摘 要 建立了牛奶中8類禁用藥物的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(LCMS/MS)檢測(cè)方法。分析物包括5種硝基咪唑、7種β受體激動(dòng)劑、9種雄性激素、7種糖皮質(zhì)激素、3種雌性激素、2種鎮(zhèn)靜劑、1種氯霉素以及6種二羥基苯甲酸內(nèi)酯共40種禁用藥物。樣品以β葡萄糖苷醛酶/芳基硫酸酯酶在乙酸銨緩沖液中酶解,用氨化和酸化乙腈各提取一次。提取液經(jīng)改良的分散固相萃?。≦uEChERS)凈化,濃縮后采用C18色譜柱分離(150 mm×2.1 mm i.d.,3.0
SymbolmA@ m)。以甲醇和水(含0.1%甲酸)、乙腈和水分別作為正、負(fù)電噴霧離子化模式的色譜分離流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫,多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式進(jìn)行定性和定量分析。7種藥物以內(nèi)標(biāo)法定量;33種藥物以基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線外標(biāo)法定量, 氯霉素在0.02~0.4
SymbolmA@ g/kg;39種藥物在0.20~10.0
SymbolmA@ g/kg范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)(r)均大于0.99;定量限(S/N=10)在0.07~0.93
SymbolmA@ g/kg之間。分別以各個(gè)藥物0.5, 1和2倍MRPL(Minimum required performance limits)濃度水平加標(biāo)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),回收率范圍60.3%~119.3%范圍;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于18.9%。
[KH*3/4D][HTH]關(guān)鍵詞 [HTSS]硝基咪唑; β受體激動(dòng)劑; 雄性激素; 糖皮質(zhì)激素; 雌性激素;鎮(zhèn)靜劑; 氯霉素; 二羥基苯甲酸內(nèi)酯; 牛奶; 液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜; 分散固相萃取
[HT][HK]
[FQ(32,X,DY-W][CD15] 20110926收稿;20111115接受
本文系國(guó)家自然科學(xué)基金(No.21107074)、中國(guó)博士后基金(No.20100480361)和深圳出入境檢驗(yàn)檢疫局博士后基金(No.2010101)資助項(xiàng)目
Email: yuezhenfeng@163.com[HT]
1 引 言
β受體激動(dòng)劑、合成激素和二羥基苯甲酸內(nèi)酯類藥物具有增加飼料轉(zhuǎn)化率、增加蛋白沉淀的作用,曾廣泛用于動(dòng)物的促生長(zhǎng)和育肥\\[1,2\\]。氯霉素\\[3\\]、硝基咪唑\\[4\\]屬于抗菌和抗原蟲類藥物,常用于禽畜類疾病和感染的預(yù)防和治療。鎮(zhèn)靜劑能抑制腦干及大腦皮質(zhì)活動(dòng),可使動(dòng)物嗜睡以減少運(yùn)輸或屠宰中的損耗\\[5\\]。已有研究表明, 上述幾類藥物在動(dòng)物肌肉、內(nèi)臟及相關(guān)產(chǎn)品中的殘留可能對(duì)消費(fèi)者造成中毒、抗藥性、致癌、致畸和致突變性等損害\\[6~8\\]。我國(guó)農(nóng)業(yè)部235號(hào)公告明確規(guī)定,在動(dòng)物性食品中不得檢出氯丙嗪、地美硝唑、甲硝唑、丙酸睪酮等治療藥物,禁止將氯霉素、克倫特羅、洛硝達(dá)唑、己烯雌酚、玉米赤霉醇等藥物用于食源性動(dòng)物 \\[9\\]。許多國(guó)家和地區(qū)已將這些藥物列為禁用藥物\\[10~12\\]。然而受到利益驅(qū)使,近年來濫用違禁藥物造成動(dòng)物源食品中藥物殘留超標(biāo)的食品安全事件頻見報(bào)道。
建立動(dòng)物源食品中多類禁用藥物的篩查和測(cè)定方法有利于提高效率、減少處理步驟和降低成本 \\[13\\]。然而,禁用藥物的殘留濃度低、不同類型藥物的理化性質(zhì)差異大、基質(zhì)復(fù)雜干擾大,故樣品前處理是多殘留分析的難點(diǎn)之一。本課題組參考以分散固相萃取用于飼料中多種激素分析的研究\\[14\\],采用改良的QuEChERS方法結(jié)合LCMS/MS分析,建立了牛奶中8類禁用藥物多殘留的篩查和定量方法。相比現(xiàn)有方法具有更高的效率、更簡(jiǎn)便的前處理過程,且各項(xiàng)性能滿足殘留分析要求。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 儀器與試劑
API5000 型四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜儀配電噴霧離子源(美國(guó)AB公司);1200型高效液相色譜儀和Eclipse Plus C18色譜柱(150 mm×2.1 mm,3.0
SymbolmA@ m,美國(guó)Agilent公司);漩渦振蕩混合器(美國(guó)Thermo公司);Sigma低溫離心機(jī)(美國(guó)Sigma公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮儀(德國(guó)Heidolph公司);Gilson移液器(法國(guó)Gilson公司)。
40種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和7種同位素內(nèi)標(biāo)物質(zhì)(純度≥99%)購(gòu)自美國(guó)Sigma Aldrich公司、德國(guó)Dr. Ehrenstorfer公司和WITEGA公司。β葡糖苷醛甙酶芳基硫酸酯酶(德國(guó)Helix Pomatia公司);甲醇、乙腈、乙酸乙酯和甲酸(HPLC純,德國(guó)Merck公司);乙酸銨(HPLC純,美國(guó)Fisher公司);N丙基乙二胺吸附劑(PSA)、十八烷基鍵合硅膠吸附劑(C18)、佛羅里硅土、石墨化碳黑(GCB)(天津博納艾杰爾公司)。
2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液和緩沖溶液的制備
稱取各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)10 mg(精確到0.1 mg),以甲醇(或乙腈)配制成濃度100.0 mg/L的單標(biāo)儲(chǔ)備溶液。按藥物分類稀釋為10.0 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。所有溶液于
Symbolm@@ 30 ℃避光儲(chǔ)存。使用前移取適量混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,以初始流動(dòng)相或空白樣品提取液逐級(jí)稀釋成工作液,現(xiàn)用現(xiàn)配。另稱取7.7 g乙酸銨溶于480 mL水中,冰乙酸調(diào)節(jié)溶液pH值至5.2,以水定容到500 mL,得到乙酸銨緩沖溶液。
分 析 化 學(xué)第40卷
第5期張 毅等: 分散固相萃取凈化與液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定牛奶中8類禁用藥物殘留
2.3 色譜/質(zhì)譜條件
正離子模式下以0.1%甲酸水溶液為流動(dòng)相A,0.1%甲酸甲醇溶液為流動(dòng)相B。梯度洗脫程序:0.0 min (10%B) →4.0 min (35%B) →5.0 min (50%B) →8.0 min (95%B) →10.0 min (95%B) →13.0 min (10%B)→22.0 min (10%B)。負(fù)離子模式下以水為流動(dòng)相A,乙腈為流動(dòng)相B。梯度洗脫程序:0.0 min (20%B) →7.0 min (98%B) →10.0 min (20%B)→16.0 min (20%B)。柱溫:30℃;進(jìn)樣體積:10
SymbolmA@ L;流速:250
SymbolmA@ L/min。
電噴霧電離正離子模式(ESI+):噴霧電壓4500 V,霧化氣壓力345 kPa,去溶劑氣壓力448.5 kPa,氣簾氣壓力138 kPa,碰撞氣壓力41.4 kPa,離子源溫度450 ℃。負(fù)離子模式(ESI-):噴霧電壓4500 V,霧化氣壓力345 kPa,去溶劑氣壓力345 kPa,氣簾氣壓力172.5 kPa,碰撞氣壓力69 kPa,離子源溫度500 ℃。
2.4 樣品預(yù)處理
2.4.1 樣品提取 深圳當(dāng)?shù)厥惺廴D蹋Q取2 g樣品(精確到0.01 g)于具塞離心管中,加入內(nèi)標(biāo)工作液和8 mL乙酸銨緩沖液,均質(zhì)后加入30
SymbolmA@ L酶解液,37 ℃溫育12 h。加入15 mL 1%氨水乙腈溶液和5.0 g 無(wú)水Na2SO4,渦旋混勻1 min后,在4 ℃、9500 r/min下離心5 min,收集上清液。剩余部分加入15 mL 1%乙酸乙腈溶液,提取15 min后經(jīng)離心,取上層清液與前次提取液合并,待凈化。
2.4.2 樣品凈化 將混合吸附劑一次性加入裝有提取液的離心管,渦旋分散。在4 ℃,以9500 r/min離心5 min后, 將有機(jī)相移至圓底燒瓶,42 ℃減壓蒸發(fā)至近干。10%甲醇水溶液溶解濃縮物并定容至2.0 mL,過0.22
SymbolmA@ m濾膜,供測(cè)定。
3 結(jié)果與討論
3.1 酶解影響
動(dòng)物體內(nèi)的部分β受體激動(dòng)劑、激素藥物殘留是以結(jié)合態(tài)存在,提取前需經(jīng)水解或酶解使結(jié)合態(tài)藥物游離出來。實(shí)驗(yàn)考察了酶解與未酶解樣品中各種藥物的回收率,發(fā)現(xiàn)酶解樣品中沙丁胺醇、克倫特羅和非諾特羅的回收率提高23%~45%\\[1\\],其它藥物回收率變化小于20%。盡管酶解未顯著影響大部分藥物的回收率,但酶解后的基質(zhì)更復(fù)雜,需要采用更有效的樣品提取和凈化方法。
3.2 質(zhì)譜分析條件優(yōu)化
采用微量擠壓泵連續(xù)進(jìn)樣的方式,以各個(gè)藥物的標(biāo)準(zhǔn)溶液(2.0 mg/L)進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜全掃描(Full scan),確定其準(zhǔn)分子離子。氯霉素、3種雌激素、6種二羥基苯甲酸內(nèi)酯類藥物及2種內(nèi)標(biāo)物在ESI-模式下獲得準(zhǔn)分子離子峰,其它30種化合物和5種內(nèi)標(biāo)物均在ESI+模式下獲得準(zhǔn)分子離子峰。參考?xì)W盟2002/657/EC指令\\[11\\],以準(zhǔn)分子離子為母離子進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜掃描,選擇豐度較高的兩個(gè)碎片離子作為定量和定性離子,分別優(yōu)化各個(gè)離子對(duì)的去簇電壓(Declustering potential, DP)、碰撞能(Collision energy, CE)以及碰撞室出口電壓(Collision cell exit potential, CXP)。綜合所有離子對(duì)獲得最強(qiáng)響應(yīng)信號(hào)時(shí)質(zhì)譜條件,優(yōu)化了質(zhì)譜離子源溫度、氣簾氣壓力、霧化氣壓力和輔助氣壓力。
3.3 色譜分離條件優(yōu)化
以甲醇水、乙腈水及其分別添加2.0 mmol/L乙酸銨(含0.1%甲酸)為流動(dòng)相,C18為色譜柱,考察40種藥物在不同流速和流動(dòng)相條件下的分析結(jié)果。結(jié)果表明,采用200和300
SymbolmA@ L/min流速不及以250
SymbolmA@ L/min流速的靈敏度高。ESI+模式以甲醇和水為流動(dòng)相的靈敏度高于乙腈和水,加入甲酸可顯著提高分析物的響應(yīng)信號(hào)。ESI-模式以乙腈水的靈敏度明顯高于甲醇水,其原因是乙腈更有利于分析物的去質(zhì)子化。由于多殘留分析需要同時(shí)檢測(cè)幾十對(duì)甚至上百對(duì)離子對(duì),駐留時(shí)間過短將影響方法性能。本實(shí)驗(yàn)采用Analyst 1.5.1工作站鎖定各個(gè)化合物的保留時(shí)間,并在保留時(shí)間前后80 s采集該離子對(duì)信號(hào),以確保待測(cè)物色譜峰的重現(xiàn)性和靈敏度。40種禁用藥物和7種內(nèi)標(biāo)物的定性/定量離子對(duì)、保留時(shí)間和質(zhì)譜參數(shù)見表1(詳表見: http://www.analchem.cn/table/111093.pdf)。
內(nèi)標(biāo)物質(zhì) Isotope internal standard(7種,7 Compounds)
D6萊克多巴胺D6ractopamine308.2/290.28.751318
[BHDFG3,WKZQ0W] *: 定量離子對(duì)(Quantitative transition)。[BG)W][HT][]
3.4 樣品前處理?xiàng)l件的優(yōu)化
3.4.1 提取溶劑的選擇 40種藥物包括含有氨基或亞氨基的β受體激動(dòng)劑、鎮(zhèn)靜劑、糖皮質(zhì)激素、雄性激素和雌性激素,中性至酸性的硝基咪唑類和二羥基苯甲酸內(nèi)酯類藥物。實(shí)驗(yàn)比較了乙睛、乙酸乙睛(1∶99, V/V)和氨水乙腈(1∶99, V/V)、甲苯乙腈(1∶3, V/V)、乙酸乙酯、丙酮乙酸乙酯(1∶2, V/V)、甲醇和甲醇乙腈(1∶1, V/V)提取40種藥物的回收率,如圖1所示。其中甲醇及其混合溶劑的共萃取物較多,且難以與水相分層;乙酸乙酯及其混合溶劑提取硝基咪唑類、糖皮質(zhì)激素類和雌性激素類藥物的回收率低20%。甲苯乙腈可較好地提取大部分目標(biāo)藥物。但甲苯具有毒性,不作為首選使用。乙腈能有效沉淀蛋白質(zhì),但對(duì)克倫特羅、沙丁胺醇、醋酸可的松和丙酸倍氯米松等pKa>9的藥物以及甲硝唑、羥甲基甲硝咪唑等弱酸性藥物的提取率較低。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 以氨化乙腈和酸化乙腈分兩次提取樣品,偏堿性或偏酸性藥物回收率均有改善,總體回收率為42%~135%。其原因可能是乙腈中添加酸或堿能有效抑制藥物的離子化,從而增加分析物在有機(jī)相中的分配比例。
[TS(][HT5”SS]圖1 提取溶劑對(duì)牛奶樣品中8種代表性藥物回收率的影響?yīng)?/p>
Fig.1 Influence of selected solvents on the recoveries of 8 representative compounds in bovine milk
1. 甲硝唑(Metronidazole);2. 克倫特羅(Clentuterol);3. 睪酮(Testosterone);4. 倍他米松(Betanethasone);5. 己二烯雌酚(Dienestrol);6. 氯丙嗪(Chlorpromazine); 7. 氯霉素(Chloramphenicol);8. 玉米赤霉酮(Zearalanone);A. 乙腈(Acetonetrile);B. 乙酸乙腈 (Acetic acidacetonetrile, 1∶99, V/V);C. 氨水乙腈(Ammoniaacetonetrile, 1∶99, V/V);D. 甲苯乙腈(Tolueneacetonetrile, 1∶3, V/V);E. 乙酸乙酯(Ethyl acetate);F. 丙酮乙酸乙酯(Ethyl acetateacetone, 1∶2, V/V);G. 甲醇(Methanol);H. 甲醇乙腈(Methanolacetonetrile, 1∶1, V/V)。
3.4.2 QuEChERS吸附劑的選擇和優(yōu)化 現(xiàn)有商品化QuEChERS吸附劑不適用于理化性質(zhì)差異大的多種藥物殘留的樣品前處理。實(shí)驗(yàn)分別以一定量的弗羅里硅土、GCB、PSA、C18與200~500 mg無(wú)水MgSO4混合,凈化加標(biāo)水平為2.0
SymbolmA@ g/kg(氯霉素為0.2
SymbolmA@ g/kg)的牛奶樣品,考察各個(gè)藥物的回收率。結(jié)果表明,弗羅里硅土作為強(qiáng)極性吸附劑,無(wú)法去除提取液中的脂類、糖類雜質(zhì),僅10余種藥物回收率在50%~120%范圍。GCB通常用于去除植物提取液中的色素成分,因其可吸附較強(qiáng)的帶苯環(huán)官能團(tuán)的藥物\\[16\\],大部分β受體激動(dòng)劑、二羥基苯甲酸內(nèi)酯類藥物和雌激素的回收率小于50%。PSA能有效去除基質(zhì)中的脂肪酸和甾醇類基質(zhì),但凈化后的提取液有油脂殘留,且包括硝基咪唑類、糖皮質(zhì)激素類等10種藥物的回收率小于50%??紤]到PSA作為堿性吸附填料對(duì)酸性藥物有吸附作用,提取時(shí)需添加一定的酸以減少損失\\[17\\]。C18可有效去除脂類、糖類等親脂型雜質(zhì)。但過量的C18也吸附氟甲睪酮、氫化可的松、丙酸睪酮等親脂性較強(qiáng)藥物。多殘留檢測(cè)方法需要在檢測(cè)靈敏度、最佳凈化效果和合理回收率之間尋求平衡點(diǎn)。使用以上4種吸附劑與無(wú)水MgSO4的組合無(wú)法使全部藥物獲得滿意的回收率。因此,實(shí)驗(yàn)繼續(xù)考察其中PSA, C18和無(wú)水MgSO4混合的凈化效果。結(jié)果表明,每克樣品以50 mg PSA, 20 mg C18和300 mg無(wú)水MgSO4的混合吸附劑凈化,可獲得凈化效果和回收率之間較好的平衡。經(jīng)優(yōu)化的QuEchERS凈化的提取液呈無(wú)色、透明澄清,40種藥物的總體回收率為48%~122%。圖2為空白牛奶加標(biāo)的定量離子色譜圖(部分藥物)。
[TS(][HT5”SS] 圖2 空白牛奶基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液的定量離子色譜圖(氯霉素為0.10
SymbolmA@ g/kg,其它藥物為1.0
SymbolmA@ g/kg)
Fig.2 Chromatograms of quantification transitions of blank bovine milk matrixmatched standard (0.10
SymbolmA@ g/kg for chloramphenicol, 1.0
SymbolmA@ g/kg for other drugs)[HT][TS)]
3.5 分析方法的評(píng)價(jià)
3.5.1 方法的線性范圍、 檢出限和定量限 對(duì)克倫特羅、沙丁胺醇、萊克多巴胺、洛硝達(dá)唑、氯霉素、己二烯雌酚、氯丙嗪以內(nèi)標(biāo)法定量,其余33種藥物以基質(zhì)曲線外標(biāo)法定量。用空白樣品提取液配制濃度為0.1~10.0
SymbolmA@ g/kg(氯霉素為0.01~1.0
SymbolmA@ g/kg)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,以濃度為橫坐標(biāo)(x,
SymbolmA@ g/kg)和定量離子對(duì)峰面積為縱坐標(biāo)(y)進(jìn)行線性回歸計(jì)算,所得相關(guān)系數(shù)均大于0.99。根據(jù)3倍和10倍信噪比確定化合物的檢出限(LOD)和定量限(LOQ)。樣品中40種藥物的LODs為0.02~0.28
SymbolmA@ g/kg; LOQs為0.07~0.93
SymbolmA@ g/kg。表2列出部分藥物的線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)、LODs和LOQs(詳表見: http://www.analchem.cn/table/11093.pdf)。
3.5.2 方法的回收率與精密度 參考各個(gè)藥物的MRPL值,無(wú)MRPL值的參考其同類藥物的MRPL值,以0.5, 1, 2倍MRPL濃度水平考察方法的添加回收率和精密度??傮w回收率為60.3%~119.3%; RSD為3.0%~18.9%(表3), 結(jié)果令人滿意。
[KH*4D][HT5”SS][*4]表3 牛奶基質(zhì)中40種藥物的回收率和精密度(0.5, 1和2倍MRPL加標(biāo)濃度水平,n =6)(簡(jiǎn)表)
Table 3 The recoveries and accuracies of 40 drugs in spiked bovine milk. (at half minimum required performance limits (MRPL), the MRPL and double MRPL, n =6) (Brief table)
[HT6SS][BG(][BHDFG3,WK24,WK11\\.3W]化合物種類
Species加標(biāo)濃度Spiked (
SymbolmA@ g/kg)回收率Recovery (%)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD (%)
硝基咪唑 Nitroimidazoles1.0, 2.0, 4.060.3~119.34.0~17.0
β受體激動(dòng)劑 βAgonists0.5, 1.0, 2.063.3~107.84.8~14.9雄性激素 Androgens0.5, 1.0, 2.0
62.5~108.93.4~13.2糖皮質(zhì)激素 Glucocorticoids1.0, 2.0, 4.060.5~108.23.6~18.9雌性激素 Esterogens1.0, 2.0, 4.063.4~106.55.9~16.1鎮(zhèn)靜劑 Sedatives0.5, 1.0, 2.070.5~109.65.6~15.1氯霉素 Chloramphenicol0.05, 0.01, 0.0272.2~97.64.4~10.7二羥基苯甲酸內(nèi)酯 Rasorcylic acid lactones (RALs)
1.0, 2.0, 4.060.4~108.93.0~12.8[BHDFG1*2,WKZQ0W][BG)W][HT][]
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1(Food Inspection Center, Shenzhen EntryExit Inspection and Quarantine Bureau, Shenzhen 518045, China)
2(Institute for Nutrition and Food Safety, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China)
Abstract A method was developed for determination of 8 species of unauthorized drugs in bovine milk by liquid chromatographytandem mass spectrometry (LCMS/MS). All target drugs covered 5 nitroimidazoles, 7 βagonists, 9 androgens, 7 glucocorticoids, 3 estrogens, 2 sedatives, 1 chloramphenicol and 6 resorcylic acid lactones. After homogenization, the sample was mixed with βglucuronidase/arylsulfatase for enzymatic reaction in ammonia acetate buffer and followed by extraction with basic and then acidic acetonitrile solutions. Cleanup of the extracts was processed by a modified dispersive solid phase extration(QuEChERS). The analystes were then separated by a C18column (150 mm×2.1 mm i.d., 3.0
SymbolmA@ m) utilising gradient elution with methanol/water (containing 0.1% formic acid) and acetontrile/water, and finally detected by tandem mass spectrometry in positive/negative ESI mode. Identification and quantification were achieved by LCMS/MS with multireaction monitoring. Isotope internal standards for 7 compounds and matrixmatched calibrations were respectively used to quantify the residue contents. Good linearity in response was obtained in the concentration range of 0.02-0.40
SymbolmA@ g/kg for chloramphenicol and 0.20-10.0
SymbolmA@ g/kg for the other 39 analytes, with correlation coefficients larger than 0.99. The limits of quantification (S/N=10) was around 0.07-0.93
SymbolmA@ g/kg. Method validation was carried out at half minimum required performance limits (MRPL), MRPL and double MRPL level of each substance, and the recoveries were in the range of 60.3%-119.3% with relative standard deviations (RSD) smaller than 18.9%.
Keywords Nitroimidazoles; βAgonists; Androgens; Glucocorticoids, Estrogens; Sedatives; Chloramphenicol; Resorcylic acid lactones; Bovine milk; Liquid chromatographytandem mass spectrometry; Dispersive solid phase extraction
(Received 26 September 2011; accepted 15 November 2011)
第40卷2012年5月 分析化學(xué) (FENXI HUAXUE) 研究報(bào)告Chinese Journal of Analytical Chemistry 第5期730~734
[BW(B(S*3/4,0,)][CD44][BW)]
DOI: 10.3724/SP.J.1096.2012.10638