楊璐齊 李 蓉 高永清 張朋杰 張鵬云,
(1. 廣東藥科大學(xué),廣東 中山 528458;2. 中山出入境檢驗(yàn)檢疫局,廣東 中山 528400)
UPLC-Q-Orbitrap HRMS同時(shí)檢測(cè)水產(chǎn)品中磺胺和喹諾酮類藥物殘留
楊璐齊1,2李 蓉2高永清1張朋杰2張鵬云1,2
(1. 廣東藥科大學(xué),廣東 中山 528458;2. 中山出入境檢驗(yàn)檢疫局,廣東 中山 528400)
建立了水產(chǎn)品中21種磺胺類(SAs)和12種喹諾酮類(QNs)藥物殘留的超高效液相色譜-四級(jí)桿/靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜(UPLC-Q-Orbitrap HRMS)多殘留檢測(cè)方法。樣品經(jīng)過乙腈提取,乙腈飽和正己烷脫脂,內(nèi)標(biāo)法定量。結(jié)果表明,33種目標(biāo)化合物在質(zhì)量濃度為0.1~100 ng/mL時(shí)線性關(guān)系良好,r2≥0.996 0,定量限(LQD)為2 μg/kg。平均加標(biāo)回收率為54.3%~120.4%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSDs)為1.7%~11.9%。該方法操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、特異性強(qiáng),可以滿足日常檢測(cè)要求。
高分辨質(zhì)譜;水產(chǎn)品;磺胺類;喹諾酮類
Abstract: An Ultra-High Performance Liquid Chromatography-Quadrupole/Electrostatic Field Orbitrap High-resolution Mass Spectrometry method (UPLC-Q-Orbitrap HRMS)has been developed for the determinations of the drug residues of 21 SAs and 12 QNs in aquatic products.The sample was extracted by acetonitrile, cleaned up by acetonitrile saturated normal hexane and quantified in internal standard method.The results showed that 33 products presented a good linear relation in the range of 0.1~100 ng/mL.r2>0.996. The limits for qualitative detection was 2 μg/kg. The average recoveries at three spike levels ranged were 54.3%~120.4%, with RSDs ranging 1.7%~11.9%. The developed method was easy operation high sensitivity, which can meet the requirements of daily inspection.
Keywords: high-resolution mass spectroscopy; aquatic products; sulfonamides; quinlones
近年來(lái),中國(guó)食品安全事件頻發(fā)[1],食品安全問題關(guān)涉到每一個(gè)人的切身利益,直接影響著社會(huì)的和諧與穩(wěn)定[2]?;前奉?Sulfonamides,SAs)和喹諾酮類(Quinlones,QNs)藥物為廣譜抑菌藥,具有抗菌譜廣、高效、低毒、價(jià)格低廉等特點(diǎn),在水產(chǎn)、畜牧養(yǎng)殖中被廣泛使用[3-4]。同時(shí)SAs對(duì)人體腎臟和肝臟有毒副作用,破壞人的造血系統(tǒng),從而引起溶血性貧血[5];QNs可發(fā)生嚴(yán)重的光敏反應(yīng)和光毒性反應(yīng),對(duì)人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成不良影響,導(dǎo)致重癥肌無(wú)力、呼吸肌無(wú)力而危及生命,且具有潛在的致癌性和遺傳毒性[6]。因此,國(guó)際食品法典委員會(huì)(CAC)和美國(guó)規(guī)定食品與飼料中SAs的最高殘留限量為100 μg/kg[7];歐盟制定了可食動(dòng)物肌肉[8]中磺胺類總量的最高殘留限量(MRL)≤100 μg/kg;日本規(guī)定食品中不得檢出SAs[5];中國(guó)規(guī)定磺胺類在所有食品動(dòng)物肌肉中的最高殘留限量為100 μg/kg,達(dá)氟沙星、恩諾沙星在除牛、羊、家禽等以外其他動(dòng)物肌肉中的最高殘留限量為100 μg/kg,沙拉沙星在魚的“肌肉+皮”中的最高殘留限量為30 μg/kg[9]。
近年來(lái)SAs與QNs的檢測(cè)方法有酶聯(lián)免疫法[10-11]、液相色譜法[12-13]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[14-16]、液相色譜-高分辨質(zhì)譜法[16-18]等。酶聯(lián)免疫法通常用于樣品的快速篩查,該方法易受樣品基質(zhì)中類似物質(zhì)干擾而產(chǎn)生假陽(yáng)性[19]。液相色譜法的靈敏度較低,且無(wú)法提供目標(biāo)物結(jié)構(gòu)信息不能用于確證方法[20]。液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法由于靈敏度高、結(jié)果準(zhǔn)確,是目前檢測(cè)獸藥殘留的常用標(biāo)準(zhǔn)方法[21-22]。隨著人們生活水平的提高,對(duì)膳食結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整,水產(chǎn)品消耗量不斷增大,目前尚未見文章報(bào)道采用高分辨質(zhì)譜同時(shí)檢測(cè)其中的SAs和QNs。本試驗(yàn)擬建立超高效液相色譜-四級(jí)桿/靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜同時(shí)檢測(cè)水產(chǎn)品中21種SAs和12種QNs藥物殘留的檢測(cè)方法,旨在為大批量水產(chǎn)品中磺胺與喹諾酮類獸藥殘留建立一種前處理簡(jiǎn)單、結(jié)果準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。
1.1 儀器與試劑
高分辨質(zhì)譜儀:Q-Exacitv型,配電噴霧離子源及Trace Finder 3.3 EFS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),美國(guó)Thermo Fisher公司;
超高效液相色譜儀:Ultimate 3000型,美國(guó)Thermo Fisher公司;
離心機(jī):SIGMA 2-16K型,德國(guó)Sartorius-sigma公司;
濃縮儀:BHCHI Synocre型,瑞士步琪公司;
純水凈化儀:Mili-Q 型,法國(guó)Milipore公司;
乙腈、正己烷、乙酸乙酯、甲醇:色譜級(jí),美國(guó)默克公司;
鯇魚:市購(gòu);
無(wú)水硫酸鈉:分析純,中國(guó)廣州化學(xué)試劑廠(使用前在650 ℃的馬弗爐內(nèi)灼燒4 h);
22種獸藥標(biāo)準(zhǔn)品、12種獸藥內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)品:德國(guó)Dr.Ehrenstorfer GmbH公司。
1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液 分別稱取適量的上述標(biāo)準(zhǔn)品及內(nèi)標(biāo)于10 mL容量瓶中,用甲醇定容,配制成100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,置于-18 ℃保存。
1.2.2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液 分別取一定量上述標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液用甲醇稀釋成1 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,在2~4 ℃保存;分別取一定量上述內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液用甲醇配制成100 ng/mL的混合內(nèi)標(biāo)溶液,在2~4 ℃保存。臨用前按需要混合稀釋為標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
1.3 樣品前處理
準(zhǔn)確稱取經(jīng)攪拌器均質(zhì)的水產(chǎn)品樣品2.00 g至50 mL離心管中,添加濃度為100 ng/mL的混合內(nèi)標(biāo)溶液100 μL,加入10 mL乙腈,以14 000 r/min勻漿30 s,加入4 g無(wú)水硫酸鈉渦漩30 s,以4 500 r/min離心5 min。準(zhǔn)確吸取5 mL樣品提取液至15 mL離心管中,在45 ℃下用氮?dú)鈱⒃嚬軆?nèi)的溶劑吹干,殘?jiān)皿w積比為10∶90的乙腈—0.1 %甲酸水溶液定容至1 mL,渦漩30 s,超聲3 min,加入5 mL乙腈飽和正己烷,漩渦1 min,靜置30 min,取下層液體1.5 mL轉(zhuǎn)移至2 mL的高速離心管中,以12 000 r/min離心5 min,取下清液經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后上機(jī)。
1.4 儀器條件
1.4.1 液相色譜條件 色譜柱:WatersAcquity UPLC?BEH C18(2.1 mm×100 mm,1.7 μm);柱溫:30 ℃;流動(dòng)相:A(含0.1%甲酸的水溶液)和B(含0.1%甲酸的甲醇溶液);梯度洗脫程序見表1;流動(dòng)相流速:0.3 mL/min;進(jìn)樣量:10 μL。
表1 液相色譜梯度洗脫程序
1.4.2 質(zhì)譜條件 離子源:HESI;掃描模式:Full MS/ddMS2(Top1);全掃描范圍(m/z):100~1 000;分辨率:一級(jí)全掃描70 000、二級(jí)17 500;質(zhì)譜駐留時(shí)間(AGC): Full MS 1 e6、MS/MS 2 e5;歸一化碰撞能:20,40,60;頂點(diǎn)激發(fā):3~6 s;動(dòng)態(tài)排除:6 s;噴霧電壓: 3 200 V;鞘氣流速(N2):0.276 MPa;輔助氣流速(N2):0.069 MPa;加熱溫度:325 ℃;離子傳輸管溫度:350 ℃;透鏡電壓:60 V;各化合物質(zhì)譜信息見表2。
2.1 色譜條件的優(yōu)化
對(duì)21種SAs和12種QNs獸藥同時(shí)進(jìn)行分析,因其藥物極性差異較大,采用梯度洗脫。首先對(duì)比流動(dòng)相中有機(jī)相分別為含0.1%甲酸的乙腈溶液、含0.1%甲酸的甲醇溶液、乙腈、甲醇時(shí),發(fā)現(xiàn)在有機(jī)相中加入甲酸后響應(yīng)值更高,可能是甲酸提供質(zhì)子,離子源打碎目標(biāo)物時(shí)提高了碎片的離子化程度。同時(shí)發(fā)現(xiàn)同分異構(gòu)體SMD、SMP、SMM在流動(dòng)相含有0.1%甲酸的水溶液和含0.1%甲酸的甲醇溶液條件下,分離效果較好。對(duì)比色譜柱Waters Acquity UPLC?BEH C18(2.1 mm×100 mm,1.7 μm)與Thermo Accucore RP-MS(2.1 mm×100 mm,2.6 μm),結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用前者QNs峰型較好。最終選用Waters Acquity UPLC?BEH C18(2.1 mm×100 mm,1.7 μm)色譜柱,含0.1%甲酸的水溶液和含0.1%甲酸的甲醇溶液為流動(dòng)相。圖1 為添加濃度為10 ng/mL的33種目標(biāo)物的提取離子流圖。
2.2 質(zhì)量準(zhǔn)確度
使用高分辨質(zhì)譜檢測(cè)目標(biāo)化合物的精確質(zhì)量數(shù)對(duì)于同時(shí)準(zhǔn)確定性和定量非常重要,本研究使用超高效液相色譜—四級(jí)桿/靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜所測(cè)的33種目標(biāo)物均達(dá)到了良好的質(zhì)量準(zhǔn)確度。表3列舉了其中6種物質(zhì)的理論質(zhì)荷比與實(shí)測(cè)質(zhì)荷比,其質(zhì)量準(zhǔn)確度均小于±1×10-6,完全滿足定性和定量要求。
2.3 前處理?xiàng)l件的選擇和優(yōu)化
因檢測(cè)的目標(biāo)物可以溶于非極性或中等極性溶劑,分別考察了有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的乙酸乙酯[23]、含1%甲酸的乙腈[5]、乙腈[24]、含2%甲酸的乙腈溶液的提取效果,見圖2。由圖2可知,4種提取液磺胺甲氧噠嗪的回收率均差異不大;STZ、SPD、SAA用含2%甲酸的乙腈溶液提取效率較低;乙腈具有較好的蛋白沉淀作用。因此,采用乙腈作為提取液。
表2 45種物質(zhì)的質(zhì)譜信息及保留時(shí)間
1. 磺胺嘧啶 2. 磺胺索嘧啶 3. 磺胺噻唑 4. 磺胺甲基嘧啶 5. 磺胺二甲嘧啶 6. 磺胺吡啶 7. 甲氧芐啶 8. 磺胺鄰二甲氧嘧啶 9. 磺胺間二甲氧嘧啶 10. 噁喹酸 11. 磺胺甲噻二唑 12. 磺胺氯噠嗪 13. 磺胺甲惡唑 14. 磺胺苯酰 15. 司帕沙星 16. 磺胺甲氧噠嗪 17. 磺胺-5-甲氧嘧啶 18. 磺胺間甲氧嘧啶 19. 磺胺異惡唑 20. 加替沙星 21. 磺胺苯吡唑 22. 磺胺喹噁啉 23. 氟甲喹 24. 磺胺醋酰 25. 氟羅沙星 26. 氧氟沙星 27. 恩諾沙星 28. 雙氟沙星 29. 沙拉沙星 30. 諾氟沙星 31. 環(huán)丙沙星 32. 達(dá)氟沙星 33. 磺胺胍
圖1 魚肉中添加回收21種SAs和12種QNs的提取離子流圖
鹽析劑在樣品提取時(shí)可防止樣品中的水分及雜質(zhì)進(jìn)入提取液,同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)脫水和鹽析,還可使蛋白質(zhì)變性分散防止樣品結(jié)塊影響提取效率。對(duì)比使用無(wú)水硫酸鎂和無(wú)水硫酸鈉時(shí),發(fā)現(xiàn)加入無(wú)水硫酸鎂時(shí)或因其吸水放熱提高了提取環(huán)境的溫度,諾氟沙星等幾種物質(zhì)使用無(wú)水硫酸鎂鹽析的回收率明顯低于使用無(wú)水硫酸鈉的,見圖3。進(jìn)一步對(duì)比添加4,6,8 g無(wú)水硫酸鈉,各目標(biāo)物的添加回收率無(wú)明顯差異,最終選擇4 g無(wú)水硫酸鈉作為鹽析劑。
圖2 提取液對(duì)目標(biāo)物提取效率的影響
圖3 鹽析劑對(duì)提取效率的影響
2.4 線性范圍與定量限的確定
配制質(zhì)量濃度為0.1~200.0 ng/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,在優(yōu)化后的色譜和質(zhì)譜條件下進(jìn)行檢測(cè),對(duì)相對(duì)應(yīng)化合物在質(zhì)譜中的響應(yīng)面積Y與目標(biāo)化合物的標(biāo)記濃度值X進(jìn)行線性擬合,得到目標(biāo)化合物的線性范圍及其相對(duì)應(yīng)的決定系數(shù)(r2)。結(jié)果顯示,各化合物的r2值均≥0.996 0(見表4)。由于高分辨率質(zhì)譜儀基線極低,信噪比不再適合于確定檢出限和定量限[25],故本方法中定量限為化合物在線性范圍內(nèi)同時(shí)滿足回收率值為60%~120%的最低濃度值2 μg/kg。該指標(biāo)優(yōu)于同類檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),滿足所有國(guó)家和地區(qū)的限量要求。
2.5 方法的回收率與精密度
選取空白基質(zhì)(陰性樣品)鯇魚,進(jìn)行3個(gè)濃度水平的加標(biāo)回收試驗(yàn),考察方法的準(zhǔn)確度。采用精確質(zhì)量數(shù)、保留時(shí)間、同位素分布和二級(jí)碎片離子4個(gè)指標(biāo)來(lái)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,方法定量時(shí)對(duì)有相應(yīng)同位素內(nèi)標(biāo)的目標(biāo)物采用內(nèi)標(biāo)法定量,其余采用外標(biāo)法定量。方法的加標(biāo)平均回收率為54.3%~120.4%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.7%~11.9%,見表4,滿足食品理化檢測(cè)方法的技術(shù)要求。
2.6 方法應(yīng)用
用建立的方法對(duì)收集的25個(gè)水產(chǎn)樣品進(jìn)行了檢測(cè)。喹諾酮類藥物均未檢出;在其中1個(gè)南美對(duì)蝦樣品中檢出磺胺鄰二甲氧嘧啶(SDX),鯇魚、北極貝、鰻魚、羅非魚4個(gè)樣品中檢出磺胺吡啶(SPD)。圖4列舉了標(biāo)準(zhǔn)溶液中的SDX和SPD與代表性陽(yáng)性樣品南美對(duì)蝦中SDX和羅非魚中SPD的對(duì)比圖。陽(yáng)性定量結(jié)果在2~3 μg/kg,均低于限量要求。說(shuō)明此次收集的水產(chǎn)養(yǎng)殖魚中磺胺類和喹諾酮藥物殘留處于安全水平。雖然本次試驗(yàn)所檢測(cè)樣品處于安全水平,但是食品安全直接關(guān)系到人們的生命健康,對(duì)嚴(yán)重危害食品安全的行為實(shí)行刑法規(guī)制是現(xiàn)代社會(huì)的必然選擇[26]。
圖4 SDX和SPD陽(yáng)性樣品的提取離子流圖
為了順應(yīng)獸藥殘留檢測(cè)快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確以及高通量的發(fā)展趨勢(shì),本研究將超高效液相色譜-四級(jí)桿/靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜儀與快速前處理方法結(jié)合,建立了水產(chǎn)品中21種SAs和12種QNs獸藥殘留同時(shí)檢測(cè)的方法,樣品只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的提取、濃縮、離心、過濾,即可上機(jī)檢測(cè)。方法的測(cè)定低限滿足國(guó)內(nèi)外對(duì)水產(chǎn)品中SAs和QNs獸藥殘留的限量要求。該方法簡(jiǎn)便、靈敏、準(zhǔn)確,滿足日常檢測(cè)和監(jiān)管需求。
表4 空白基質(zhì)中3個(gè)添加水平的平均回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差
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Simultaneous determination of suIfonamides and quinIones infish by UPLC-Q/Orbitrap HRMS
YANG Lu-qi1,2LIRong2GAOYong-qing1ZHANGPeng-jie2ZHANGPeng-yun1,2
(1.GuangdongPharmaceuticalUniversity,Zhongshan,Guangdong528458,China;2.ZhongshanEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau,Zhongshan,Guangdong528400,China)
10.13652/j.issn.1003-5788.2017.08.010
國(guó)家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2015IK260);廣東省省級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2014A040401011,2015A050502010);中山市社會(huì)公益重大專項(xiàng)(編號(hào):2015B2295)
楊璐齊,女,廣東藥科大學(xué)在讀研究生。
李蓉(1969—),女,中山出入境檢驗(yàn)檢疫局研究員,學(xué)士。E-mail:lirong828@126.com 高永清(1958—),男,廣東藥科大學(xué)教授,碩士。 E-mail:yongqingg@163.com
2017—04—08