王 瑋,尤曉惠,鄭小敏,王美鋒,向鵬宇
(重慶市涪陵食品藥品檢驗(yàn)所,重慶 408000)
去甲烏藥堿屬生物堿,存在于許多天然植物中,也是一種β受體激動(dòng)劑,具有增強(qiáng)心肌收縮力[1]和興奮心肌細(xì)胞的作用[2],被國(guó)際反興奮劑機(jī)構(gòu)明確禁用。查閱文獻(xiàn)可知,花椒、胡椒、香葉等香辛料中去甲烏藥堿含量較高[3],目前對(duì)食品、中藥材中該成分含量測(cè)定的研究較少[4-6],其前處理技術(shù)主要為QuChERS法和直接提取法[7],分析方法主要為快速檢測(cè)免疫法[8]、高效液相色譜法[9-14]、QuChERS法與液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[15-16]。由于香辛料所含成分復(fù)雜,其基質(zhì)效應(yīng)會(huì)不同程度地影響化合物的電離,且很難找到陰性基質(zhì),導(dǎo)致上述方法均不適用于香辛料中去甲烏藥堿的篩查及準(zhǔn)確定量。本研究中建立了固相萃取-超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)法,旨在最大限度地消除香辛料中雜質(zhì)的干擾,降低基質(zhì)效應(yīng),提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度和精密度,為香辛料中去甲烏藥堿的含量測(cè)定提供參考。現(xiàn)報(bào)道如下。
Agilent 1290-AB 4500型高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國(guó)Agilent公司);XPE204型電子分析天平(瑞士Mettler-Toledo公司,精度為0.001 g);VORTEX3型渦旋儀(德國(guó)IKA公司);SR-2DS型強(qiáng)力振蕩器(日本Taitec公司);Multifuge XIR型冷凍離心機(jī)(德國(guó)Thermo Fisher公司);Milli-Q超純水系統(tǒng)(美國(guó)Millipore公司)。
甘牛至、歐芹、芝麻、茴香、砂仁、孜然、甘草、薄荷、芫荽、山柰、姜(干)、豆蔻、肉豆蔻、迷迭香、香茅、辣椒、胡蘆巴、姜黃、百里香、甜羅勒、小豆蔻、葛縷子、芹菜籽、蒔蘿、龍蒿、高良姜、香果、草果、香葉、丁香、牛至、花椒、蓽拔、茴香、白胡椒、八角等36種香辛料,均購(gòu)于重慶盤溪農(nóng)副產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)。去甲烏藥堿對(duì)照品(上海詩(shī)丹德生物技術(shù)有限公司,批號(hào)為8114,含量98.0%);去甲烏藥堿-D4對(duì)照品(天津阿爾塔科技有限公司,批號(hào)為S048107,質(zhì)量濃度為100 μg/mL);甲酸、甲醇、乙腈均為色譜純,其余試劑均為分析純,水為超純水。Bond Elut-PBA固相萃取柱(美國(guó)Agilent公司,批號(hào)為12102018,規(guī)格為3 mL:100 mg);陽(yáng)離子交換柱-MCX固相萃取小柱(日本Shimadzu公司,批號(hào)為660314243,規(guī)格為60 mg/3 mL);親水親脂型-HLB固相萃取小柱(美國(guó)Waters公司,批號(hào)為158A38150A,規(guī)格為60 mg:
3 mL)。
色譜條件:色譜柱為Waters CSH C18柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm);流動(dòng)相為0.1%甲酸乙腈(A)-0.1%甲酸水溶液(B),梯度洗脫(0~3.5 min時(shí)5%A→25%A,3.5~4.5 min時(shí)25%A→95%A,4.5~5.5 min時(shí)95%A,5.5~5.6 min時(shí)95%A→5%A,5.6~7.0 min時(shí)5%A);流速為0.3 mL/min;柱溫為40℃;進(jìn)樣量為2 μL。
質(zhì)譜條件:電噴霧離子源ESI(+);多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式;電噴霧電壓5 500 V;霧化氣壓力55 psi;輔助氣壓力55 psi;氣簾氣壓力35 psi;碰撞氣體(CAD)為氮?dú)?;離子源溫度550℃。去甲烏藥堿定量離子對(duì)質(zhì)荷比(m/z)272.0/107.0,去簇電壓40 V,碰撞能量26 V;去甲烏藥堿定性離子對(duì)m/z272.0/255.0,去簇電壓40 V,碰撞能量20 V;去甲烏藥堿-D4離子對(duì)m/z276.0/259.0,去簇電壓40 V,碰撞能量21 V。
取去甲烏藥堿對(duì)照品10 mg,精密稱定,置10 mL容量瓶中,加甲醇定容,搖勻,得質(zhì)量濃度為1 mg/mL的對(duì)照品貯備液;精密吸取0.1 mL,置100 mL容量瓶中,加甲醇定容,搖勻,得質(zhì)量濃度為1 μg/mL的對(duì)照品溶液,于-18℃冷凍保存。精密吸取去甲烏藥堿-D4對(duì)照品1 mL,置10 mL容量瓶中,加甲醇定容,搖勻,得質(zhì)量濃度為10 μg/mL的內(nèi)標(biāo)貯備液;精密吸取1 mL,置10 mL容量瓶中,加甲醇定容,搖勻,得質(zhì)量濃度為1 μg/mL的內(nèi)標(biāo)溶液,于-18℃冷凍保存。取樣品適量,粉碎,過(guò)60目篩,取1.0 g,精密稱定,置50 mL離心管中,加入內(nèi)標(biāo)溶液100 μL,再加入19 mL 0.5%甲酸乙醇-水(80∶20,V/V),振蕩30 min,8 000 r/min離心5 min。取上清液,轉(zhuǎn)移至20 mL比色管中,用5%氨水調(diào)pH至8.5±0.5,加水定容,搖勻。取5 mL,過(guò)PBA固相萃取小柱[依次用乙腈、0.5%甲酸水溶液、0.2 mol/L乙酸銨(pH 8.5)各3 mL活化]后,再用0.2 mol/L乙酸銨(pH 8.5)、水各3 mL依次淋洗,用0.5%甲酸甲醇2 mL洗脫,抽干小柱,收集洗脫液,40℃氮?dú)獯抵两?,?.5%甲酸水1 mL復(fù)溶,經(jīng)0.22 μm濾膜濾過(guò),取續(xù)濾液,即得供試品溶液。同法制備不含樣品的陰性對(duì)照品溶液。
提取體系優(yōu)化:分別考察了甲醇、乙醇、水、乙腈、甲醇-水、乙醇-水對(duì)去甲烏藥堿的提取效果。以陰性樣品(不含去甲烏藥堿)芹菜籽及陽(yáng)性樣品(含去甲烏藥堿)花椒為考察對(duì)象,向樣品中分別加入對(duì)照品溶液及內(nèi)標(biāo)溶液適量,分別用上述體系直接提取,計(jì)算絕對(duì)回收率。結(jié)果見圖1。可見,對(duì)于芹菜籽樣品,采用甲醇、甲醇-水、乙醇、乙醇-水體系較合適,其中乙醇-水提取效率最優(yōu)。
圖1 不同提取體系的加樣回收率Fig.1 Recovery rates of different extraction systems
提取液比例優(yōu)化:另取花椒樣品適量,加入內(nèi)標(biāo)溶液適量,以含量和基質(zhì)效應(yīng)為考察指標(biāo),考察20%,40%,60%,80%,100%的乙醇-水體系(含0.5%甲酸)對(duì)去甲烏藥堿的提取效率。結(jié)果樣品中去甲烏藥堿的含量隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的升高而增加,當(dāng)乙醇比例為100%時(shí),樣品含量呈下降趨勢(shì);乙醇比例為40%時(shí),其內(nèi)標(biāo)的基質(zhì)效應(yīng)抑制最強(qiáng),其他比例時(shí)基質(zhì)效應(yīng)相當(dāng)。綜合考慮,本研究中最終選擇乙醇-水(80∶20,V/V,含0.5%甲酸)為提取體系(圖2 A)。
圖2 花椒樣品總離子流圖1.HigenamineA.Before optimizing extraction system B.After optimizing extraction system C.Purification by HLB D.Purification by PBAFig.2 Total ion chromatograms of Zanthoxyli Pericarpium
供試品凈化:為減少?gòu)?fù)雜基質(zhì)的干擾和對(duì)色譜柱及檢測(cè)器的影響,預(yù)試驗(yàn)中采用陽(yáng)性樣品花椒為考察
對(duì)象,以通過(guò)HLB小柱凈化后的供試品作為基質(zhì)溶液,考察在不同梯度流動(dòng)相條件下,基質(zhì)溶液對(duì)去甲烏藥堿目標(biāo)峰的干擾情況。結(jié)果顯示,優(yōu)化前目標(biāo)化合物附近會(huì)出現(xiàn)基質(zhì)干擾峰且未完全分離(圖2 B),優(yōu)化后目標(biāo)成分與基質(zhì)干擾峰完全分離(圖2 C)。故將條件確定為2.1項(xiàng)下的梯度洗脫程序。
固相萃取柱選擇:去甲烏藥堿為結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)的仲胺化合物,苯環(huán)上帶有2個(gè)相鄰的羥基。預(yù)試驗(yàn)中選取芹菜籽和花椒為考察對(duì)象,向樣品中分別加入對(duì)照品溶液及內(nèi)標(biāo)溶液適量,分別經(jīng)HLB反相固相萃取柱、MCX陽(yáng)離子交換固相萃取柱、PBA固相萃取柱凈化,以回收率和凈化效果作為考察指標(biāo)。結(jié)果經(jīng)MCX小柱凈化后,芹菜籽和花椒樣品中去甲烏藥堿的回收率均小于5%;經(jīng)HLB小柱凈化后,芹菜籽樣品去甲烏藥堿的回收率為65%,花椒樣品去甲烏藥堿-D4的回收率為10%,且含量測(cè)定的重復(fù)性差,凈化后仍存在許多干擾峰;經(jīng)PBA小柱凈化后,芹菜籽中去甲烏藥堿和去甲烏藥堿-D4的回收率分別為80%和94%,花椒中去甲烏藥堿-D4的回收率為88%,凈化后樣品中干擾較少,凈化效果較好(圖2 D)。綜合考慮,選擇PBA固相萃取小柱作為本試驗(yàn)中的固相萃取柱。見圖2。
樣品篩孔徑:樣品粉碎過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不易粉碎、粉碎后顆粒大小不均勻的情況。選取3種不同規(guī)格樣品篩(40,60,65目,孔徑0.45,0.30,0.25 mm),考察花椒樣品不過(guò)篩及分別過(guò)3種篩后對(duì)去甲烏藥堿含量的影響,結(jié)果見表1??梢?,隨著篩子孔徑的減小,樣品含量逐漸增加,樣品未過(guò)篩與過(guò)篩后試驗(yàn)結(jié)果存在較大差異,其中過(guò)65目篩時(shí)含量最高,RSD值最小。
表1 樣品篩孔徑對(duì)去甲烏藥堿含量結(jié)果的影響(n=6)Tab.1 Effect of different sieve sizes of samples on the content of higenamine(n=6)
系統(tǒng)適用性試驗(yàn):精密吸取2.2項(xiàng)下對(duì)照品溶液10 μL,置1 mL容量瓶中,加甲醇定容,搖勻,取適量,另取2.2項(xiàng)下供試品(以花椒樣品為例)溶液適量,按2.1項(xiàng)下試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定,記錄色譜圖。結(jié)果供試品溶液色譜(圖2)與對(duì)照品溶液色譜(圖3)在相同保留時(shí)間處有相應(yīng)色譜峰,去甲烏藥堿拖尾因子為1.02,半峰寬為0.03,理論板數(shù)為25 843.49。
圖3 對(duì)照品溶液的總離子流圖1.HigenamineFig.3 Total ion chromatogram of the reference solution
線性關(guān)系考察:取2.2項(xiàng)下對(duì)照品貯備液適量,加入內(nèi)標(biāo)溶液適量,加甲醇稀釋成系列對(duì)照品溶液。取2 μL,按2.1項(xiàng)下試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定,記錄峰面積。以去甲烏藥堿質(zhì)量濃度(X,ng/mL)為橫坐標(biāo)、內(nèi)標(biāo)峰面積和去甲烏藥堿峰面積比值為縱坐標(biāo)(Y)進(jìn)行線性回歸,得回歸方程Y=0.247 28X+0.053 27(r=0.999 63)。結(jié)果表明,去甲烏藥堿質(zhì)量濃度在0.25~100 ng/mL范圍內(nèi)與內(nèi)標(biāo)峰面積和去甲烏藥堿峰面積比值線性關(guān)系良好。
檢測(cè)限與定量限考察:取陰性樣品芹菜籽、甘牛至、茴香、芝麻適量,加入去甲烏藥堿對(duì)照品溶液,按2.2項(xiàng)下供試品溶液制備方法制備溶液,按2.1項(xiàng)下試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定,分別以信噪比(S/N)為3和10時(shí)的待測(cè)成分質(zhì)量濃度作為檢測(cè)限和定量限。結(jié)果去甲烏藥堿的檢測(cè)限為1 μg/kg,定量限為3 μg/kg。
精密度試驗(yàn):精密吸取2.2項(xiàng)下對(duì)照品溶液適量,按2.1項(xiàng)下試驗(yàn)條件連續(xù)進(jìn)樣測(cè)定6次,記錄離子強(qiáng)度。結(jié)果的RSD為1.42%(n=6),表明儀器精密度良好。
穩(wěn)定性試驗(yàn):取同一花椒供試品溶液適量,分別于室溫下放置0,2,4,8,12,24 h時(shí)按2.1項(xiàng)下試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定,記錄離子強(qiáng)度。結(jié)果的RSD小于2.0%(n=6),表明供試品溶液在室溫放置24 h內(nèi)基本穩(wěn)定。
重復(fù)性試驗(yàn):取陽(yáng)性樣品桂皮適量,共6份,按2.2項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按2.1項(xiàng)下試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定,記錄離子強(qiáng)度,并計(jì)算含量。結(jié)果去甲烏藥堿的平均含量為6.67 μg/kg,RSD為1.33%(n=6),表明方法重復(fù)性良好。
加樣回收試驗(yàn):取芹菜籽、甘草、甘牛至、茴香、桂皮、芝麻、丁香7個(gè)香辛料樣品適量,并分別加入低、中、高(2.0,4.0,20.0 μg/kg)質(zhì)量濃度的對(duì)照品溶液和內(nèi)標(biāo)溶液各適量,平行制備6份,按2.2項(xiàng)下方法制備供試品溶液,再按2.1項(xiàng)下試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定,記錄離子強(qiáng)度并計(jì)算加樣回收率。結(jié)果見表2。
表2 加樣回收試驗(yàn)結(jié)果(n=6)Tab.2 Results of the recovery test(n=6)
取陰性樣品芹菜籽、甘草、甘牛至、茴香、芝麻、丁香和陽(yáng)性樣品桂皮、花椒,分別加入2.2項(xiàng)下對(duì)照品溶液及內(nèi)標(biāo)溶液適量進(jìn)行前處理,其中對(duì)陽(yáng)性樣品用內(nèi)標(biāo)溶液考察基質(zhì)效應(yīng)。分別以陰性對(duì)照品溶液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,以試劑溶液配置相同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液?;|(zhì)效應(yīng)因子(MEF)=基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積/溶劑標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積,當(dāng)MEF為0.8~1.2時(shí),基質(zhì)效應(yīng)不明顯[17-21]。結(jié)果甘草、甘牛至、茴香、桂皮、芝麻、丁香、花椒、芹菜籽MEF范圍在0.88~1.24。因此,該試驗(yàn)采用固相萃取凈化,同位素內(nèi)標(biāo)法定量以最大程度降低基質(zhì)效應(yīng),凈化雜質(zhì)。
取36種香辛料樣品各適量,按2.2項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按2.1項(xiàng)下試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定,記錄離子強(qiáng)度并計(jì)算含量。結(jié)果除花椒、香葉、蓽撥、白胡椒、桂皮5種香辛料中去甲烏藥堿的含量測(cè)定結(jié)果分別為917.23,1 660.11,307.42,219.32,6.67 μg/kg,其余香辛料均未檢出去甲烏藥堿。
香辛料是日常生活中常見食材,品種多,成分復(fù)雜,基質(zhì)干擾嚴(yán)重?,F(xiàn)有的QuChERS法和直接提取法很難滿足大部分香辛料中去甲烏藥堿的含量測(cè)定。與QuChERS法和直接提取法相比,固相萃取技術(shù)具有較大優(yōu)勢(shì),既改進(jìn)了現(xiàn)有研究中提取方法存在的一些缺陷,提高了凈化效果,降低基質(zhì)效應(yīng),又解決了個(gè)別樣品因無(wú)法找到空白基質(zhì)溶液導(dǎo)致回收率差的問題,同時(shí),采用UPLC-MS/MS法提高檢測(cè)靈敏度,可解決現(xiàn)有研究中液相色譜無(wú)法準(zhǔn)確定性的劣勢(shì)。
綜上所述,本研究中所建方法靈敏度高、結(jié)果準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性好、干擾小、重復(fù)性好。研究中充分考慮了不同樣品基質(zhì)對(duì)結(jié)果的影響,并選擇同位素內(nèi)標(biāo)法定量來(lái)解決部分品種含有內(nèi)源性物質(zhì)以至于無(wú)法找到空白基質(zhì)樣本的問題。該方法不僅適用于香辛料中去甲烏藥堿的含量分析,在食品、中藥材的去甲烏藥堿含量測(cè)定中也有一定的應(yīng)用前景。運(yùn)用所建立的試驗(yàn)方法對(duì)36種香辛料樣品進(jìn)行檢測(cè),樣品含量結(jié)果可反映出不同品種的香辛料含量差異大,這對(duì)以后研究不同產(chǎn)地的同一品種香辛料有較大啟發(fā),可為今后制訂相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供理論依據(jù)。