[HT][HK40][HT5”H]摘要[HTSS]用瑞利散射光譜法研究了魚血清蛋白在不同濃度有機(jī)弱酸水溶液中的變性情況,并結(jié)合液相色譜法討論了魚肉樣品中主要基體蛋白質(zhì)與魚油對(duì)喹諾酮類藥物(QNs)殘留提取的影響。研究表明, 0.5 mol/L檸檬酸水溶液可引起蛋白質(zhì)緩慢且完全變性,導(dǎo)致蛋白質(zhì)與QNs絡(luò)合物離解,釋放結(jié)合的藥物。本研究以檸檬酸水溶液為生物親和提取液,發(fā)展了一種高效樣品前處理方法,結(jié)合高效液相色譜法測(cè)定了魚肉中QNs殘留。樣品前處理過程為:稱取適量勻漿后的魚肉樣品于聚四氟乙烯管中,以0.5 mol/L檸檬酸水溶液提取QNs殘留2次,分別取2 mL提取液加入PSA和Cleanert NH2 混合顆粒吸附劑進(jìn)行凈化。本方法用于測(cè)定魚肉樣品中的依諾沙星、諾氟沙星、環(huán)丙沙星、洛美沙星、恩諾沙星和加替沙星,回收率為82.0%~95.2%,RSD為1.9%~5.8%,檢出限為0.0055~0.016 mg/kg。方法步驟簡單、快速、可靠、環(huán)境友好。
1引言
喹諾酮類藥物(Quinolones,QNs) 是一類人工合成的抗菌藥,其中最為常見的是依諾沙星(Enoxacin,ENX),諾氟沙星(Norfloxacin,NOR),環(huán)丙沙星(Ciprofloxacin,CIP),洛美沙星(Lomefloxacin,LOM),恩諾沙星(Enrofloxacin,ENR)和加替沙星(Gatifloxacin,GAT)等。QNs具有低廉的價(jià)格和良好的廣譜抗菌性,被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。然而,QNs在水產(chǎn)品中的過量殘留會(huì)引起食用者腸道菌群失衡,甚至癌變,從而威脅人類健康[1]。世界食品法典委員會(huì)和世界各國對(duì)水產(chǎn)品中QNs殘留均有嚴(yán)格的限量要求,國際貿(mào)易中也對(duì)其限量有嚴(yán)格規(guī)定。因此,QNs的殘留檢測(cè)尤為重要。
水產(chǎn)品中含有大量蛋白質(zhì)、脂肪等復(fù)雜基體,因此,水產(chǎn)品中QNs殘留檢測(cè)的關(guān)鍵是樣品前處理。目前,有關(guān)動(dòng)物組織樣品中QNs殘留檢測(cè)的樣品前處理方法報(bào)道較多[2~7],所涉及的方法主要為藥物殘留提取、固相萃?。⊿PE)凈化兩個(gè)步驟,提取液一般為可以沉淀蛋白質(zhì)的乙腈與酸(包括三氯乙酸、鹽酸、甲酸等)混合溶液。這些方法的缺點(diǎn)是耗用大量的有機(jī)溶劑, 樣品前處理步驟多, 提取液凈化復(fù)雜,極易造成殘留藥物的損失。Stubbings
等以乙腈為提取液,以固相分散萃?。―SPE)技術(shù)簡化了樣品凈化步驟,但仍然需要使用乙腈作為溶劑[8]。
本課題組在研究水產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的前處理方法中,發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)基體與藥物的結(jié)合作用影響水產(chǎn)品中藥物殘留的提取效率[9~11]。已有研究表明,QNs與蛋白質(zhì)有較強(qiáng)的結(jié)合作用[12,13],這會(huì)降低QNs殘留的萃取效率。傳統(tǒng)提取方法中乙腈與酸的混合液作為提取液時(shí),蛋白質(zhì)發(fā)生快速沉淀,引起藥物包裹損失。弱酸水溶液也可以使蛋白質(zhì)發(fā)生變性、沉淀,但作為QNs殘留提取劑尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。本研究選擇合適濃度的檸檬酸水溶液作為QNs殘留提取劑,使蛋白質(zhì)完全變性,離解與其結(jié)合的藥物,以期提高QNs殘留提取效率,建立了一種簡單、快速、高效和環(huán)保無污染的水產(chǎn)品樣品前處理方法。
2實(shí)驗(yàn)部分
2.1儀器與試劑
Cary Eclipse熒光分光光度計(jì)(美國Varian公司);1100液相色譜儀(美國安捷倫公司); JJ2(200361)組織搗碎勻漿機(jī)(常州國華電器有限公司)。
ENX, NOR,CIP,LOM,ENR和GAT標(biāo)準(zhǔn)品(純度 92.0%~97.0%,中國藥品生物制品檢定所);魚血清白蛋白(FSA,煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院提供),制備方法見文獻(xiàn)[14];PSA(N丙基乙二胺修飾的硅膠)粉末、Cleanert NH2 SPE(氨基修飾的硅膠)粉末(天津博納艾杰爾公司);草酸、檸檬酸、三氯乙酸(優(yōu)級(jí)純)和乙腈、甲酸(色譜純)均為天津科密歐試劑公司產(chǎn)品。鯉魚樣品購于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)。
標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:ENX, NOR,CIP,LOM,ENR和GAT用1.0×10
Symbolm@@ 3 mol/L HCl溶液配制成1000 mg/L的單標(biāo)和混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。
2.2色譜條件
液相色譜條件:C18色譜柱(250 mm×4.6 mm);柱溫25℃;流動(dòng)相為乙腈2%甲酸(15∶85, V/V);流速為0.5 mL/min;檢測(cè)波長280 nm;進(jìn)樣量20 μL。
2.3樣品前處理
準(zhǔn)確稱取2.0 g勻漿后的樣品(鯉魚脊背肉)于20 mL聚四氟乙烯管中,加入10.0 mL 0.5 mol/L檸檬酸溶液,振蕩,渦旋1 min,靜置30 min。待沉淀完全后取上清液于20 mL聚四氟乙烯管中,殘?jiān)?.0 mL 0.5 mol/L檸檬酸水溶液再次提取,兩次提取液合并后取2 mL上清液, 加入20 mg PSA,渦旋,離心(6000 r/min)5 min,取上清液過0.45 μm濾膜后,供HPLC分析。
分 析 化 學(xué)第41卷
第10期李桂芝等: 檸檬酸水溶液生物親和萃取高效液相色譜法檢測(cè)魚肉樣品中喹諾酮類藥物殘留
3結(jié)果與討論
3.1蛋白質(zhì)對(duì)提取QNs回收率的影響
QNs與BSA(牛血清白蛋白)、FSA具有較強(qiáng)結(jié)合作用,結(jié)合常數(shù)大于104 mol/L[12~14]。為討論提取QNs時(shí),蛋白質(zhì)、魚油對(duì)回收率的影響,做如下實(shí)驗(yàn): 取6個(gè)20 mL聚四氟乙烯離心管,編號(hào)1~6,分別向1和2管中加入0.5 mL水、向3和4管中加入0.5 mL 1.0×10
Symbolm@@ 3 mol/L FSA溶液, 向5和6管中加入10 mg魚油;6個(gè)離心管中均加入10 μL 1000 mg/L QNs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,放置30 min。以GB/T 203662006[15]方法,用甲酸乙腈溶液作為提取液測(cè)定回收率。不同基質(zhì)時(shí),QNs提取回收率測(cè)定結(jié)果為:空白樣品81.7%~87.9%; 蛋白質(zhì)69.31%~73.3%;魚油80.2%~87.2%。提取方法相同時(shí),以FSA為基體的QNs提取回收率明顯低于以水和魚油為基體的回收率,說明QNs與FSA(模擬樣品基體)的結(jié)合降低了QNs的提取效率,魚油對(duì)QNs的提取率影響較小。因此在測(cè)定以蛋白質(zhì)為主要基體的水產(chǎn)品中QNs殘留時(shí),應(yīng)考慮蛋白質(zhì)對(duì)萃取效率的影響。 [TS(][HT5”SS]圖1不同弱酸濃度對(duì)魚血清蛋白瑞利散射強(qiáng)度的影響
Fig.1Fish serum albumin (FSA) synchronous Rayleigh scattering intensity in different concentration of weak acid
a. 檸檬酸(Citric acid); b. 草酸(Oxalic acid); λex=λem=483 nm. CFSA=1.00×10
Symbolm@@ 6 mol/L。[HT5][TS)]
3.2蛋白質(zhì)變性對(duì)QNs提取回收率的影響
3.2.1瑞利散射光譜研究不同濃度弱酸對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)濃度較低時(shí),瑞利散射光譜可以反映出蛋白質(zhì)的變性程度和分子結(jié)構(gòu)變化,故采用共振瑞利散射研究不同濃度弱酸由圖 1 可見,當(dāng)檸檬酸和草酸這兩種弱酸的濃度達(dá)到一定值時(shí),蛋白質(zhì)開始變性,蛋白質(zhì)分子內(nèi)部疏水基團(tuán)外露,溶解性變小,形成小于散射波長尺度的小顆粒而產(chǎn)生瑞利散射[16];當(dāng)弱酸濃度合適時(shí),形成散射的小顆粒濃度最大,瑞利散射強(qiáng)度也最大。當(dāng)弱酸濃度進(jìn)一步增加時(shí),蛋白質(zhì)變性速度加快,蛋白質(zhì)之間疏水基團(tuán)相互聚集形成尺度大于散射波長的大顆粒,引起瑞利散射強(qiáng)度迅速下降;當(dāng)弱酸濃度過大時(shí),蛋白質(zhì)產(chǎn)生快速聚集,并最終形成沉淀,不再產(chǎn)生瑞利散射。當(dāng)弱酸濃度適當(dāng)時(shí),蛋白質(zhì)發(fā)生緩慢變性,與其結(jié)合的藥物可以發(fā)生離解作用;如果弱酸的濃度太高則容易產(chǎn)生蛋白質(zhì)聚集沉淀,對(duì)藥物產(chǎn)生包裹作用。因此,在測(cè)定蛋白質(zhì)為基體的樣品中QNs殘留時(shí),可以選擇合適的弱酸濃度實(shí)現(xiàn)藥物的高效提取。
[TS(][HT5”SS]圖2不同濃度檸檬酸水溶液對(duì)喹諾酮藥物提取回收率的影響
Fig.2Effect of different concentration of citric acid on the recoveries of quinolones
1. 依諾沙星; 2. 諾氟沙星; 3. 環(huán)丙沙星; 4. 洛美沙星; 5. 恩諾沙星; 6. 加替沙星。
1. Enoxacin; 2. Norfloxacin; 3. Ciprofloxacin; 4. Lomefloxacin; 5. Enrofloxacin; 6. Gatifloxacin.[HT5][TS)]
3.2.2不同濃度弱酸對(duì)實(shí)際樣品中喹諾酮藥物提取回收率的影響為了進(jìn)一步闡明不同濃度弱酸對(duì)實(shí)際樣品中QNs提取回收率的影響,采用HPLC分析不同濃度草酸和檸檬酸提取液提取QNs時(shí)藥物的回收率。分別準(zhǔn)確稱取2.0 g魚肉樣品于20 mL聚四氟乙烯管中,加入10 μL 1000 mg/L QNs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,放置30 min,用不同濃度弱酸提取液提取QNs,
計(jì)算回收率。結(jié)果表明,不同濃度的草酸提取液對(duì)魚肉樣品中QNs的提取回收率均低于50%;不同濃度檸檬酸水溶液對(duì)魚肉樣品中QNs的提取效率影響見圖2。當(dāng)檸檬酸濃度在0.1~2.0 mol/L時(shí),提取液對(duì)QNs的提取回收率較高。這是因?yàn)榇藭r(shí)檸檬酸水溶液使蛋白質(zhì)發(fā)生緩慢變性, 釋放了與其結(jié)合的藥物。而當(dāng)檸檬酸水溶液濃度大于2 mol/L時(shí),蛋白質(zhì)快速變性、凝聚而包裹了藥物,因此回收率偏低。選擇0.5 mol/L檸檬酸作為實(shí)際樣品測(cè)定提取液。
3.3提取液凈化步驟的改進(jìn)
由3.1和3.2節(jié)可知,蛋白質(zhì)對(duì)QNs殘留的提取影響較大, 0.5 mol/L檸檬酸溶液可有效提取樣品中的QNs。由于提取液為弱酸水溶液,極性較強(qiáng),因此提取液中的脂溶性雜質(zhì)較少,可以簡化凈化步驟。實(shí)驗(yàn)表明,PSA和Cleanert NH2的混合顆粒吸附劑可有效去除雜質(zhì),而對(duì)QNs吸附作用可以忽略。[TS(][HT5”SS]圖3樣品加標(biāo)(0.5 mg/kg)的高效液相色譜圖
Fig.3Chromatograms of six quinolones obtained by spiked fish sample. Sample spiked at 0.5 mg/kg
1. 依諾沙星; 2. 諾氟沙星; 3. 環(huán)丙沙星; 4. 洛美沙星; 5. 恩諾沙星; 6.加替沙星。
1. Enoxacin; 2. Norfloxacin; 3. Ciprofloxacin; 4. Lomefloxacin; 5. Enrofloxacin; 6. Gatifloxacin.[HT5][TS)]
3.4樣品加標(biāo)測(cè)定結(jié)果及方法的準(zhǔn)確度、檢出限與回收率
準(zhǔn)確量取標(biāo)準(zhǔn)貯備液適量,用1.0 mmol/L HCl稀釋成 0.025, 0.10, 0.40和1.6 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,供HPLC分析,每個(gè)濃度進(jìn)樣3次,以平均峰面積(y)與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(x, mg/L)做線性回歸分析,結(jié)果見表1。
對(duì)魚肉空白樣品進(jìn)行3個(gè)水平(0.25, 0.5和1.0 mg/kg)的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),樣品前處理如2.3節(jié)所述,平行測(cè)定5次,樣品加標(biāo)色譜圖見圖3,計(jì)算結(jié)果見表1。結(jié)果表明,在本研究所選實(shí)驗(yàn)條件下,6種QNs 能被很好地萃取與分離, 回收率為82.0%~95.2%, RSD為1.9%~5.8%,根據(jù)DL=3S/N計(jì)算得出本方法的檢出限為0.0055~0.016 mg/kg。本方法的回收率與精密度均好于國標(biāo)方法,且樣品前處理步驟少,便于操作。
2.1
3.5實(shí)際樣品分析
用活鯉魚進(jìn)行了環(huán)丙沙星喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn),喂養(yǎng)量為每天20 mg/kg,連續(xù)喂養(yǎng)4 d,宰殺后取魚肉進(jìn)行環(huán)丙沙星殘留檢測(cè),得到了陽性檢驗(yàn)結(jié)果。
References
1Drlica K,Malik M,Kerns R J. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2008,52(2): 385-392
2ZENG YanBo,ZHAO DiHai,LI Lei,WANG Lian,SHEN Bing,XI QiHui, ZHANG MengMeng. Chem. J. Chinese Universities, 2009,30 (10): 1956-1959
曾延波, 趙弟海, 李 蕾, 王 練, 沈 兵, 奚奇輝, 張萌萌. 高等學(xué)?;瘜W(xué)學(xué)報(bào), 2009,30 (10): 1956-1959
3Johnston L, Mackay L, Croft M. J. Chromatogr. A, 2002, 982(1): 97-109
4Pena A, Silva L J G, Pereira A, Meisel L, Lino C M. Anal. Bioanal. Chem., 2010, 397(6): 2615-2621
5LIU PengYan, SHEN Jie, LIU Lei. Chinese J. Anal. Chem., 2012, 40(5): 693-698
劉芃巖, 申 杰, 劉 磊. 分析化學(xué), 2012, 40(5): 693-698
6Dufresne G, Fouquet A. J. AOAC Int., 2007, 90(2): 604-612
7Mcmullen S E, Schenck F J. J. AOAC Int., 2009, 92(4): 1233-1240
8Stubbings G, Bigwood T. Anal. Chim. Acta, 2009, 637(12): 68-78
9Jia F Y, Wang W W, Wang J, Yin J G, Liu Y M, Liu Z B. Anal. Methods, 2012, 4:449-453
10JIA FengYan, WANG WenWen, LIU ZhenBo, YIN JunGang, LIU YongMing. Acta Chimica Sinica, 2012, 70(4): 485-491
賈風(fēng)燕, 王文文, 劉振波, 殷軍港, 劉永明. 化學(xué)學(xué)報(bào), 2012,70(4): 485-491
11WANG XueRong, LIU ZhenBo, JIA FengYan, ZHANG Qiang, YIN JunGang, LIU YongMing. Acta Chimica Sinica, 2011, 69(20): 2505-2510
王雪榮, 劉振波, 賈風(fēng)燕, 張 強(qiáng), 殷軍港, 劉永明. 化學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 69(20): 2505-2510
12LIU YongMing,LI GuiZhi. Chemical Research and Application, 2005, 17(1): 46-48
劉永明,李桂芝. 化學(xué)研究與應(yīng)用,2005, 17(1): 46-48
13JIN RuiXiang,ZHANG GuiZhu. Journal of Analytical Science, 1997, 13(2): 108-112
金瑞祥,張貴珠. 分析科學(xué)學(xué)報(bào), 1997,13(2): 108-112
14Li H F,Yin J G,Liu Y M,Shang J. J. Agric. Food Chem., 2012, 60(7): 1722-1727
15GB/T 203662006. Method for the determination of quinolones in animal tissues LCMS/MS method. National Standers of the People′s Republic of China
動(dòng)物源性食品中喹諾酮類殘留量的測(cè)定液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn), GB/T 203662006
16Long X, Liu S, Kong L. Talanta, 2004, 63(2): 279-286