李桂琴(興安職業(yè)技術(shù)學(xué)院,內(nèi)蒙古烏蘭浩特137400)
近年來,四環(huán)素類抗生素作為獸藥應(yīng)用廣泛,已經(jīng)成為獸用抗生素殘留重大問題之首,因其價(jià)格便宜、廣譜、快速抑菌等作用,對(duì)動(dòng)物還有良好的促生長效果[1-2],用于預(yù)防和治療畜禽疾病,特別是用于奶牛乳腺炎和子宮炎的預(yù)防和治療[3],但藥物使用不當(dāng)或過量會(huì)導(dǎo)致在奶牛體內(nèi)殘留,并進(jìn)入食物鏈[4]。長期食用含有四環(huán)素類的食品容易造成胃腸以及肝臟損害、牙齒染色、過敏反應(yīng)、二重感染、致畸胎作用,甚至能抑制人體骨髓造血功能而引起再生障礙性貧血和粒狀白細(xì)胞缺乏癥等疾病[5-6]。因此,對(duì)食品中獸用藥物殘留的檢測十分重要,而且刻不容緩。
目前,國內(nèi)外四環(huán)素的檢測方法有高效液相色譜法[6-10]、薄層色譜法[10]、電泳法[10]、微生物法[10-11]、化學(xué)發(fā)光法[11]、超高效液相色譜法[12-15]、液質(zhì)聯(lián)用法[16]、共振散射光譜法[17]、傳感器法[18]、液-質(zhì)/質(zhì)聯(lián)用法[19]、免疫分析法[20]等。因高效液相色譜法具有快速、靈敏度和精密度高、回收效果好等優(yōu)點(diǎn),而被廣泛應(yīng)用于基質(zhì)比較復(fù)雜的四環(huán)素類獸藥殘留檢測。
四環(huán)素類抗生素檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T5009.116-2003《畜、禽肉中土霉素、四環(huán)素、金霉素殘留量的測定(高效液相色譜法)》,采用的是高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)測定。與傳統(tǒng)的高效液相色譜相比,超高效液相色譜(ultra-high performance liquid chromatography,UPLC) 與 傳 統(tǒng)的HPLC相比,UPLC的速度、靈敏度及分離度都高于HPLC,分析時(shí)間短,同時(shí)溶劑用量少,分析成本降低。所以本文把牛奶及奶制品中的四環(huán)素類抗生素殘留作為研究對(duì)象,采用了超高效液相色譜法測定了四環(huán)素類獸藥殘留的含量,重點(diǎn)研究了樣品的前處理,提取劑、沉淀劑、凈化柱等的選擇,結(jié)果回收率高,能夠?yàn)槟讨破分械乃沫h(huán)素類藥物殘留檢測提供技術(shù)參考。
15個(gè)樣品采購于烏蘭浩特喜登來超市,金島家樂福超市以及歐亞超市,詳見表1。
表1 樣品Table 1 Samples
乙腈,磷酸二氫鈉,甲酸,草酸,甲醇,乙二胺四乙酸二鈉/檸檬酸、磷酸氫二鈉(Na2EDTA-Mcllvaine):均為分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;土霉素,四環(huán)素,金霉素,多西環(huán)素標(biāo)準(zhǔn)品(純度大于99.99%):天津大茂化學(xué)試劑廠。
超高效液相色譜儀(Agilent1290):美國安捷倫公司;湘儀離心機(jī)(TDZ5-WS):湖南湘儀集團(tuán);超聲波清洗(SB-5200DTD型):上海旦鼎國際貿(mào)易有限公司;水浴氮吹儀(YGC-12D型):鄭州寶晶電子科技有限公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-2000A):上海亞榮儀器公司。
1.3.1 色譜條件
色譜柱:WatersAtalantisT3(2.1mm×150mm,3μm);流動(dòng)相:A為水,B為乙腈;檢測波長:350 nm;流速:0.8 mL/min;進(jìn)樣量:10 μL;柱溫:20 ℃。流動(dòng)相梯度洗脫程序見表2。
表2 梯度洗脫程序Table 2 Gradient elution procedure
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備
標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:分別準(zhǔn)確稱取一定量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用乙腈定容至濃度均為100.0 μg/mL;于-18℃避光保存。
1.3.3 樣品的前處理
1.3.3.1 提取
以回收率為考察指標(biāo),通過比較乙腈/水(體積比4∶1)、Na2EDTA-Mcllvaine、草酸-乙腈溶液 3 種溶劑對(duì)樣品進(jìn)行浸提,最終確立了用乙腈/水作為提取液提取。
準(zhǔn)確稱取試樣10 g于50 mL具塞量筒中,加入乙腈/水溶液(體積比 4∶1)20 mL,加入無水乙醇溶液10 mL,充分混合振蕩2min,以3000r/min離心10 min,將上清液過濾至另一離心管中。重復(fù)提取一次,合并上層清液,待凈化。
1.3.3.2 凈化
比較了HLB萃取小柱、氨基柱和C18柱,因氨基柱對(duì)目標(biāo)物有較好的凈化效果,最后確立了用氨基柱凈化。
首先用10 mL甲醇水溶液(體積比1∶1)處理氨基固相萃取柱,然后將上層清液倒入萃取柱,待上清液流出后,用3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%甲醇的水溶液淋洗,棄去全部流出液,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)近干,最后用5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%甲酸的甲醇洗脫,收集洗脫液于10 mL樣品管中,于45℃氮?dú)獯蹈?,? mL流動(dòng)相溶解,最后過0.45 μm濾膜,待測。
1.3.4 穩(wěn)定性試驗(yàn)
將 1 號(hào)牛奶樣品的制備液分別于 0、2、4、6、8、12、16、20、24 h測定,并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算四環(huán)素類藥物含量,根據(jù)公式:相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差/%=標(biāo)準(zhǔn)偏差(mg/kg)/四環(huán)素類藥物含量的算術(shù)平均值(mg/kg)×100,計(jì)算并討論樣液是否符合穩(wěn)定性試驗(yàn)要求。
1.3.5 精密度試驗(yàn)
取1號(hào)牛奶樣品制備好的樣液連續(xù)進(jìn)樣5次進(jìn)行精密度試驗(yàn),計(jì)算四環(huán)素類藥物含量,并討論精密度是否符合試驗(yàn)要求。
1.3.6 線性回歸方程
分別將各標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)使用液按照試驗(yàn)要求,配置一系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液,并按照色譜條件進(jìn)行線性回歸方程試驗(yàn),根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)品的濃度和相應(yīng)的四環(huán)素類藥物含量結(jié)果計(jì)算線性回歸方程及其相關(guān)系數(shù)。
1.3.7 回收率試驗(yàn)
取1號(hào)牛奶、1號(hào)酸奶、1號(hào)奶粉為例,樣品各3份,將一定量的低、中、高3個(gè)濃度的四環(huán)素標(biāo)準(zhǔn)使用溶液分別加入到樣品中,然后按照上述前處理方式處理樣品,按照色譜條件進(jìn)行測定并計(jì)算四環(huán)素含量,根據(jù)公式:回收率/%=回收量(μg/mL)/加入量(μg/mL)×100,計(jì)算四環(huán)素藥物的回收率。
乙腈/水溶液、Na2EDTA-Mcllvaine溶液、草酸-乙腈溶液提取后的回收率結(jié)果如表3。
表3 不同提取劑的回收率Table 3 Recovery of different extractants
由表3可知,乙腈/水溶液(體積比4:1)提取的回收率高,雖然Na2EDTA-Mcllvaine溶液提取后的回收率高,但是除去多余的Na2EDTA-Mcllvaine溶液存在困難,而且會(huì)對(duì)色譜柱的壽命產(chǎn)生影響。乙腈的極性適中,對(duì)獸藥殘留有較好的溶解能力,另外乙腈還可以促使部分蛋白質(zhì)變性沉淀從而提高提取效率。所以最終確立了用乙腈/水作為提取液。
此外,乙腈/水溶液體積比為 1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1對(duì)回收率的影響見表4。
表4 不同體積比的回收率Table 4 Recovery rates by volume ratio
結(jié)果表明隨著乙腈比例的增大,回收率也相應(yīng)提高,但是體積比為5∶1和4∶1時(shí)回收率差別不明顯,因此最終選擇乙腈和水最佳體積比為4∶1。
分析了硫酸銅溶液、亞鐵氰化鉀-乙酸鋅溶液、無水乙醇作為沉淀試劑的優(yōu)劣。奶及奶制品里含有大量的油脂以及蛋白質(zhì),對(duì)提取不利,而且也會(huì)污染色譜柱,影響檢測工作。硫酸銅溶液沉淀蛋白質(zhì)含量低的樣品效果較理想,但是針對(duì)乳品沉淀效果不理想;亞鐵氰化鉀-乙酸鋅溶液沉淀效果較為理想,但是亞鐵氰化鉀溶液可能產(chǎn)生峰拖尾的現(xiàn)象,而且會(huì)對(duì)色譜柱產(chǎn)生不利的影響,所以不予采用;使用無水乙醇水浴沉淀,對(duì)色譜柱無損傷,操作簡便、快捷,因此最終采用了無水乙醇水浴沉淀的方式。
不同水浴溫度對(duì)回收率的影響見表5。
表5 不同水浴溫度的回收率Table 5 Recovery rates of different water bath temperatures
由表5可知,隨著水浴溫度的升高,回收率也相應(yīng)提高。所以最終選擇了70℃作為水浴溫度。
HLB萃取小柱、C18柱和氨基柱的對(duì)回收率的影響見表6。
表6 不同凈化柱的回收率Table 6 Recovery rates of different purification columns
由表6可知,采用氨基柱凈化的效果高于HLB萃取小柱和C18的效果,所以最終采用氨基柱作為凈化柱。
將各標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)使用液配制成一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后按照進(jìn)樣操作,將峰高為縱坐標(biāo),以含量為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算回歸方程。四環(huán)素的線性回歸方程為y=11.90x+71.23,r=0.999 8,土霉素的線性回歸方程為y=212 410x+19 385,r=0.999 8,金霉素的線性回歸方程為y=5.097 1x+36.92,多西環(huán)素的線性回歸方程為y=7.125x+9.151,r=0.999 9,線性關(guān)系均良好。
取四環(huán)素標(biāo)準(zhǔn)使用液配制低、中、高3個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度分別為 10、40 μg/mL 和 100 μg/mL)樣品,每濃度進(jìn)行5次分析,結(jié)果計(jì)算方法的精密度RSD為2.1%,表明本方法精密度良好。
取 1 號(hào)純牛奶樣品的制備液分別于 0、2、4、6、8、12、16、20、24 h測定,結(jié)果 RSD 為 1.5%,表明樣品在24 h內(nèi)穩(wěn)定。
取下面樣品各3份,每份分別加入一定量的四環(huán)素標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行回收率試驗(yàn)(n=3),結(jié)果見表7。
表7 回收率結(jié)果Table 7 Recovery results
1號(hào)純牛奶中四環(huán)素的回收率為92.26%,1號(hào)酸奶中四環(huán)素的回收率為91.83%,1號(hào)奶粉中四環(huán)素的回收率為89.75%,回收率結(jié)果令人滿意。
將15個(gè)樣品按照前處理方式制樣,然后將制備好的樣品溶液按照液相色譜分析測試條件進(jìn)樣,計(jì)算結(jié)果,如表8。
根據(jù)農(nóng)業(yè)部公告第235號(hào)《動(dòng)物性食品中獸藥最高殘留限量》,廣譜抗菌獸藥在奶中的最高殘留量為0.1 mg/kg。
從表8可知,四環(huán)素的含量最高為3號(hào)酸奶,為0.152 9 mg/kg,最低的為2號(hào)奶粉,為0.016 45 mg/kg,超標(biāo)的有1號(hào)酸奶和3號(hào)奶粉,超標(biāo)的倍數(shù)分別為1.53和1.44,四環(huán)素藥物的超標(biāo)率為13.33%;
表8 含量測定結(jié)果Table 8 Content determination results mg/kg
金霉素的含量最高為1號(hào)牛奶,為0.331 7 mg/kg,最低的為1號(hào)酸奶,為0.010 94 mg/kg,超標(biāo)的有1號(hào)牛奶、2號(hào)牛奶、5號(hào)牛奶、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)酸奶、以及1、2、3 號(hào)奶粉,超標(biāo)的倍數(shù)分別為 3.32、2.98、2.96、2.10、3.3、2.1、1.07、1.36、1.62,金霉素藥物的超標(biāo)率為60.00%;
土霉素的含量最高為2號(hào)奶粉,為0.180 9 mg/kg,最低的為5號(hào)酸奶,為0.023 41 mg/kg,超標(biāo)的有5號(hào)牛奶、2號(hào)酸奶和2號(hào)奶粉,超標(biāo)的倍數(shù)分別為1.65、1.24和1.81,土霉素藥物的超標(biāo)率為20.0%;
多西環(huán)素的含量最高為5號(hào)牛奶,為0.2347mg/kg,最低的為2號(hào)牛奶,為0.019 05 mg/kg,超標(biāo)的有5號(hào)牛奶、1號(hào)酸奶、2號(hào)酸奶和2號(hào)奶粉,超標(biāo)的倍數(shù)分別為 2.35、1.12、1.53、1.65,多西環(huán)素藥物的超標(biāo)率為26.67%。
由上可知,超標(biāo)率最高的為金霉素高達(dá)60.00%,平均含量為0.151 9 mg/kg,其次為多西環(huán)素為26.67%,平均含量為0.084 35 mg/kg;土霉素為20.00%,平均含量為0.771 7 mg/kg;四環(huán)素為13.33%,平均含量為0.061 39 mg/kg。
本試驗(yàn)采用超高效液相色譜法測定了牛奶及制品中的四環(huán)素類藥物殘留含量,結(jié)果四環(huán)素類藥物線性關(guān)系良好,RSD<5%,實(shí)際樣品檢出率為100%,超標(biāo)率在13.33%~60.00%之間。此方法靈敏度高、操作快速、簡便,回收率在89.75%~92.26%。此方法能為奶制食品中的四環(huán)素類獸藥殘留的檢測提供一些基礎(chǔ)的技術(shù)參數(shù)。四環(huán)素類藥物的累積對(duì)人身體的潛在危害較大。