新烟碱:我们食物链中的神经毒剂

现在人们普遍认为，蜜蜂种群会受到新烟碱类化合物的威胁，这是世界上最常用的杀虫剂。新烟碱类化合物还可以进入人类食物链，因为这些化学物质在使用后会在环境中存留数年。正因为如此，能够检测食品中这些化合物微量含量的方法对于确保食品供应安全是必要的。这些方法对于促进严格控制或禁止使用新烟碱类农药的国家的遵守和监测也至关重要。

什么是新烟碱类杀虫剂?它们是如何起作用的?

新烟碱是一种生物活性物质，化学性质类似于尼古丁，用于农业害虫防治，以保护作物植物。它们特别有用，因为它们对昆虫的毒性远远高于对人类或其他哺乳动物等其他物种的毒性。这是因为与哺乳动物(包括人类)相比，类烟碱能更好地与昆虫神经系统中的受体结合。

新烟碱通过与尼古丁乙酰胆碱受体结合而起作用，尼古丁与神经系统中的同一受体结合。这种受体自然地与乙酰胆碱结合以刺激神经系统。乙酰胆碱和尼古丁的结合是暂时的，但新烟碱的结合是永久的和不可逆的。这意味着受体被永久阻断，无法与它的天然伙伴乙酰胆碱结合。此外，持续的结合导致受体的不间断激活。尼古丁受体的永久性阻塞和过度刺激导致运动受损，瘫痪，最终死亡。

新烟碱可以通过包裹种子、作为“淋剂”喷洒到植物根部或喷洒到树叶上的方式施用。水溶性农药被植物系统地吸收，从而保护它们免受害虫的侵害，特别是那些咀嚼或吮吸植物汁液的害虫。这种保护通常持续整个植物的生命周期，因为新烟碱是相对持久的化学物质。而且，新烟碱类杀虫剂不像接触式杀虫剂那样涂在植物表面，它不能被洗掉。

对蜜蜂和食物链的影响

当新烟碱类杀虫剂污染环境时，其水溶性和持久性就会成为一个问题，例如，它会渗入地表水和地下水，或作为被包裹的种子的灰尘进入空气，或从喷雾剂中飘散。这种污染可以累积，新烟碱类化合物可以持续数年，从而暴露非目标生物，如蜜蜂。据报道，慢性暴露于亚致死剂量的新烟碱类杀虫剂损害蜜蜂健康打扰重要的蜜蜂的行为并可能有助于蜂群衰竭失调-对全球蜜蜂种群和我们自己的粮食安全构成严重威胁。

蜜蜂数量和其他非目标昆虫种群的减少，正在对以昆虫为食的水生和鸟类物种产生连锁反应。据报道，农业用地周围的水昆虫和鸟类物种的多样性明显低于其他用途的土地周围。新烟碱类化合物对人类食物链的影响也有报道，在许多供人类食用的食品中检测到新烟碱类化合物，例如蜂蜜．虽然新烟碱类杀虫剂对人类的毒性相对较低，大多数人几乎不接触新烟碱类杀虫剂，但它不是一种健康物质。

检测食品中的新烟碱

现在，对食品进行新烟碱类化合物及其代谢物检测已成为常规，使用的方法是高度敏感、选择性和精确，如液相色谱串联质谱法(质/女士)．开发了一种同时高通量检测和定量多种新烟碱类分析物的LC-MS/MS方法，该方法利用了数据独立的SWATH采集和使用QuEChERS(快速、简单、廉价、有效、坚固和安全)的样品制备。SWATH采集可以连续采集整个质量范围内所有离子的产物离子光谱，不仅为新烟碱类杀虫剂，而且为其他农药及其代谢物的筛选、鉴定和量化提供高分辨率数据(见图2)。

图2: 通过SWATH采集方法分析190种农药的实例数据。通过SWATH采集，每个样品都有一个数字数据存档，以便将来可以回顾性地调查其他污染物。信贷:SCIEX

该方法已被证明检测190种农药残留在各种蔬菜和水果，并已列入更新版欧盟农药残留参考实验室的单一残留方法用于动物源性产品(如肌肉、肝脏、肾脏和牛奶)中各种农药代谢产物和部分酸性农药的分析。类似的LC-MS/MS方法也被用于筛选人类尿液样本监测人体暴露为了测量摄入的新烟碱的排泄．

随着对人类的风险长期暴露于特定的新烟碱类杀虫剂，以及暴露于新烟碱类杀虫剂组合可能产生的影响，目前在很大程度上仍是未知的，谨慎的做法是继续监测食物和环境中的新烟碱类杀虫剂水平，甚至是那些由于职业可能暴露于高于平均水平的人群。

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