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        高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法快速測定水產(chǎn)品中19種喹諾酮類藥物殘留

        2018-03-06 08:29:40梁晶晶徐瀟穎丁宇琦陳萬勤羅金文
        分析測試學(xué)報 2018年2期
        關(guān)鍵詞:喹諾酮內(nèi)標水產(chǎn)品

        梁晶晶,徐瀟穎,丁宇琦,陳萬勤,劉 柱,羅金文

        (浙江省食品藥品檢驗研究院,浙江 杭州 310052)

        喹諾酮類藥物是一種具有4-喹諾酮共同基本母核的人工合成抗菌藥,可通過直接作用于細菌的核,抑制其DNA旋轉(zhuǎn)酶,破壞其代謝和繁殖,從而迅速殺滅細菌,具有抗菌譜廣、抗菌力強等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于動物和人類的多種感染性疾病的預(yù)防和治療[1]。但該類藥物對消化系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉、骨骼等有一定毒性且易產(chǎn)生耐藥性[2-3],如對動物長期使用,會造成動物性食品中喹諾酮藥物殘留,同時對食用者的健康造成危害。近年來,部分水產(chǎn)品養(yǎng)殖戶為提高產(chǎn)量,常在養(yǎng)殖過程中亂用、濫用此類藥物,以致水產(chǎn)品安全事件頻發(fā)。為確保消費者的安全,我國及歐盟等組織均對水產(chǎn)品中喹諾酮類藥物的使用情況及殘留限量做了嚴格規(guī)定。如我國規(guī)定牛、雞、豬、羊、兔等動物的肌肉、脂肪、肝、腎中達氟沙星、二氟沙星、 恩諾沙星(環(huán)丙沙星與恩諾沙星之和)、沙拉沙星等喹諾酮類獸藥的最高殘留限量為0.01~1.9 mg/kg[4]。

        喹諾酮類藥物殘留問題已越來越引起人們的重視,其檢測方法主要有微生物法[5]、酶聯(lián)免疫法[6-7]、液相色譜法[8-9]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法等[10-12]。但微生物法的檢測限過高,特異性不強;酶聯(lián)免疫法屬于半定量篩查方法,易產(chǎn)生假陽性現(xiàn)象;液相色譜法靈敏度低,抗干擾能力弱,定性效果差,且不適合多殘留同時分析。近年來,液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS/MS)技術(shù)由于兼具液相色譜的分離能力和串聯(lián)質(zhì)譜的高靈敏度、高專屬性特點,正逐漸成為獸藥殘留分析的有效手段。但由于水產(chǎn)品基質(zhì)復(fù)雜,通常含有較多的蛋白質(zhì)、脂肪和磷脂,在樣品預(yù)處理過程中,采用沉淀和離心去除蛋白的同時,脂肪和磷脂也被共提取出。現(xiàn)有的前處理方法通常采用正己烷脫脂、SPE固相萃取柱、離子交換柱或用其他反向吸附劑(如硅膠、C18等)從組織提取物中去除脂肪,以消除樣品基質(zhì)的干擾。但這些前處理方法普遍存在步驟繁瑣、測定時間長等缺點,且無法去除磷脂。

        PRiME HLB是一種最新型的固相萃取柱,是基于“N-乙烯吡咯烷酮二乙烯基苯聚合物”填料的反相復(fù)合填料,對動物源性食品中的蛋白質(zhì)、脂肪和磷脂等物質(zhì)具有特異性的吸附能力,且無需活化與平衡,樣品經(jīng)有機溶劑提取后,可直接上樣,操作極其簡便,不會出現(xiàn)堵柱情況。而目前常用的SPE凈化方式(HLB、WAX等)均需經(jīng)活化、平衡、上樣、淋洗和洗脫等多個步驟,操作繁瑣,費時費力。PRiME HLB采用最簡單的過濾式凈化方式,可將凈化速度提高40%,只需3個步驟即可完成整個樣品制備過程,操作簡單、省時快速,凈化后可以去除動物源性食品中蛋白、脂肪和磷脂等95%以上的基質(zhì)干擾物,確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性。目前國內(nèi)外僅有少量將此技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)品中磺胺類和青霉素類藥物殘留檢測的報道[13-14],但未見其用于水產(chǎn)品中喹諾酮類藥物殘留檢測的相關(guān)報道。本研究以明蝦和鱸魚為研究對象,采用PRiME HLB樣品凈化技術(shù),以超高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)為分析手段,同時測定水產(chǎn)品中19種喹諾酮類藥物的殘留量。該方法簡便快速,易于操作,為水產(chǎn)品中喹諾酮類藥物殘留的測定提供了新途徑。

        1 實驗部分

        1.1 儀器與試劑

        XevoTMTQ-S液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國Waters公司);Milli-Q超純水器(美國Millipore公司);氮氣吹干儀(Biotage公司);渦旋混合器(上海琪特公司);Multiduge X1臺式離心機(美國Thermo公司);Ks 4000 Ic低溫搖床(德國IKA公司);超聲波清洗器(昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司)。

        甲醇、乙腈(色譜純,德國Merck公司);甲酸(色譜純,美國Fluka公司);乙酸銨(質(zhì)譜純,美國Sigma公司);Oasis PRiME HLB固相萃取柱(200 mg,6 mL,美國Waters公司)。

        實驗所用19種獸藥的標準物質(zhì)均購自Dr.Ehrenstorfer GmbH,喹諾酮內(nèi)標混合液購自北京振翔科技有限公司。

        1.2 標準溶液配制

        1.2.1對照品儲備液分別精密稱取19種喹諾酮類藥物10 mg(精確至0.01 mg),用乙腈溶解并定容至20 mL,配成500 mg/L的標準儲備液,于-18 ℃下存放。

        1.2.2混合對照品中間液精密移取0.2 mL各對照品儲備液至10 mL容量瓶中,用乙腈定容,精密移取1.0 mL至50 mL容量瓶中,用乙腈定容,即得200 μg/L的混合對照品中間液,于4 ℃下保存。

        1.2.3同位素內(nèi)標儲備液直接購買10 mg/L的混合同位素內(nèi)標儲備液(諾氟沙星-D5、萘啶酸-D5、培氟沙星-D5、恩諾沙星-D5、雙氟沙星-D3)。

        1.2.4混合同位素內(nèi)標中間液精密移取0.1 mL混合同位素內(nèi)標儲備液,用乙腈定容至5.0 mL,即得200 μg/L的混合同位素內(nèi)標中間液,于4 ℃下避光保存。

        1.2.5混合標準曲線的制備精密移取混合對照品中間溶液和混合同位素內(nèi)標中間液適量(標準工作溶液中內(nèi)標物濃度應(yīng)與樣品待測液中一致),用空白樣品基質(zhì)溶液配成0.2~20 μg/L的系列混合標準工作溶液。

        1.3 樣品前處理方法

        準確稱取樣品2.0 g于50 mL離心管中,精確加入同位素內(nèi)標混合液0.2 mL。加入9.8 mL 80%乙腈水溶液(含0.1%甲酸),振蕩30 min,再以20 000 r/min離心5 min。取2 mL上清液加至PRiME HLB 固相萃取柱,保持1滴/s的流速,待過完后加入2 mL提取液沖洗小柱,收集所有流出液于45 ℃下氮吹至小于0.7 mL,殘留液用純水定容至1.00 mL,過0.22 μm有機濾膜,待上機測試。

        空白樣品基質(zhì)溶液的制備:取不含喹諾酮類藥物的空白樣品,除不加內(nèi)標工作液外,同上處理,制得空白樣品基質(zhì)溶液。

        1.4 色譜與質(zhì)譜條件

        1.4.1色譜條件色譜柱:Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱(1.7 μm,2.1 mm×100 mm);流速:0.3 mL/min;柱溫:35 ℃;進樣量:2 μL;流動相為5 mmol/L乙酸銨水溶液(含0.1%甲酸)(A)和甲醇(B)。梯度洗脫程序:0~0.25 min,2%B;0.25~11.25 min,2%~100%B;11.25~13.00 min,100%B;13.00~13.10 min,100%~2%B;13.10~17.00 min,2%B。

        1.4.2質(zhì)譜條件電噴霧離子源(ESI);正離子掃描模式;多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式;源電壓3.5 kV;離子源溫度150 ℃;脫溶劑氣溫度500 ℃,脫溶劑氣流量800 L/h;19種待測化合物的質(zhì)譜參數(shù)見表1。

        表1 MRM監(jiān)測模式下19種藥物及內(nèi)標物的質(zhì)譜條件Table 1 Mass conditions of 19 drugs and internal standard under MRM mode

        *quantitation ion

        2 結(jié)果與討論

        2.1 色譜與質(zhì)譜條件的優(yōu)化

        選擇柱效高、穩(wěn)定性好、保留能力強的Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱(1.7 μm,2.1 mm×100 mm),比較了乙腈-水和甲醇-水兩種流動相對19種待測物的分離效果。結(jié)果表明,以甲醇-水作為流動相時,分離度和靈敏度明顯優(yōu)于乙腈-水流動相。為進一步提高待測化合物的離子化效率,增加靈敏度,結(jié)合相關(guān)報道[15],在流動相中添加對正離子有增強作用的甲酸和乙酸銨,通過比較不同甲酸濃度和乙酸銨濃度對靈敏度及峰形的影響,最終確定流動相為甲醇-5 mmol/L乙酸銨水溶液(含0.1%甲酸);再優(yōu)化流動相比例,最終選擇線性梯度洗脫。 上述優(yōu)化條件下目標物分離度較好、保留時間適中。

        通過一級質(zhì)譜掃描分析0.5 mg/L的19種喹諾酮標準溶液和同位素內(nèi)標液,得到各目標物的分子離子,并對分子離子進行裂解,得到二級碎片信息,優(yōu)化毛細管電壓、錐孔電壓和碰撞能量等參數(shù),使各化合物的響應(yīng)最大化。優(yōu)化后的質(zhì)譜監(jiān)測參數(shù)見表1。在選定的色譜和質(zhì)譜條件下,混合標準溶液中各化合物的定量離子色譜圖見圖1。

        圖1 混合標準樣品的定量離子色譜圖Fig.1 Quantitative ion chromatograms of mixed standards

        2.2 提取溶劑的優(yōu)化

        常用的抗生素提取溶劑有乙腈、乙腈-水、甲醇和甲醇-水等,水產(chǎn)品中含有較多的蛋白質(zhì)和脂類等大分子物質(zhì),采用甲醇或甲醇-水溶液提取,提取液較混濁,樣品凈化困難,且回收率偏低。乙腈具有沉淀蛋白質(zhì)的作用,并且其帶出的弱極性成分少,質(zhì)譜響應(yīng)高、基質(zhì)干擾小,因而選用乙腈作為主要提取溶劑。本實驗首先考察了60%乙腈水、70%乙腈水、80%乙腈水和90%乙腈水4種不同配比提取劑的提取效果,結(jié)果表明,用80%乙腈水作為提取劑時各化合物的回收率較高。分析原因,經(jīng)60%乙腈水和70%乙腈水提取后的提取液較混濁,基質(zhì)效應(yīng)大,經(jīng)80%乙腈水和90%乙腈水提取后的提取液較澄清,蛋白基本沉淀,但90%乙腈水中乙腈比例過高,使蛋白質(zhì)快速凝結(jié)成團,而凝結(jié)的蛋白質(zhì)阻礙了提取液進入內(nèi)部發(fā)生作用,添加一定比例的水可起到分散作用。

        由于喹諾酮類化合物的分子結(jié)構(gòu)中含有羧基和叔胺基,具有酸堿兩性,易溶于酸性或堿性溶液,在有機溶劑中添加一定比例的酸或堿提取可顯著提高回收率[16-17]??疾炝?0%乙腈水和80%乙腈水(含0.1%甲酸)2種提取劑對回收率的影響,結(jié)果顯示酸性提取劑可獲得更優(yōu)的回收率。因此,最終確定提取溶劑為80%乙腈水(含0.1%甲酸)。

        2.3 離心條件的優(yōu)化

        樣品經(jīng)提取劑提取后,需進行離心分離得到澄清的上清液,以便進行后續(xù)的凈化處理。本實驗對離心條件進行了考察。結(jié)果表明,經(jīng)普通離心機(<5 000 r/min)作用后,提取液仍渾濁,不利于凈化,隨著離心力的加大,提取液逐漸澄清,經(jīng)15 000~20 000 r/min離心分離后,上清液基本澄清,過PRiME HLB時較通暢。水產(chǎn)品中含有較多的蛋白質(zhì)和脂肪,低速離心只能分離普通的固體懸浮顆粒,而高速離心能夠加快液體中顆粒的沉降速度,高速分離懸浮介質(zhì)中較小的顆粒物質(zhì),從而達到理想的分離效果。本研究確定的離心速率為20 000 r/min,離心時間為5 min。

        2.4 凈化條件的優(yōu)化

        本實驗采用Oasis PRiME HLB固相萃取柱對樣品進行凈化,考察了Oasis PRiME HLB(200 mg,6 mL)的柱容量,比較了不同上樣體積的樣品凈化程度。結(jié)果表明,上樣液中樣品量≤0.5 g時,基質(zhì)效應(yīng)小,凈化效果明顯,而樣品量為0.5~1.0 g時,基質(zhì)效應(yīng)逐漸增加,說明樣品量為0.5 g時該柱對雜質(zhì)的吸附能力接近飽和,過多的上樣體積會造成部分雜質(zhì)無法吸附,隨目標化合物共流出,導(dǎo)致凈化效果不理想。因此,本實驗確定上樣體積為2 mL(含0.4 g樣品量)。

        2.5 線性關(guān)系、檢出限、定量下限與加標回收率

        對陰性魚肉樣品和蝦肉樣品分別進行加標實驗,加標量為5、10、20 μg/kg,每個濃度設(shè)6個平行,分別計算回收率和相對標準偏差(RSD),并根據(jù)信噪比,以及質(zhì)譜本身的穩(wěn)定性、不同儀器間的差異和方法的適用性,確定本方法的檢出限(LOD)與定量下限(LOQ),結(jié)果見表2~3。結(jié)果表明,魚肉中各目標化合物的回收率為83.4%~119.9%,RSD為 2.6%~14.9%,檢出限為0.5 μg/kg;蝦肉中各目標化合物的回收率為72.1%~118.3%,RSD為2.4%~15.6%,檢出限為0.5 μg/kg。該方法具有良好的準確度和精密度,可以滿足水產(chǎn)品中喹諾酮類藥物的檢測要求。

        表2 魚肉中喹諾酮類藥物的線性關(guān)系、檢出限、定量下限、回收率和精密度Table 2 Linear equations,correlation coefficient(r),limit of detection,limit of quantitation,recovery and precision of quinolone antibacterials in fish

        表3 蝦肉中喹諾酮類藥物的線性關(guān)系、檢出限、定量下限、回收率和精密度Table 3 Linear equations,correlation coefficient(r) ,limit of detection,limit of quantitation,recovery and precision of quinolone antibacterials in shrimp meat

        2.6 實際樣品的分析

        采用本方法對30份市售水產(chǎn)品進行測定,結(jié)果在1批黑魚中檢出氧氟沙星(含量93.8 μg/kg),1批黃鱔中檢出諾氟沙星(含量260 μg/kg),陽性樣品的TIC色譜圖見圖2。根據(jù)農(nóng)業(yè)部公告第2292號,我國將停止在食用性動物中使用氧氟沙星和諾氟沙星等獸藥,本結(jié)果說明在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中亂用獸藥現(xiàn)象依然嚴重,值得引起有關(guān)部門的重視。

        3 結(jié) 論

        本研究應(yīng)用PRiME HLB凈化技術(shù),以超高效液相色譜-四極桿串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用方法建立了水產(chǎn)品中19種喹諾酮類藥物殘留的檢測方法。通過對水產(chǎn)品中的魚肉和蝦肉進行方法學(xué)評價,證明各組分在1~20 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,平均回收率為72.1%~119.9%,RSD為2.4%~15.6%。本方法適用于水產(chǎn)品中喹諾酮類藥物殘留檢測,具有準確、快速、簡便、靈敏度高等優(yōu)點。

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