王 清, 王國民, 郗存顯, 李賢良, 陳冬東,唐柏彬, 張 雷, 趙 華*
(1.重慶醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,重慶400016;2.重慶出入境檢驗檢疫局,重慶市進出口食品安全工程技術(shù)研究中心,重慶400020;3.中國檢驗檢疫科學(xué)研究院,北京100123)
玉米赤霉醇類化合物(zeranols,ZER)是由多種鐮刀霉菌產(chǎn)生的非甾體同化激素,包括玉米赤霉烯酮(ZON)、α-玉米赤霉醇(α-ZAL)、β-玉米赤霉醇(β-ZAL)、α-玉米赤霉烯醇(α-ZOL)、β-玉米赤霉烯醇(β-ZOL)和玉米赤霉酮(ZAN)等,具有促進蛋白質(zhì)合成的作用,曾被用作家畜促增長劑[1]。氯霉素(CAP)是一種廣譜抗生素,對革蘭氏陰性菌和陽性菌均有良好的抑制作用,曾廣泛應(yīng)用于動物細菌感染的臨床治療。研究表明,ZER具有生殖毒性、免疫毒性和基因毒性等毒副作用[2],CAP具有抑制骨髓造血、灰嬰綜合征、神經(jīng)毒性等毒副作用[3,4]。在動物源性食品中殘留的ZER和CAP可通過食物鏈對人類的健康構(gòu)成潛在危害。我國農(nóng)業(yè)部第235號公告《動物源性食品中獸藥最高殘留限量》中明確規(guī)定,在動物源性食品中不得檢出CAP和ZER[5]。
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)具有高的選擇性和靈敏度,被廣泛應(yīng)用于動物源性食品中真菌毒素和獸藥的殘留檢測[6,7]。但動物源性食品的基質(zhì)非常復(fù)雜,如果不經(jīng)過凈化去除基質(zhì)影響,會影響LC-MS/MS的準(zhǔn)確性和靈敏度。樣品前處理凈化技術(shù)主要有液-液萃取和固相萃取,但兩者均耗費試劑,操作步驟繁瑣且專屬性差。免疫親和柱(IAC)作為一種優(yōu)良的前處理技術(shù),具有良好的專屬性和高富集性,被廣泛應(yīng)用于真菌毒素和獸藥的殘留分析[8,9]。針對ZER或者CAP凈化的免疫親和柱,只單一的包含了ZER或者CAP的抗體,不能同時凈化富集同一樣品中的ZER和CAP;而復(fù)合免疫親和柱(IAC-CZ柱)同時包含了ZER和CAP抗體,能同時對ZER和CAP進行富集凈化,從而提高了樣品中ZER和CAP的檢測效率。本文建立了采用IAC-CZ柱凈化、LC-MS/MS同時檢測魚肉、豬肝、牛奶、蜂蜜中ZER和CAP殘留的方法,對同時檢測動物源性食品中的ZER和CAP具有重要意義。
LC-20A液相色譜儀(日本Shimadzu公司)和API4000串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國AB公司);XH-B型振蕩器(江蘇康健醫(yī)療用品有限公司);3-30K臺式高速冷凍離心機(德國Sigma公司);ZHWY-2112B恒溫培養(yǎng)振蕩器(上海智誠分析儀器制造有限公司);N-EVAP 116氮氣吹干儀(美國Organomation Associates公司);Milli-Q超純水系統(tǒng)(美國 Millipore公司)。
IAC-CZ柱(柱容量100 ng,3 mL,北京中檢維康技術(shù)有限公司;4℃冰箱中保存);HLB固相萃取柱(60 mg,3 mL,美國Supelco公司);C18固相萃取柱(1.0 g,6 mL,美國Supelco公司);NH2固相萃取柱(500 mg,3 mL,美國Supelco公司);MCX固相萃取柱(60 mg,3 mL,美國 Waters公司);β-葡萄糖苷酸/硫酯酸復(fù)合酶(美國Sigma公司);乙腈、甲醇、叔丁基甲醚、乙醚、乙酸乙酯等試劑為色譜純,氫氧化鈉、乙酸鈉、氯化鉀等試劑為分析純;實驗用水均為超純水。
α-玉米赤霉醇、β-玉米赤霉醇、α-玉米赤霉烯醇、β-玉米赤霉烯醇、玉米赤霉酮和玉米赤霉烯酮標(biāo)準(zhǔn)品,純度≥98.0%,購自美國Sigma公司。氯霉素標(biāo)準(zhǔn)品,純度≥98.5%,購自德國Dr.Ehrenstorfer公司。
魚肉、豬肝、牛奶、蜂蜜等樣品購自當(dāng)?shù)爻小?/p>
標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液和基質(zhì)曲線溶液:用甲醇配制ZER和CAP的單標(biāo)準(zhǔn)儲備液,質(zhì)量濃度均為100 mg/L,于-18℃下保存。用25%乙腈水溶液將ZER和CAP標(biāo)準(zhǔn)儲備液稀釋成質(zhì)量濃度分別為0.2、0.5、1.0、5.0、10.0、50.0μg/L(ZER)和 CAP為0.1、0.25、0.5、2.5、5.0、25.0μg/L(CAP)的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。用空白魚肉(或蜂蜜、牛奶、豬肝)基質(zhì)溶液稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制成與標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液相同濃度的系列基質(zhì)曲線溶液。
乙酸鈉緩沖液:稱取6.80 g乙酸鈉,用900 mL超純水溶解,用冰乙酸調(diào)節(jié)pH為4.80,定容至1 L。
PBS 溶 液:分 別 稱 取 8.00 g NaCl、2.90 g Na2HPO4·12H2O、0.24 g KH2PO4和 0.20 g KCl,用 900 mL 超 純 水 溶 解,再 用 1.0 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.40,用水定容至1 L。
色 譜 柱:Shimadzu Shim-pack VP-ODS(150 mm×2.0 mm,5μm)。流動相:A相為乙腈,B相為2 mmol/L 乙酸銨溶液(含0.1%甲酸)。梯度洗脫程序:0~4.0 min,25%A~75%A;4.0~7.0 min,75%A;7.0~7.5 min,75%A~25%A;7.5~8.0 min,25%A。流速:0.30 mL/min;柱溫:40℃;進樣量:10μL。
質(zhì)譜條件:電噴霧負離子-多反應(yīng)監(jiān)測(ESI--MRM)模式檢測;電噴霧電壓:-4.5 kV;霧化氣壓力:0.24 MPa;氣簾氣壓力:0.28 MPa;輔助氣壓力:0.41 MPa;離子源溫度:550℃;其他主要質(zhì)譜條件見表1。
表1 ZER和CAP測定的主要質(zhì)譜條件Table 1 Main mass spectrometric conditions for the determination of ZER and CAP
1.4.1 樣品的提取
魚肉、蜂蜜、豬肝:準(zhǔn)確稱取勻漿后的樣品5.00 g于50 mL具塞離心管中,加入10.0 mL乙酸鈉緩沖液和50μLβ-葡萄糖苷酸/硫酸酯復(fù)合酶,渦旋混勻;置于37℃恒溫振蕩器(轉(zhuǎn)速為100 r/min)中酶解16 h,冷卻至室溫后,用20.0 mL乙醚振蕩提取30 min,于 5 000 r/min下離心5 min,將上層乙醚液轉(zhuǎn)移至另一離心管中。余下水層中加入100μL1 mol/L NaOH溶液,混勻,用20.0 mL乙醚重復(fù)提取1次。合并提取液,于40℃下用氮氣吹干,殘渣用1.0 mL 50%乙腈水溶液復(fù)溶,用0.22μm濾膜過濾(若溶液渾濁,可于5 000 r/min下離心3 min后再過濾)。取濾液0.5 mL,用PBS稀釋至5 mL,混勻,待凈化。
牛奶:準(zhǔn)確稱取勻漿后樣品5.00 g于50 mL具塞離心管中,加入10.0 mL乙酸鈉緩沖液和50μL β-葡萄糖苷酸/硫酸酯復(fù)合酶,渦旋混勻;置于37℃恒溫振蕩器(轉(zhuǎn)速為100 r/min)中酶解16 h,冷卻至室溫,加入5.0 g NaCl,渦旋混勻后,用20.0 mL乙醚振蕩提取30 min,于 7 000 r/min 下離心10 min,剩余操作同上。
1.4.2 IAC-CZ柱凈化
將待凈化液通過IAC-CZ柱,用5.0 mL PBS和5.0 mL水淋洗,抽干。用2.0 mL甲醇洗脫,收集洗脫液,于40℃下氮氣揮干,用1.0 mL 25%乙腈水溶液溶解并過濾(0.22μm有機濾膜),濾液供LC-MS/MS分析。
2.1.1 溶液pH對提取效率的影響
據(jù)報道,ZER在弱酸性及中性條件下易溶于有機溶劑[10],而CAP在弱堿條件下能得到較好的提取效果[11]。在pH4.8時,ZER的提取效率≥90%,而CAP的提取效率僅為50%~70%。當(dāng)pH為7.5±0.5時,CAP的回收率≥95%。本實驗采用調(diào)節(jié)下層水溶液pH的方法,經(jīng)兩步提取,可最大限度地提取基質(zhì)中的ZER和CAP。
2.1.2 提取溶劑的選擇
本實驗考察了乙醚、叔丁基甲醚、乙酸乙酯和乙腈對幾種基質(zhì)中ZER和CAP的同時提取效率。稱取肝臟、蜂蜜、魚肉等空白基質(zhì),分別添加10μg/kg的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,再分別以乙醚、叔丁基甲醚、乙酸乙酯和乙腈為提取溶劑,按1.4節(jié)處理,結(jié)果(見表2)表明乙醚的提取效果較好,在不同基質(zhì)中ZER和CAP的回收率均在90%以上。因此實驗選擇乙醚作為提取溶劑。
2.2.1 過濾不溶性雜質(zhì)
以乙醚作為提取溶劑時會同時提取出部分雜質(zhì)。提取液吹干后,用1 mL 50%乙腈溶液溶解殘渣,乙腈溶液中含有大顆粒的不溶性雜質(zhì),這些大顆粒雜質(zhì)進入色譜柱容易堵塞柱,阻礙分析物與特異性抗體相結(jié)合,影響IAC-CZ柱的凈化效果,對IAC-CZ柱的壽命也有一定的影響。因此,本實驗采用0.22μm的濾膜過濾乙腈溶液,可有效減少大顆粒雜質(zhì)對IAC-CZ柱凈化過程的干擾。
表2 不同溶劑對基質(zhì)中ZER和CAP的提取回收率Table 2 Extraction recoveries of ZER and CAP in matrices with different solvents
2.2.2 上載溶液中乙腈含量的考察
本實驗考察了上載溶液中乙腈含量對IAC-CZ柱富集效果的影響。當(dāng)乙腈含量≤10%時,ZER和CAP的回收率無明顯差別(見圖1),免疫親和柱中抗體和分析物的特異性結(jié)合作用不受影響。因此,上載溶液中乙腈的含量控制在5%。
圖1 上載溶液乙腈含量對IAC-CZ柱富集作用的影響Fig.1 Effect of acetonitrile content in loading solution on the enrichment function of IAC-CZ column
2.2.3 淋洗液和洗脫液的考察
淋洗液選用5 mL PBS溶液和5 mL水,PBS溶液有助于洗脫上載溶液中的非特異性雜質(zhì),水可以洗脫非特異性雜質(zhì)以及PBS溶液中的鹽。淋洗過程中無目標(biāo)物被洗脫。
為確保目標(biāo)物完全洗脫,本實驗考察了洗脫液甲醇的體積對洗脫率的影響。結(jié)果見圖2,隨著洗脫液甲醇體積的增加,洗脫率提高,當(dāng)甲醇體積達到2 mL及以上時,洗脫率趨于穩(wěn)定。因此本方法采用2 mL甲醇洗脫。
圖2 甲醇體積對目標(biāo)物洗脫率的影響Fig.2 Effect of methanol volume on the elution rates of the analytes
常用于ZER或CAP凈化的固相萃取柱(SPE)有 HLB 柱[12,13]、NH2柱[14,15]、C18柱[16,17]、MCX柱[18,19]等。本文比較了常用的 SPE 柱與IAC-CZ柱對ZER和CAP的凈化效果。稱取魚肉基質(zhì)加入5.0μg/kg 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液后,按照1.4.1節(jié)提取,分別在不凈化、固相萃取柱凈化、IAC-CZ凈化處理提取液后,用LC-MS/MS測定。實驗結(jié)果見圖3(以β-ZAL的LC-MS/MS圖為例)?;|(zhì)樣品不經(jīng)過凈化直接過濾后進樣分析,基質(zhì)影響明顯,對主成分的測定干擾很大(圖3a);HLB柱、NH2柱、C18柱、MCX柱有一定的凈化能力,但基質(zhì)干擾還是非常明顯(圖3b~3e);IAC-CZ具有良好的凈化效果,能有效減小基質(zhì)影響,LC-MS/MS譜圖中基線穩(wěn)定,主成分峰不受干擾(圖3f)?;谔禺愋陨锓磻?yīng)原理的免疫親和柱凈化方法越來越廣泛地用于ZER或 CAP 的 殘 留 分 析[11,13],本 文 使 用IAC-CZ柱同時富集ZER和CAP,凈化效果良好,適合ZER和CAP的殘留分析。
圖3 (a)未經(jīng)凈化和經(jīng)(b)MCX、(c)HLB、(d)C18、(e)NH2 和(f)IAC-CZ柱凈化的魚肉基質(zhì)中β-ZAL的 LC-MS/MS譜圖Fig.3 LC-MS/MS chromatograms ofβ-ZAL in the fish matrix(a)without clean-up and cleaned-up by(b)MCX,(c)HLB,(d)C18,(e)NH2and(f)IAC-CZ cartridges
取1.2節(jié)中標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液和各基質(zhì)曲線溶液進樣分析,以定量離子對的響應(yīng)值為y,以質(zhì)量濃度為x作線性回歸,考察標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線和各基質(zhì)曲線的線性范圍、相關(guān)系數(shù)及儀器的檢出限和定量限,結(jié)果見表3??梢姌?biāo)準(zhǔn)曲線的R2≥0.999 0,各基質(zhì)曲線的R2≥0.998 0,表明標(biāo)準(zhǔn)曲線與各基質(zhì)曲線的線性范圍良好。信噪比為3或10時,分別得出儀器檢出限為0.04~0.10μg/kg,定量限為0.10~0.40 μg/kg。
基質(zhì)效應(yīng)用基質(zhì)曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率比值(SSE)來評價[20,21]。SSE為90.8%~108.0%,表示基質(zhì)效應(yīng)不明顯,說明經(jīng)過IAC-CZ柱凈化后,基質(zhì)對目標(biāo)物的測定無明顯干擾,可以用外標(biāo)法定量。
表3 各分析物的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限和基質(zhì)效應(yīng)Table 3 Linear equations,correlation coefficients,limits of detection(LODs),limits of quantification(LOQs)and matrix effects(SSEs)of the analytes
表3 (續(xù))Table 3 (Continued)
稱取空白魚肉(或蜂蜜、牛奶、豬肝)樣品,分別添加低、中、高水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,渦旋混勻后,按照1.4節(jié)處理后測定,每個添加水平重復(fù)6次,外標(biāo)法定量,計算平均回收率和精密度。由表4可知,7種分析物的平均回收率在70.9%~95.6%之間,RSD在2.0%~11.8%之間,表明該方法的回收率和精密度均良好。
表4 空白基質(zhì)中各分析物的加標(biāo)回收率和精密度(n=6)Table 4 Recoveries and RSDs of the analytes spiked in blank samples(n=6)
本文利用復(fù)合免疫親和柱同時凈化富集樣品中的ZER和CAP,建立了針對ZER和CAP殘留的LC-MS/MS定量分析方法。該復(fù)合免疫親和柱具有獨特的專屬性和良好的凈化效能,可有效地富集不同基質(zhì)中的ZER和CAP,最大程度地消除基質(zhì)對分析的干擾。LC-MS/MS分析方法靈敏度高,分析結(jié)果可靠,分析時間短,提高了殘留檢驗工作的效率。本方法具有良好的回收率和精密度,分析方法穩(wěn)定。該方法對不同基質(zhì)均有良好的適用性,具有良好的應(yīng)用前景。
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