楊 坤,劉桂瓊,管春成,陳光靜
(1.黔東南州食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心,貴州凱里 556012;2.貴陽(yáng)學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院,貴州貴陽(yáng) 550005)
磺胺類藥物(sulfonamides,sAs)是人工合成的具有對(duì)氨基苯磺酰胺結(jié)構(gòu)的抗生素[1?3],能夠抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖,具有較強(qiáng)的抗菌作用,因其優(yōu)異的抗菌譜廣、價(jià)廉、使用方便而廣泛用于畜牧生產(chǎn)。但磺胺類藥物的不合理使用,可通過肉類食品在人體內(nèi)蓄積而給人體造成各種潛在危害[4?6],且磺胺類藥物存在嚴(yán)重副作用和潛在的致癌性,其耐藥性問題也日益嚴(yán)重。因此,我國(guó)以及歐盟、美國(guó)等大多數(shù)國(guó)家對(duì)食品中磺胺類藥物的最高殘留量均有明確規(guī)定,如我國(guó)規(guī)定所有食用動(dòng)物的肌肉、脂肪、肝、腎食品中磺胺類藥物的最大殘留量為0.1 mg/kg[7]。
磺胺類藥物殘留問題越來(lái)越受社會(huì)的關(guān)注,其檢測(cè)方法主要有酶聯(lián)免疫法[8]、液相色譜法[9?10]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[11?17]等。酶聯(lián)免疫法屬于半定量篩查法,容易出現(xiàn)假陽(yáng)性現(xiàn)象。液相色譜法靈敏度低,抗干擾能力弱,定性效果差。液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法具有液相色譜的分離能力和質(zhì)譜的高靈敏度和準(zhǔn)確度,但存在分析時(shí)間較長(zhǎng)。超高效液相-串聯(lián)質(zhì)譜法可在較短時(shí)間內(nèi)分析目標(biāo)化合物,正逐漸成為獸藥殘留分析的有效手段。
磺胺類藥物殘留的前處理主要有液液萃取[18?19]、固相萃取[20?23]、基質(zhì)固相分散萃取[24?25]等方法,這些方法存在有機(jī)溶劑消耗量較大,操作復(fù)雜,檢測(cè)成本高等問題。PRiME HLB采用通過型的新型固相萃取柱,無(wú)需活化與平衡,只需上樣、淋洗和洗脫3個(gè)步驟即可完成樣品凈化過程,可將凈化速度提高40%[26]。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)PRiME HLB前處理的研究報(bào)道,主要為孫曉冬等[27]測(cè)定了液態(tài)乳中14種真菌毒素;方靈等[28]測(cè)定了牛奶中38種抗生素;郝杰等[29]僅研究14種磺胺類藥物殘留等。而通過型固相萃取凈化技術(shù),應(yīng)用于檢測(cè)雞肉中多種磺胺類藥物殘留的研究尚未報(bào)道。本研究采用PRiME HLB前處理方法,結(jié)合超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法,建立測(cè)定雞肉中23種磺胺類藥物的測(cè)定方法。該方法簡(jiǎn)便快速,易于操作,可為雞肉中多種磺胺類藥物殘留提供快速檢測(cè)方案。
甲醇和乙腈 色譜級(jí),德國(guó)Merck公司;甲酸色譜純,天津科密歐化學(xué)試劑;固相萃取小柱:Oasis PRiME HLB(60 mg,3 mL) 美國(guó)Waters公司;試驗(yàn)用水為超純水;16批雞肉樣品 購(gòu)于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng);23種磺胺標(biāo)準(zhǔn)品(磺胺脒、磺胺醋酰、磺胺索嘧啶、磺胺嘧啶、甲氧芐氨嘧啶、磺胺噻唑、磺胺吡啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺噁唑、磺胺對(duì)甲氧嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲噻二唑、磺胺甲氧噠嗪、磺胺氯噠嗪、磺胺甲基異噁唑、磺胺間甲氧嘧啶、磺胺鄰二甲氧嘧啶、磺胺異惡唑、磺胺苯甲酰、磺胺苯吡唑、磺胺間二甲氧嘧啶、磺胺喹惡啉、磺胺硝苯) 純度均≥98%,德國(guó)Dr. Ehrenstorfer公司。
Agilent 1290 Infinity II型液相色譜儀 配二元高壓泵、自動(dòng)進(jìn)樣器和柱溫箱,美國(guó)Agilent公司;AB SCIEX API 4000+質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng) 配電噴霧離子源(ESI)及Analyst1.6.3數(shù)據(jù)處理軟件,美國(guó)AB SCIEX公司;Acquity UPLC HSS T3色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)、Acquity UPLC BEH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm)、Acquity UPLC CSH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm)、手動(dòng)固相萃取裝置 美國(guó)Waters公司;Milli-Q純水機(jī) 美國(guó)Millipore公司;MS205DU電子天平 瑞士梅特勒-托利多(上海)儀器公司;3-18k型高速冷凍離心機(jī)德國(guó)Sigma公司;E.T平行氮吹濃縮儀 北京萊伯泰科儀器公司;KQ-700DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器公司。
1.2.1 樣品前處理方法 稱取2.5 g(精確至0.01 g)雞肉樣品至50 mL聚丙烯離心管中,加入80%乙腈溶液(含0.2%甲酸)10 mL,渦旋振蕩10 min,8000 r/min冷凍離心10 min,轉(zhuǎn)移上清液于20 mL容量瓶中,重復(fù)提取一次,合并上清液,用提取液定容至刻度,待凈化。
取Oasis PRiME HLB固相萃取柱,無(wú)需活化與平衡,用移液管吸取5.0 mL提取液上固相萃取柱,保持一秒一滴的流速,收集全部流出液,再用2 mL 80%乙腈水溶液(含0.2%甲酸)沖洗,收集并合并流出液,40 ℃氮吹干,用10%的甲醇溶液(含0.1%甲酸)溶解并定容至1.0 mL,經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾,取濾液上機(jī)分析。
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 稱取10 mg(精確至0.1 mg)各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),分別用甲醇溶解并定容至10 mL,配制成質(zhì)量濃度均為1.00 mg/mL的單標(biāo)儲(chǔ)備液;吸取各單標(biāo)儲(chǔ)備液1.0 mL至同一100 mL容量瓶中,以甲醇定容并混勻,配制成質(zhì)量濃度為10 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,于?18 ℃下密閉保存。
1.2.3 基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 按1.2.3操作獲得空白樣品凈化溶液。分別移取6份空白樣品凈化溶液1.0 mL于10 mL離心管中,分別加入質(zhì)量濃度為20 ng/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液10、20、50、100、200、1000 μL,氮吹至近干,用10%(體積分?jǐn)?shù),下同)的甲醇水溶液(含0.1%甲酸)溶解并定容至1.00 mL,配制成質(zhì)量濃度分別為0.20、0.40、1.00、2.00、4.00、20.00 ng/mL的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液系列(該溶液現(xiàn)配現(xiàn)用),經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾,取濾液用于上機(jī)分析。
1.2.4 色譜條件 Waters Acquity UPLC CSH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm);柱溫40 ℃;進(jìn)樣體積5 μL;流速0.25 mL/min;流動(dòng)相:A為0.1%甲酸溶液,B為甲醇;梯度洗脫程序:0~1.00 min,10%B;1.00~3.00 min,10%~20% B;3.00~7.00 min,20%~25% B;7.00~7.50 min,25%~60% B;7.50~9.00 min,60%~90% B;9.00~9.10 min,90%~10% B;9.10~12.00 min,10% B。
1.2.5 質(zhì)譜條件 電噴霧離子源(ESI):正離子電離模式;去溶劑溫度:550 ℃;氣簾氣壓力:172 kPa;碰撞氣壓力:41 kPa;離子氣1壓力:414 kPa;離子氣2壓力:379 kPa;噴霧電壓:5500 V;掃描方式:依賴保留時(shí)間的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(scheduled MRM),其他質(zhì)譜參數(shù)條件見表1。
方法重復(fù)性及回收率試驗(yàn)均做6次重復(fù)試驗(yàn),采用Excel2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、分析,儀器數(shù)據(jù)采集軟件為Analyst1.6.3,數(shù)據(jù)分析軟件為MultiQuant2.1。
2.1.1 提取溶劑的優(yōu)化 磺胺類藥物分析常用的提取溶劑為乙酸乙酯[19]、乙腈[4,25,28]、乙腈水溶液[17,26]等。乙腈為提取液為中等極性溶劑與磺胺類藥物的極性接近,能使蛋白質(zhì)變性沉淀且相對(duì)于乙酸乙酯不易提取出磷酯類等雜質(zhì),因此,選擇乙腈作為提取溶劑,并分別考察90%乙腈水溶液、80%乙腈水溶液、70%乙腈水溶液和60%乙腈水溶液4種提取溶液對(duì)目標(biāo)化合物提取效果,結(jié)果見圖1。結(jié)果表明,80%乙腈水溶液作為提取液時(shí)23種磺胺類藥物的回收率較高,分析原因是60%乙腈水溶液和70%乙腈水溶液提取后的提取液較混濁,基質(zhì)效應(yīng)大,90%乙腈水溶液提取液雖較澄清,但90%乙腈水溶液過固相萃取柱時(shí)由于乙腈比例過高導(dǎo)致蛋白質(zhì)快速凝結(jié)成團(tuán),從而阻止提取液進(jìn)入萃取柱內(nèi)部發(fā)生作用,這印證龔蘭[30]等在雞肉樣品中用80%乙腈水溶液提取6種磺胺類藥物回收率高。
由于磺胺類藥物化合物的分子結(jié)構(gòu)中含有氨基和磺酰胺基,具有酸堿兩性,在提取液中加入一定比例的酸或堿提取可顯著提高回收率??疾炝?0%乙腈水、80%乙腈水(含0.2%甲酸)和80%乙腈水(含0.2%氨水)3種提取溶液對(duì)回收率的影響,結(jié)果見圖1。結(jié)果表明,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0.2%甲酸)。
圖 1 不同提取劑對(duì)磺胺藥物的平均回收率比較Fig.1 Comparison of average recovery rates of sulfonamides by different extracters
2.1.2 凈化條件的優(yōu)化 本實(shí)驗(yàn)采用PRiME HLB固相萃取柱對(duì)樣品進(jìn)行凈化,因此,需要考察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,上樣液中體積≤5 mL時(shí),基質(zhì)效應(yīng)小,凈化效果明顯,而上樣體積為5~10 mL時(shí),基質(zhì)效應(yīng)逐漸增加,說(shuō)明上樣體積為5 mL時(shí)該柱對(duì)雜質(zhì)的吸附能力接近飽和,過多的上樣體積會(huì)造成部分雜質(zhì)無(wú)法吸附,隨目標(biāo)化合物共流出,導(dǎo)致凈化效果不理想。因此,本實(shí)驗(yàn)確定上樣體積為5 mL。
表 1 23種磺胺類藥物的質(zhì)譜參數(shù)Table 1 Mass spectrometric parameters of 23 sulfonamides
2.2.1 色譜條件的優(yōu)化 實(shí)驗(yàn)考察了Waters Acquity UPLC HSS T3色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)、Waters Acquity UPLC BEH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm)和Waters Acquity UPLC CSH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm)對(duì)23種磺胺類藥物的分離效果。發(fā)現(xiàn)Waters Acquity UPLC CSH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm)分離效果好且有較高的靈敏度,質(zhì)譜圖見圖2。因此,選擇Waters Acquity UPLC CSH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm)作為分離柱。
進(jìn)一步對(duì)流動(dòng)相的種類進(jìn)行考察,當(dāng)0.1%甲酸溶液作為水相選擇乙腈作為有機(jī)相時(shí),磺胺對(duì)甲氧嘧啶、磺胺甲氧噠嗪和磺胺間甲氧嘧啶3種同分異構(gòu)體分離效果較差,把乙腈更換為甲醇為有機(jī)相時(shí),上述3種待測(cè)物的分離的較好,結(jié)果見圖3,因此選擇甲醇作為有機(jī)相。選擇甲酸銨和乙酸銨作為水相時(shí),磺胺硝苯和磺胺喹沙啉離子響應(yīng)特別低,在水溶液中加入少量甲酸溶液作為流動(dòng)相時(shí)能改善磺胺硝苯和磺胺喹沙啉的響應(yīng)。因此,選擇0.1%甲酸溶液和甲醇作為流動(dòng)相。
圖 2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectrogram of mixed standard solution
圖 3 3種磺胺的同分異構(gòu)體色譜圖Fig.3 Chromatograms of three sulfonamides
2.2.2 質(zhì)譜條件優(yōu)化 以流動(dòng)注射方式在離子源正離子模式下對(duì)23種磺胺藥物進(jìn)行母離子(Q1)全掃描,確定目標(biāo)化合物的母離子,再對(duì)母離子進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜掃描(MS2),對(duì)去蔟電壓、碰撞能量等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,每個(gè)化合物選擇2對(duì)響應(yīng)值高的特征離子對(duì)作為定量及定性離子對(duì),優(yōu)化后的質(zhì)譜具體參數(shù)見表1。在優(yōu)化后的色譜條件和質(zhì)譜參數(shù)下,23種磺胺藥物化合物的質(zhì)譜圖見圖3,從圖可知,23種磺胺類藥物具有較好的分離度和靈敏度。
2.3.1 基質(zhì)效應(yīng)評(píng)估 按“1.2.1”方法進(jìn)行前處理,“1.2.2”方法配制雞肉基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液及純?nèi)軇?biāo)準(zhǔn)溶液并作校準(zhǔn)曲線,按基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率/純?nèi)軇?biāo)準(zhǔn)曲線斜率比值大小顯示基質(zhì)效應(yīng),斜率比越接近1,則基質(zhì)效應(yīng)越小[31?32],結(jié)果見圖4。從圖可知,只有磺胺脒和磺胺硝苯基質(zhì)效應(yīng)抑制較大。因此,選擇用空白基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線來(lái)校正基質(zhì)效應(yīng)對(duì)其定量的影響。
圖 4 23種磺胺化合物在雞肉中的基質(zhì)效應(yīng)圖Fig.4 Matrix effect diagram of 23 sulfonamides in chicken
2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和定量限 在優(yōu)化的提取凈化和UPLC-MS/MS分析條件下,23種化合物在雞肉空白樣品基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液中的濃度與對(duì)應(yīng)的峰面積呈良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.9996~0.9999,以定量離子3倍信噪比(S/N=3)得到檢出限(LOD),以定量離子10倍信噪比(S/N=10)得到定量限(LOQ),雞肉樣品的標(biāo)準(zhǔn)曲線和相關(guān)系數(shù)見表2。
2.3.3 實(shí)際樣品的檢測(cè)和加標(biāo)回收率 采用本方法對(duì)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)16批次雞肉進(jìn)行檢測(cè),均未檢出目標(biāo)化合物。在雞肉空白樣品基質(zhì)中各添加質(zhì)量濃度為1.0、2.0、5.0 μg/kg三水平的23種磺胺類藥物的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定回收率,每個(gè)添加水平重復(fù)測(cè)定6次,結(jié)果見表3。結(jié)果顯示,3個(gè)添加水平下雞肉樣品中23種磺胺獸藥的平均回收率為66.12%~99.83%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.72%~10.36%。結(jié)果表明,該方法回收率較好,適用于雞肉中23種磺胺類藥物殘留檢測(cè)的方法要求。
表 2 23種磺胺類獸藥在雞肉樣品中標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、檢出限及定量限Table 2 Standard curve, correlation coefficient, detection limit and quantitative limit of 23 sulfonamides in chicken samples
表 3 實(shí)際空白樣品中23種磺胺類藥物的加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)Table 3 Spiked recoveries rate and relative standard deviations of 23 sulfonamide drugs in real blank samples (n=6)
本研究應(yīng)用PRiME HLB前處理凈化技術(shù),以超高效液相色譜-四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用法建立了雞肉中23種磺胺類藥物殘留的檢測(cè)方法,通過對(duì)提取溶劑和凈化條件的優(yōu)化,樣品經(jīng)80%乙腈水溶液(含0.2%甲酸)提取,取5 mL提取液過固相萃取柱,在優(yōu)化后的儀器條件下,23種磺胺類藥物在線性范圍0.2~20 ng/mL上具有良好的線性關(guān)系,檢出限為0.1~2.0 μg/kg,定量限為0.25~5.0 μg/kg,在低、中、高3個(gè)加標(biāo)水平下上平均回收率為66.12%~99.83%,RSD為0.72%~10.36%,本方法操作簡(jiǎn)單、靈敏度高,適用于雞肉中多種磺胺類藥物殘留的檢測(cè)。