卡巴氧(N, N’-二氧化甲基（2-喹噁啉基亚甲基）肼羧酸酯，CBX)是由美国辉瑞公司于十九世纪六十年代开发的喹噁啉类药物，主要被应用于猪促生长和猪痢疾以及细菌性肠炎的治疗。1991年，联合国粮农组织世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会（JECFA）在第36届次会议中推荐卡巴氧残留标示物为喹噁啉-2-羧酸（QCA），推荐猪肝脏和肌肉中QCA的最大残留限量分别是30μg/kg和5μg/kg。1998年，由于发现卡巴氧和脱二氧卡巴氧有致癌性，欧盟禁止将卡巴氧作为饲料添加剂使用。随后包括加拿大、日本以及中国开始将卡巴氧列入禁用药。2003年，JECFA重新对卡巴氧进行了评价，发现致癌物脱二氧卡巴氧在组织中残留的时间比之前认为的要长，甚至一些组织在休药期后仍然能检测到，因此认为QCA不适合作为残留标示物，撤销了QCA作为残留标示物的决定。从2003年至今，国内外有关卡巴氧残留消除规律的研究很少有报道，而所报道的检测方法绝大部分依然采用QCA作为残留标示物，这给卡巴氧的食品安全监控带来了安全隐患。因此，卡巴氧在食品动物体内的残留消除规律需要再次进行研究，进一步确证其残留标示物。兽药代谢规律研究是残留消除研究的前提，获取全面的代谢信息可以更好的分析其残留消除规律。本研究根据已有的报道，制备了卡巴氧原形及7种代谢物的标准品，建立了液质联用（LC/MS-IT-TOF）方法鉴定排泄物中代谢物，并建立动物样品（排泄物与组织）中卡巴氧及其多个代谢物高效液相色谱（HPLC）检测分析方法对代谢物进行定量。本课题中以猪、鸡和大鼠为对象研究了卡巴氧在这三种动物体内的代谢规律，同时以猪、鸡为对象，研究了卡巴氧在猪、鸡体内的残留消除规律。研究结果表明卡巴氧在猪、鸡中的残留靶组织均为肝脏，肝脏中脱二氧卡巴氧消除的速度比QCA更慢；同时FDA的报道指出脱二氧卡巴氧有致癌性，因此从残留监控考虑脱二氧卡巴氧更适合作为残留标示物。　　本研究主要内容包括：⑴根据FDA的报道，卡巴氧在动物体内的主要代谢途径包括侧链断裂形成卡巴醛；或者N-O键断裂脱氧形成脱一氧卡巴氧，继续脱氧形成脱二氧产物，最终这些代谢物侧链氧化生成QCA。本课题合成了卡巴氧（Cb0）原形和7种代谢物。这7种代谢物分别是N1-脱氧卡巴氧（Cb1）、N4-脱氧卡巴氧（Cb2）、脱二氧卡巴氧（Cb3）、卡巴醛（Cb4）、N1-脱氧卡巴醛（Cb5）、脱二氧卡巴醛（Cb6）以及QCA(Cb7)的甘氨酸结合物（Cb8）。本研究以邻硝基苯胺为原料，通过氧化、Beirut缩合反应合成重要中间体喹噁啉-2-丙酮醛缩二甲醇（FQDDA），FQDDA经脱氧后形成三种脱氧FQDDA（N1-，N4-，N1，N4-脱氧FQDDA）。以FQDDA原形和三种脱氧FQDDA为原料，在酸性条件下与肼基甲酸甲酯反应生成卡巴氧及三种脱氧卡巴氧；以FQDDA原形、N1-脱氧FQDDA和脱二氧FQDDA为原料，在酸性条件下水解生成三种卡巴醛。所合成化合物的质谱（MS）、核磁（NMR）、红外（IR）及紫外（UV）等质量标准确证均表明与理论结构相符，且化学纯度在95%以上，满足定量分析要求。⑵根据已报道的分析方法，对样品前处理条件的进行了优化并摸索了液相色谱条件，建立了一套新的卡巴氧及8种代谢物（Cb1、Cb2、Cb3、Cb4、Cb5、Cb6、Cb7、Cb8）的高效液相色谱（HPLC）定量分析方法。使用甲醇：乙腈（1:1）、2%偏磷酸20%甲醇等溶液对样品中的代谢物进行提取，采用HLB固相萃取小柱净化。对卡巴氧原形及代谢物Cb1、Cb2、Cb3、Cb4、Cb7、Cb8，首次采用甲醇、乙腈以及乙酸铵缓冲盐（pH=4.6）作为流动相，梯度洗脱；对代谢物Cb5、Cb6，采用乙腈和0.015%的氨水作为流动相，梯度洗脱，用HPLC在320nm紫外波长下测定所有的代谢物。不同组织中各化合物定量限（LOQ）和检测限（LOD）结果显示，猪、鸡的尿液、血浆、胆汁、肝、肾、肌肉、脂肪、心、肺、胃、大肠、小肠等组织中Cb0、Cb1、Cb2、Cb3的LOD为5μg/kg，LOQ为10μg/kg；Cb4、Cb5、Cb6、Cb7、Cb8、Cb9的LOD为10μg/kg，LOQ为20μg/kg；粪便中Cb0、Cb1、Cb2、Cb3的LOD为10μg/kg，LOQ为20μg/kg；Cb4、Cb5、Cb6、Cb7、Cb8、Cb9的LOD为20μg/kg，LOQ为40μg/kg。按各代谢物在组织中1、2、4倍定量限添加，添加平均回收率超过60%，日间变异系数小于12%。⑶采用LC/MS-IT-TOF鉴定排泄物中卡巴氧的代谢物，使用HPLC法对排泄物中卡巴氧及代谢物进行定量，最终确定卡巴氧的代谢方式和排泄回收率。一方面以合成的代谢物标品为对照，鉴定排泄物中这些代谢物并对其进行定量；另一方面根据碎片离子信息及同类药物的代谢规律推测可能存在的其他代谢物。按FDA推荐剂量(50 mg/kg)换算成一次性给药的给药量为5 mg/kg b.w.。给猪、鸡、大鼠灌服卡巴氧，给药后于不同时间点收集排泄物样品。结果显示，7 d内猪、鸡以及大鼠粪尿中药物排放回收率分别为81.7%、79.4%和80.3%。猪、鸡、大鼠体内均检测到了10种代谢物，除有标品对照的8种代谢物外，根据分子量、二级质谱以及同类药物代谢规律的对比还发现了另外两种可能的代谢物（喹噁啉-2-甲醇、N’-（喹噁啉-2-甲基）-肼基甲酸甲酯）。通过分析发现，卡巴氧的主要代谢方式与早期的报道一致，包括脱氧还原、侧链断裂氧化；同时推测，卡巴氧可能还存在碳氮双键还原以及脱二氧卡巴醛醛基还原等一些非主要代谢途径。⑷按临床推荐剂量（50 mg/kg）给猪、鸡饲喂含卡巴氧的饲料，研究卡巴氧在两种动物体内的消除规律，确定卡巴氧的残留标示物和残留靶组织。健康三元杂交猪26头、1月龄科宝肉鸡38羽连续饲喂卡巴氧添加量为50 mg/kg的饲料15 d，分别于停药后不同时间点宰杀动物，取动物的肝、肾、肌肉、脂肪、心脏、肺、胃、大肠和小肠。分别按上述液相方法测定卡巴氧及其主要代谢物的残留量。