王帥帥鄭小平孟 瑾何亞斌
(1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306;2.上海必諾檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司,上海 200436)
羊奶營(yíng)養(yǎng)豐富、易于吸收,其蛋白質(zhì)和脂肪含量均高于牛奶,被國(guó)際營(yíng)養(yǎng)學(xué)界稱為“奶中之王”[1]。在中國(guó)奶類產(chǎn)量中,山羊奶是第二大奶類,中國(guó)已成為飼養(yǎng)奶山羊最多的國(guó)家[2]。β-內(nèi)酰胺類抗生素可以治療奶羊乳腺炎、心包炎等疾病,在奶羊養(yǎng)殖過(guò)程中,由于缺乏科學(xué)用藥的知識(shí),或受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使,不合理用藥現(xiàn)象仍很嚴(yán)重[3]。長(zhǎng)期食用含有β-內(nèi)酰胺類抗生素的羊乳會(huì)引起疾病,如過(guò)敏反應(yīng)、致畸反應(yīng)以及增加細(xì)菌的耐藥性[4]。
目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于羊奶中β-內(nèi)酰胺類抗生素的檢測(cè)報(bào)道較少[5],牛奶中β-內(nèi)酰胺類抗生素的測(cè)定多采用傳統(tǒng)的固相萃取法(SPE)凈化樣品[6-9],與傳統(tǒng)的固相萃取凈化法相比,QuEChERS凈化法具有樣品前處理時(shí)間短、節(jié)省溶劑、降低檢測(cè)成本等優(yōu)點(diǎn)。本研究擬在參考牛奶中β-內(nèi)酰胺類抗生素檢測(cè) 方 法[10-13]的 基 礎(chǔ) 上,用 改進(jìn) 的 QuEChERS 凈 化法[14],結(jié)合超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(UPLC—MS/MS)測(cè)定羊奶中8種β-內(nèi)酰胺類抗生素。試驗(yàn)以乙腈為提取試劑,C18和PSA吸附劑凈化處理,具體考察提取試劑、吸附劑類別和用量等條件對(duì)回收率的影響。以期為羊奶中β-內(nèi)酰胺類抗生素的檢測(cè)提供一種快速、可靠的檢測(cè)方法,同時(shí)對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定亦具有指導(dǎo)意義。羊奶中蛋白質(zhì)和脂肪的含量與牛奶中相差不大,本方法也適用于牛奶中β-內(nèi)酰胺類抗生素的測(cè)定。
超高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜儀:Waters XEVO TQ型,ESI源,美國(guó)沃特世公司;
高速冷凍離心機(jī):Heraeus Multifuge X1R型,美國(guó)熱電公司;
氮吹儀:ANPEL DC12型,上海安譜科學(xué)儀器有限公司;
超聲波儀:TH型,上海安譜科學(xué)儀器有限公司。
乙腈:色譜純,德國(guó)Merck公司;
甲酸:分析純,美國(guó)Sigma公司;
C18粉、PSA吸附劑:天津博納艾杰爾科技有限公司;
標(biāo)準(zhǔn)品:阿莫西林、頭孢喹肟、頭孢氨芐、氨芐西林、頭孢噻呋、青霉素G、苯唑西林、氯唑西林,純度>98.5%,德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司;
羊奶:市售。
(1)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:分別準(zhǔn)確稱取8種標(biāo)準(zhǔn)品各10mg,用50%乙腈水溶液溶解并定容至10mL,即得1.0mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,低溫儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>
(2)混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:吸取8種標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液各100μL,用50%乙腈水溶液溶解并定容至10mL,即得10μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。
(3)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:用50%乙腈水溶液逐級(jí)稀釋混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。
1.3.1 提取 稱取5.00g羊奶于50mL離心管中,加入乙腈10mL,渦旋振蕩1min,超聲提取10min,8 000r/min離心5min,上清液待凈化。
1.3.2 凈化 取1.3.1中上清液8mL轉(zhuǎn)移至15mL離心管中(管中預(yù)先加入150mg C18和150mg PSA),渦旋混勻1 min,5 000r/min離心3min,取6mL上清液氮?dú)獯蹈?,殘?jiān)?mL 10%乙腈水溶液復(fù)溶,過(guò)0.22μm有機(jī)相濾膜,上機(jī)分析。
1.4.1 液相色譜條件 色譜柱:Waters ACQUITY UPLCTM C18(2.1mm×50mm,1.7μm);流動(dòng)相:A為0.1%甲酸水溶液,B為乙腈;柱溫30℃;流動(dòng)相梯度洗脫程序:0~1min,95%A,1~4min,95%~50%A,4~6min,50%A,6~7min,50%~95%A,7~8min,95%A,進(jìn)樣量:5 μL,流速:0.3mL/min。
1.4.2 質(zhì)譜條件 離子源:電噴霧離子源;掃描方式:正離子掃描;毛細(xì)管電壓:1.60kV;離子源溫度:150℃;去溶劑溫度:500℃;去溶劑氣流:氮?dú)猓?00L/h;碰撞氣:氬氣;多反映監(jiān)測(cè)模式(MRM)采集。8種β-內(nèi)酰胺類抗生素的保留時(shí)間、母離子、子離子以及對(duì)應(yīng)的碰撞能量見(jiàn)表1。
測(cè)定牛奶中β-內(nèi)酰胺類抗生素時(shí)通常使用甲醇/0.1%甲酸水溶液或乙腈/0.1%甲酸水溶液作流動(dòng)相,本試驗(yàn)比較了這兩種流動(dòng)相對(duì)8種β-內(nèi)酰胺類抗生素色譜行為的影響。結(jié)果表明,以甲醇/0.1%甲酸水溶液為流動(dòng)相時(shí),5種青霉素類化合物響應(yīng)值較低,峰形較差,以乙腈/0.1%甲酸—水溶液為流動(dòng)相時(shí),8種目標(biāo)化合物分離完全,且峰形較好,故選用乙腈/0.1%甲酸水溶液為流動(dòng)相,8種β-內(nèi)酰胺類抗生素的總離子流圖見(jiàn)圖1。
表1 8種β-內(nèi)酰胺類抗生素質(zhì)譜條件Table 1 MS parameters of 8β-lactams
圖1 8種β-內(nèi)酰胺類抗生素總離子流圖Figure 1 Total ion chromatogram (TIC)of 8β-lactams
2.2.1 提取試劑的選擇 試驗(yàn)比較了甲醇、乙腈、1%甲酸乙腈3種提取試劑對(duì)待測(cè)組分回收率的影響,結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知,乙腈去蛋白的能力較強(qiáng),提取效果最好,甲醇中的羥基會(huì)加速青霉素的分解,酸性條件下,頭孢類抗生素的提取效果比青霉素類抗生素好,綜合考慮,選擇乙腈作為提取試劑。
2.2.2 吸附劑對(duì)凈化效果的影響 試驗(yàn)比較了C18、PSA和C18+PSA(1+1)3種凈化方式對(duì)回收率的影響,結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知,C18+PSA(1+1)混合使用比單獨(dú)使用凈化效果好,這是由于C18主要吸附樣品中的脂肪和蛋白,PSA主要吸附樣品中的脂肪酸和糖類雜質(zhì),單獨(dú)使用C18或PSA時(shí),樣品中脂肪和蛋白吸附不完全,存在較大的基質(zhì)效應(yīng),綜合考慮,選擇C18+PSA凈化方式凈化樣品。
2.2.3 C18+PSA(1+1)吸附劑用量對(duì)凈化效果的影響 試驗(yàn)優(yōu)化了C18+PSA(1+1)吸附方式的不同用量對(duì)8種β-內(nèi)酰胺類抗生素的凈化效果,結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知,當(dāng)C18+PSA吸附劑為300mg時(shí),各組分的回收率最高。吸附劑用量為100mg時(shí),樣品中蛋白和脂肪吸附不完全,吸附劑用量為500mg時(shí),吸附劑會(huì)吸附樣品中目標(biāo)化合物,導(dǎo)致回收率降低,綜合考慮,選擇吸附劑用量為300mg。
圖2 提取試劑對(duì)提取效果的影響Figure 2 Effect of extraction reagent on extraction efficiency
圖3 吸附劑對(duì)凈化效果的影響Figure 3 Effect of different sorbents on extraction efficiency
圖4 C18+PSA用量對(duì)凈化效果的影響Figure 4 Effect of weight of C18and PSA on extraction efficiency
用空白樣品提取液配制系列標(biāo)準(zhǔn)曲線,標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度分別為1.0,5.0,10.0,25.0,50.0μg/kg。按1.3的方法處理測(cè)定,測(cè)定后以各組分的峰面積(Y)為縱坐標(biāo),質(zhì)量濃度(X,μg/kg)為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,以信噪比S/N≥3確定方法的檢出限(LOD),以信噪比S/N≥10確定方法的定量限(LOQ),8種β-內(nèi)酰胺類抗生素的方法檢出限為0.25~1.00μg/kg,定量限為1.0~2.0μg/kg。在1.0~50.0μg/kg濃度范圍內(nèi),8種目標(biāo)化合物的線性方程、相關(guān)系數(shù)、方法檢出限和定量限見(jiàn)表2。
表2 各化合物的線性方程及方法檢出限Table 2 Linear equations and correlation coefficients
用同一空白羊奶樣品做加標(biāo)回收試驗(yàn),8種β-內(nèi)酰胺類抗生素的添加水平分別設(shè)定為5.0,10.0,25.0μg/kg。按照1.3的方法進(jìn)行測(cè)定,每個(gè)添加水平做6個(gè)平行樣,結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 8種β-內(nèi)酰胺類抗生素的回收率和精密度Table 3 Recoveries and relative standard deviations(RSD)of 8β-lactams in spiked milk samples(n=6)
應(yīng)用本方法對(duì)15份市售的羊奶進(jìn)行檢測(cè),按1.3中樣品處理方法操作,各樣品中均未檢測(cè)到8種β-內(nèi)酰胺類抗生素的殘留,說(shuō)明測(cè)定的15份羊奶質(zhì)量較好。
本試驗(yàn)建立了QuEChERS凈化法結(jié)合超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定羊奶中8種β-內(nèi)酰胺類抗生素的方法,該方法使用吸附劑直接凈化樣品,與傳統(tǒng)固相萃取凈化相比,該方法樣品前處理簡(jiǎn)單快速、提高了檢測(cè)效率,同時(shí)也具有較好的回收率和較低的檢出限,方法實(shí)用性較強(qiáng),為羊奶及其他奶制品中β-內(nèi)酰胺類抗生素的殘留檢測(cè)提供了可靠的方法,對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定也具有指導(dǎo)性意義。
1 王逸斌,徐莎,侯艷梅,等.山羊奶的營(yíng)養(yǎng)成分研究進(jìn)展[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),2012,18(10):67~71.
2 任洪輝,張鵬,王永.我國(guó)奶羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前景問(wèn)題和對(duì)策[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(11):230~232.
3 趙善倉(cāng),李增梅,董燕婕,等.我國(guó)奶羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展與羊乳質(zhì)量安全現(xiàn)狀及對(duì)策研究[J].農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全刊,2014(6):12~14.
4 Kantiani Lina,F(xiàn)arréMarinella,BarcelóDamiá,et al.Analytical methodologies for the detection ofβ-lactam antibiotics in milk and feed samples[J].Journal of TrAC Trends in Analytical Chemistry,2009,28(6):729~744.
5 Camara M,Gallego A,Garcinuno R M,et al.An HPLC—DAD method for the simultaneous determination of nineβ-lactam antibiotics in ewe milk[J].Journal of Food Chemistry,2013(141):829~834.
6 Kukusamude Chunyapuk,Burakham Rodjana,Chailapakul Orawon,et al.High performance liquid chromato-graphy for the simultaneous analysis of penicillin residues in beef and milk using ion-paired extraction and binary water-acetonitrile mixture [J].Talanta,2012,92:38~44.
7 Li Na-si,F(xiàn)eng Feng,Yang Bing-cheng,et al.Simultaneous determination of beta-lactam antibiotics and beta-lactamase inhibitors in bovine milk by ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry [J].Journal of Chromatography B,2014,110(4):945~946.
8 劉洪斌,文一,劉勇軍,等.LC—MS/MS法檢測(cè)牛奶中14種β-內(nèi)酰胺類抗生素殘留[J].分析實(shí)驗(yàn)室,2014,33(2):221~224.
9 張秀堯,蔡欣欣.超高效液相色譜5三重四極桿質(zhì)譜法快速同時(shí)測(cè)定牛奶中53種β-內(nèi)酰胺類抗生素及其代謝產(chǎn)物的殘留[J].色譜,2014,32(7):693~701.
10 陳瑞春,賈海濤,艾連中,等.高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定牛奶和奶粉中9種青霉素類藥物殘留量[J].食品科學(xué),2011,32(18):249~252.
11 黃百芬,吳丹青,蔡增軒,等.超高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定牛奶中19種β-內(nèi)酰胺類抗生素[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2010,20(1):1~6.
12 Shiu-Hsieh Huan,His-Ya Huang,Szetsen Lee.Determination of eight penicillin antibiotics in pharmaceuticals,milk and porcine tissues by nano-liquid chromatography[J].Journal of Chromatography A,2009,1 216(43):7 186~7 194.
13 李欣楠,韓鐫竹,蘇葳藝.超高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定生鮮乳中7類β-內(nèi)酰胺類抗生素殘留[J].現(xiàn)代畜牧獸醫(yī),2013(11):40~45.
14 R Perez-Burgos,E M Grzelak,J Saurina,et al.Quechers methodologies as an alternative to solid phase extraction(SPE)for the determination and characterization of residues of cephalosporins in beef muscle using LC—MS/MS[J].Journal of Chromatography B,2012(899):57~65.