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        水產(chǎn)品中堿性玫瑰精殘留量的UPLC-MS/MS和LCMS-IT-TOF分析

        2017-07-18 12:01:07黃麗英王永超
        關(guān)鍵詞:堿性串聯(lián)水產(chǎn)品

        黃麗英,王永超,顧 捷

        (1.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所,浙江省海洋水產(chǎn)研究所,浙江舟山 316021;2.浙江海洋大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,浙江舟山 316022)

        水產(chǎn)品中堿性玫瑰精殘留量的UPLC-MS/MS和LCMS-IT-TOF分析

        黃麗英1,王永超2,顧 捷1

        (1.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所,浙江省海洋水產(chǎn)研究所,浙江舟山 316021;2.浙江海洋大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,浙江舟山 316022)

        建立了水產(chǎn)品中堿性玫瑰精測(cè)定的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(UPLC-MS/MS)和離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜法(LCMS-IT-TOF)。樣品經(jīng)均質(zhì),以無(wú)水乙醇進(jìn)行提取,通過(guò)Oasis HLB固相萃取小柱凈化后進(jìn)行UPLC-MS/MS和LCMS-ITTOF定性定量分析。結(jié)果表明,UPLC-MS/MS法在0.5~10.0 μg/L范圍內(nèi)線(xiàn)性相關(guān)性好,相關(guān)系數(shù)為0.999 1,回收率在70%~120%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于15%,檢測(cè)限為0.1 μg/kg。自制陽(yáng)性樣品進(jìn)行LCMS-IT-TOF定性,采用V飛行模式,根據(jù)正離子模式下獲得的多級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù),對(duì)比對(duì)照品碎裂特征,總結(jié)其多級(jí)裂解規(guī)律,進(jìn)一步確證該非食用物質(zhì)的添加使用。

        堿性玫瑰精B;UPLC/MS/MS;LCMS-IT-TOF;水產(chǎn)品

        堿性玫瑰精(英文名Rhodamine B),又名羅丹明B、鹽基玫瑰精B、堿性熒光紅8B,俗稱(chēng)"洋紅",溶于水和乙醇呈藍(lán)光紅色,微溶于丙酮,極易溶于乙二醇乙醚,是一種偶氮類(lèi)堿性工業(yè)染料,用于染蠶絲、腈綸、羊毛,也用于皮革、紙張、麥稈著色以及制備色淀顏料[1]。雖然堿性玫瑰精用途廣泛,但濫用該類(lèi)工業(yè)染料仍會(huì)通過(guò)皮膚接觸、呼吸吸入、直接食入等對(duì)人體導(dǎo)致不良的影響。我國(guó)禁止食品及農(nóng)產(chǎn)品中添加該工業(yè)染料,但非法使用的情況還是存在,也曾發(fā)生過(guò)一起群體性堿性玫瑰精中毒事件[2]。堿性玫瑰精已被我國(guó)衛(wèi)生部列為食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)名單,但由于這些色素比食用色素更易于在肉制加工品上著色,且價(jià)格低廉,一些不法食品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè)為了改善水產(chǎn)品的外觀亮澤,在生產(chǎn)加工過(guò)程中可能濫用非食用物質(zhì)堿性玫瑰精,以謀求更大利益。

        目前工業(yè)染料的檢測(cè)方法主要有紫外分光光度法[3]、高效液相色譜法[4]、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[5-6]、飛行時(shí)間質(zhì)譜法[7]等,多集中在調(diào)味料[8]和通用食品[9]上,水產(chǎn)品中有堿性嫩黃O的研究[10],堿性玫瑰精的測(cè)定報(bào)道較少。液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)具有選擇性、靈敏度、分析效率高等特點(diǎn),本文建立了水產(chǎn)品中堿性玫瑰精的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)法,大幅度排除了食用色素的干擾。同時(shí),對(duì)水產(chǎn)品中檢出堿性玫瑰精的自制陽(yáng)性樣品應(yīng)用液相色譜-離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行了多級(jí)質(zhì)譜的分析,進(jìn)一步確證該非食用物質(zhì)的添加使用,極大提高了水產(chǎn)品中堿性玫瑰精的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)質(zhì)量安全分析能力。

        1 試驗(yàn)部分

        1.1 儀器與試劑

        美國(guó)Waters液質(zhì)聯(lián)用儀(AcquityTMUPLC/Quattro Premier XE,MsssLynx4.1工作站);日本島津高效液相色譜離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(LCMS-IT-TOF,LCMSsolution V3.50工作站);固相萃取柱(Oasis HLB 6 mL,500 mg或相當(dāng)者);固相萃取裝置;渦旋混合器;超聲波清洗器;離心機(jī);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;氮吹儀。

        標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):堿性玫瑰精(SIGMA公司,50 g/瓶),用甲醇配制成1 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。色譜純:甲醇、甲酸;分析純:無(wú)水硫酸鈉、無(wú)水乙醇、氨水;超純水。

        1.2 儀器條件

        1.2.1 UPLC-MS/MS法

        色譜柱:Waters AcquityTMUPLC BEH Cl8柱(2.1 mm×100 mm,1.7 μm);流動(dòng)相 A 為 0.1%甲酸甲醇溶液,B 為 0.1%甲酸水溶液,65:35(A:B)等度洗脫 5 min;柱溫:30 ℃;進(jìn)樣體積:5 μL;流速:0.2 mL/min。

        離子化方式:ESI正離子模式;離子源參數(shù):毛細(xì)管電壓3.5 kV,源溫度120℃,脫溶劑氣溫度350℃,脫溶劑氣流量600 L/hr,錐孔反吹氣流量50 L/hr;離子采集方式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM),選擇m/z 443/399、443/355作為定性離子對(duì),m/z 443/399作為定量離子對(duì),采用外標(biāo)法定量。

        1.2.2 LCMS-IT-TOF法

        色譜柱:Shimadzu Shim-pack XR-ODS C18柱(2.0 mm×75 mm,2.2 μm);流動(dòng)相 A 為 0.1%甲酸甲醇溶液,B 為 0.1%甲酸水溶液,55:45(A:B)等度洗脫 10 min;柱溫:30 ℃;進(jìn)樣體積:4 μL;流速:0.3 mL/min。IT-TOF MS 離子化方式:ESI正離子掃描;掃描范圍:MS1m/z 150~1 000,MS2m/z 100~500,MS3m/z 100~500;加熱模塊溫度:200℃;曲形脫溶劑管溫度:200℃;霧化氣N2流速:1.5 L/min;干燥氣流速:10 L/min;離子源電壓:4.5 KV;檢測(cè)器電壓:1.70 KV;校準(zhǔn)方法:自動(dòng)調(diào)諧優(yōu)化電壓,外標(biāo)法校準(zhǔn)質(zhì)量數(shù)。

        1.3 試驗(yàn)方法

        稱(chēng)取5 g樣品(精確到0.01 g)于50 mL聚丙烯離心管中,加入5 g無(wú)水硫酸鈉,攪拌均勻,加入25 mL無(wú)水乙醇,渦旋混合1 min,超聲提取20 min,以8 000 r/min離心5 min,上清液轉(zhuǎn)移至雞心瓶中,再加入25 mL無(wú)水乙醇,重復(fù)上述操作,合并全部上清液于雞心瓶中,在45℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干,待凈化。樣品提取濃縮液用10 mL水少量多次溶解,上固相萃取柱(使用前分別用10 mL甲醇和10 mL水預(yù)處理,保持柱體濕潤(rùn)),調(diào)節(jié)流速小等于2 mL/min,用6 mL 4%氨水甲醇溶液洗脫,40℃氮?dú)獯蹈?,?zhǔn)確加入1 mL 70%甲醇水溶液定容,過(guò)0.22 μm濾膜,待測(cè)。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 UPLC-MS-MS法的TIC和MRM圖

        根據(jù)堿性玫瑰精的結(jié)構(gòu)特征我們選擇ESI(+)作為電離模式,采用流動(dòng)注射的方式以10 μL/min將高濃度(5.0 mg/L)的標(biāo)準(zhǔn)溶液注入離子源中對(duì)離子源毛細(xì)管電壓、錐孔電壓、源溫度、脫溶劑溫度等作優(yōu)化調(diào)節(jié),得到堿性玫瑰精的分子離子峰443。優(yōu)化碰撞室的氬氣、碰撞能量等條件參數(shù),對(duì)其子離子進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜分析,并從中選取兩個(gè)子離子組成離子對(duì),使離子對(duì)的豐度響應(yīng)最大。在液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用中,流動(dòng)相的選擇除考慮色譜系統(tǒng)分離效果外,必須關(guān)注分離各組分進(jìn)入質(zhì)譜前離子化的效率,以便獲得最佳的分辨率和最高的靈敏度。對(duì)堿性玫瑰精進(jìn)行分離中發(fā)現(xiàn),在甲醇和水中加入0.1%甲酸時(shí),母離子峰迅速提高,經(jīng)離子化后獲得高靈敏度。按照上述色質(zhì)譜條件分析測(cè)試堿性玫瑰精標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的總離子流圖和多反應(yīng)監(jiān)測(cè)圖如圖1,保留時(shí)間為2.22 min。

        圖1 堿性玫瑰精標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的TIC和MRM圖Fig.1 TIC and MRM chromatograms of reference substance of Rhodamine B

        2.2 UPLC-MS/MS法的方法學(xué)考察

        準(zhǔn)確移取適量的堿性玫瑰精標(biāo)準(zhǔn)液,配制系列濃度,UPLC/MS/MS法在0.5~10.0 μg/L范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好線(xiàn)性關(guān)系,以響應(yīng)面積為縱坐標(biāo),以濃度值為橫坐標(biāo),進(jìn)行線(xiàn)性回歸,回歸方程Y=805.584 X+96.233 2,線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)為0.999 1。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定,堿性玫瑰精B在水產(chǎn)品中的檢出限為0.1 μg/kg,方法靈敏度高,可滿(mǎn)足低含量樣品殘留檢測(cè)需求。根據(jù)堿性玫瑰精的溶解性能,為了得到盡可能高的回收率,選擇萃取效率高的無(wú)水乙醇作為萃取溶劑,并采用HLB固相小柱凈化方式,操作簡(jiǎn)便,保證了實(shí)驗(yàn)條件可操作性。在空白水產(chǎn)品中分別添加 0.1 μg/kg、0.4 μg/kg、2.0 μg/kg 三個(gè)高中低標(biāo)準(zhǔn)品濃度,每個(gè)水平各做3次平行,以外標(biāo)法計(jì)算來(lái)驗(yàn)證方法的回收率。實(shí)驗(yàn)證明,在不同添加水平下,不同水產(chǎn)品基質(zhì)的加標(biāo)回收結(jié)果在70%~120%之間,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于15%,說(shuō)明堿性玫瑰精的回收率比較穩(wěn)定,該方法具有一定的可靠性。取一標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行精密度測(cè)試,平行測(cè)定6次,UPLC/MS/MS法的RSD為1.25%,也符合方法學(xué)要求。

        2.3 堿性玫瑰精多級(jí)質(zhì)譜裂解規(guī)律

        對(duì)堿性玫瑰精對(duì)照品進(jìn)行LCMS-IT-TOF研究,在ESI正離子模式下有良好信號(hào),采用direct模式,進(jìn)行了五級(jí)質(zhì)譜分析,推測(cè)的裂解規(guī)律如圖2。

        圖2 堿性玫瑰精的裂解途徑Fig.2 Fragmentation pathways of Rhodamine B

        從電噴霧-離子阱/飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)結(jié)果分析,堿性玫瑰精的一級(jí)質(zhì)譜以準(zhǔn)分子離子峰m/z 443.2329[M+H]+為基峰,其主要碎片離子分別為 m/z 399.170 3、355.107 7、326.077 8、311.117 9、282.091 3、255.080 4。堿性玫瑰精準(zhǔn)分子離子m/z 443.232 9失去-C3H8產(chǎn)生碎片m/z 399.170 3,一級(jí)碎片又失去-C3H8產(chǎn)生二級(jí)碎片m/z 355.107 7。三級(jí)碎片離子m/z 326.077 8和311.117 9分別由二級(jí)碎片m/z 355.107 7失去-C3N和-CO2得到。三級(jí)碎片離子m/z 326.077 8和311.117 9分別失去-CO2和-C3N都得到四級(jí)碎片m/z 282.091 3,由碎片m/z 282.091 3失去HCN得到五級(jí)碎片m/z 255.080 4。

        常規(guī)液質(zhì)分析可以根據(jù)化合物質(zhì)荷比來(lái)排除基質(zhì)干擾提高靈敏度,但是由于低分辨率和低質(zhì)量數(shù)準(zhǔn)確度的缺點(diǎn),加上傳輸效率的限制也會(huì)降低被檢測(cè)物的靈敏度;四級(jí)桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜具備高分辨率和高質(zhì)量數(shù)準(zhǔn)確度的特點(diǎn),但只能進(jìn)行2級(jí)質(zhì)譜分析,而離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜不僅具有高分辨率和高質(zhì)量數(shù)準(zhǔn)確度,還具有10級(jí)質(zhì)譜功能,有利于化合物復(fù)雜裂解規(guī)律的推導(dǎo)。與傳統(tǒng)的LC-MS/MS相比,LCMS-ITTOF系統(tǒng)可獲得高精度的多級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù),提供更多的化學(xué)結(jié)構(gòu)信息,提高了結(jié)構(gòu)解析的準(zhǔn)確性,從而為堿性玫瑰精的定性提供了更可靠的依據(jù)。

        2.4 陽(yáng)性樣品的確證

        在UPLC-MS/MS試驗(yàn)條件下,自制陽(yáng)性樣品中檢出的堿性玫瑰精與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)具有相同的保留時(shí)間,且樣品圖譜中各組分定性離子的相對(duì)豐度與濃度接近的混合基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)溶液中對(duì)應(yīng)的定性離子的相對(duì)豐度進(jìn)行比較,偏差小于5,可判定樣品中存在對(duì)應(yīng)的堿性玫瑰精。

        在LCMS-IT-TOF試驗(yàn)條件下,通過(guò)比較自制陽(yáng)性樣品與對(duì)照品的多級(jí)質(zhì)譜碎裂特征,一級(jí)質(zhì)譜圖因基質(zhì)干擾無(wú)法判斷,但是MS2到MS4的質(zhì)譜圖信息清晰,同時(shí)m/z399.170 3提取離子流圖出峰時(shí)間也與標(biāo)準(zhǔn)品相符。LCMS-IT-TOF具有多級(jí)質(zhì)譜掃描功能,選定母離子碎裂出子離子,MSn質(zhì)譜圖中可大大降低基質(zhì)干擾,因此具有極佳的定性準(zhǔn)確性。

        3 結(jié)論

        本實(shí)驗(yàn)采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù),建立了水產(chǎn)品中堿性玫瑰精的檢測(cè)方法,該方法可操作性強(qiáng),定性可靠,定量準(zhǔn)確。對(duì)自制陽(yáng)性樣品本文還應(yīng)用離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行了確證,檢測(cè)結(jié)果令人滿(mǎn)意。新儀器、新方法、新手段的快速應(yīng)用,各方法之間相互驗(yàn)證,保證了檢測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。

        [1]何海蘭.染料[M].第1版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004:181-182.

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        Determination of Rhodamine B in Fishery Products based on UPLC-MS/MS and LCMS-IT-TOF

        HUANG Li-ying1,WANG Yong-chao2,GU Jie1
        (1.Marine and Fisheries Institute of Zhejiang Ocean University,Marine Fisheries Institute of Zhejiang Province,Zhoushan 316021;2.Marine Science and Technology School of Zhejiang Ocean University,Zhoushan 316022,China)

        A comprehensive analytical method based on ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS)and high performance liquid chromatography ion tap-time-of-flight mass spectrometry(LCMS-IT-TOF)has been developed for confirmation and quantification of Rhodamine B in fishery products.The Samples were homogenized and extracted by ultrasound extraction in the solution of 25 mL anhydrous alcohol,then centrifuged at the rate of 8 000 r/min.The obtained upper clear liquid after twice extractions was distilled and the residues were redissolved with 10 mL deionized water followed by a further cleanup procedure using Oasis HLB solid phase extraction column.The residues retained in the column were rinsed with the mixture of ammonium hydroxide and methanol(4:96 by volume).Then the analysis was carriedout by UPLC-MS/MS.The results showed a good linearity in the range of 0.5-10.0 μg/mL and a LOQ of 0.1 μg/kg,with the correlation coefficient of 0.999 1.The absolute recovery ranges from 70%to 120%,with the relative standard deviation less than 15%.Further studies on confirmation of self-made positive sample was carried out with LCMS-IT-TOF.The fragmentation pathways of the compound of Rhodamine B were concluded.By compared the mass spectrometry information from self-made positive sample and the reference substance,the objective compound in the complex matrix was identified successfully.The developed method is accurate,reliable for both screening and determination the Rhodamine B pollutant in fishery products.

        Rhodamine B;UPLC/MS/MS;LCMS-IT-TOF;fishery products

        TS254.7

        :A

        2016-12-10

        國(guó)家自然科學(xué)基金(31502182);浙江海洋大學(xué)“海洋科學(xué)”省重中之重開(kāi)放課題(20160107)

        黃麗英(1981-),女,浙江義烏人,高級(jí)工程師,研究方向:水產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全.E-mail:hlypcd@163.com

        1008-830X(2017)01-0025-04

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