用阿米卡辛可能导致组织中残留高浓度且难以清除的代谢物。食品（尤其是牛奶）中的这些残留物可能导致不同病原体和细菌菌株产生抗药性，从而危及消费者健康。因此，为了规范阿米卡辛的使用并保护公共健康和食品安全，动物产品（尤其是牛奶）中的阿米卡辛浓度应控制在45 mg/L以下[2][3][4]。由于阿米卡辛结构中含有多个羟基和氨基，且缺乏发色团或荧光团，其在分析过程中的检测颇具挑战性。基于这些原因，我们开发了一种新的荧光检测方法用于检测动物产品（牛奶）中的阿米卡辛。
尽管已有许多阿米卡辛检测方法被报道，包括高效液相色谱（HPLC）[5–29]、比色法[30–32]、分光光度法[33–36]、光谱荧光法[38–41]、电泳法[42–45]、化学发光法[46–48]和电化学法[49–51]等，但本研究提出的方法具有更低的检测限，表明其灵敏度优于以往的光谱方法。尽管该方法在灵敏度上略低于LC-MS方法，但仍足以实现牛奶中阿米卡辛的准确检测，并具有分析时间短、操作简便、准确度高、特异性强等优点。此外，该方法无需样品预处理或复杂操作，适用于质量控制实验室。据我们所知，目前尚无直接利用光谱荧光法检测牛奶中阿米卡辛的研究。因此，建立一种简单便捷的荧光检测方法具有重要意义。
荧光胺（Fluorescamine）本身是非荧光试剂，但在与伯胺反应后会转化为高荧光衍生物。这一特性使其成为分析含有游离氨基团的化合物（如抗生素、氨基酸、蛋白质和肽）的理想荧光试剂[52]。尽管荧光胺价格较高，但在灵敏度和操作简便性方面具有显著优势。该方法无需特殊条件或多步骤反应，样品制备过程简单快捷。
因此，荧光胺被广泛用于检测含有氨基团的多种分析物（如氨基糖苷类[53, 54]）。与其他荧光反应（如汉茨施反应[55]和NBD-Cl参与的亲核取代反应[56]相比，虽然这些方法的灵敏度更高，但它们通常需要耗时且操作繁琐，且需要在较高温度下进行。另一种常用的伯胺检测方法是使用邻苯二甲醛在2-巯基乙醇和硼酸盐缓冲液（pH 9.7）中进行衍生化[57]，或使用丹磺酰氯（DNS-Cl）[58]。尽管这些方法的灵敏度较高，但反应时间较长，且试剂空白值较高[57, 58]。相比之下，荧光胺方法快速、只需一步反应且可在室温下进行。此外，荧光胺及其水解产物均不具荧光性，从而减少了背景干扰。
值得注意的是，目前尚无报道利用荧光法直接检测牛奶中阿米卡辛的方法。因此，本研究旨在开发一种新的荧光检测方法。
本研究采用一步合成法，使阿米卡辛与呋喃酮试剂（荧光胺）在硼酸盐缓冲液（pH 9）中反应生成二芳基吡咯酮衍生物，并在485纳米处测量其荧光强度，从而实现了首次直接且特异性地检测牛奶中的阿米卡辛。
所用材料与试剂
阿米卡辛硫酸盐由AMOUN公司提供，未经进一步纯化直接使用。牛奶样品来自法尤姆大学农业学院乳品科学系，未添加任何防腐剂或添加剂。荧光胺（Sigma-Aldrich Chemie GmbH，德国，纯度0.99%）以0.72 mM的浓度溶解在丙酮中。其他试剂包括乙醇、甲醇、丙酮、乙腈、氢氧化钠、硼酸、盐酸和乙二胺等。
荧光原理
我们的荧光反应旨在通过一步合成完全共轭的、平面的二芳基吡咯酮衍生物来增强阿米卡辛的荧光性（图1）。该衍生物在390纳米激发后能在485纳米处发出荧光，从而实现阿米卡辛的灵敏检测。
方法评估
所提出的方法具有高灵敏度、准确性和简便性等优点。检测限和定量限分别为20.60 ng/mL和62.50 ng/mL，适用浓度范围为80.0–400 mg/mL。该方法绿色环保，符合现代分析化学的发展趋势，旨在减少有害试剂的使用、降低能耗和废物产生，同时保持分析方法的高效率和性能。
结论
本研究通过一步合成增强了阿米卡辛的荧光性，从而实现了其在牛奶样品中的残留检测。该方法具有较高的灵敏度和准确性，适用于实际应用。
[39, 40, 43, 44, 75]
