楊琴,劉明容,蒲雪,王芯
(樂山市中醫(yī)醫(yī)院,四川 樂山 614000)
道地藥材是具有中國(guó)特色、根植于中醫(yī)藥理論體系、來源于生產(chǎn)和用藥實(shí)踐、世人所公認(rèn)的特定產(chǎn)區(qū)名優(yōu)正品藥材的代名詞。川牛膝作為著名川產(chǎn)道地藥材之一,藥用歷史悠久[1]。川牛膝為莧科植物川牛膝(Cyathula officinalis Kuan)的干燥根,現(xiàn)收載于2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》(一部);其味甘、微苦,性平,歸肝、腎經(jīng),具有逐瘀通經(jīng)、通利關(guān)節(jié)、利尿通淋之功[2]。滕利等[3]從川牛膝分離純化了15個(gè)化合物。馬篤軍等[4]以兔骨關(guān)節(jié)炎模型從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的角度驗(yàn)證了川牛膝功效成分。然而隨著時(shí)代變遷,川牛膝也存在著品種混亂、應(yīng)用不當(dāng)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)低等現(xiàn)狀[5]。
由于農(nóng)藥使用不當(dāng)和生產(chǎn)環(huán)境污染等因素,中藥材中農(nóng)藥殘留已經(jīng)成為一個(gè)不容忽視的問題[6]。王瑩等[7]建立了符合中藥使用特點(diǎn)的農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,形成了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的指導(dǎo)原則,用以開展中藥中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作。高巖等[8]對(duì)全國(guó)中藥資源普查女貞子樣品中農(nóng)藥殘留進(jìn)行分析,檢測(cè)出5種農(nóng)藥殘留。農(nóng)藥殘留進(jìn)入人體蓄積后會(huì)導(dǎo)致多種疾病,如引發(fā)心肌炎[9]、危害神經(jīng)系統(tǒng)、損傷內(nèi)臟[10]。此外,為了推動(dòng)中藥材的國(guó)際化,將中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)推向世界,中藥材的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)水平需要不斷提高[11]。
檢測(cè)中藥材農(nóng)藥殘留的方法較多,如張慧等[12]建立了液質(zhì)聯(lián)用法分析牛膝飲片中農(nóng)藥殘留。此外,目前還有氣相色譜法、液相色譜法、毛細(xì)管電泳法[13]、氣質(zhì)聯(lián)用法[14]、拉曼光譜法[15]等方法。電化學(xué)法[16]和酶聯(lián)免疫法應(yīng)用范圍較少,同時(shí)存在假陽性和假陰性的缺點(diǎn),還在進(jìn)一步完善中;色譜類儀器因?yàn)閮r(jià)格較低、普及比較廣泛,但定性能力較差;氣質(zhì)聯(lián)用法和液質(zhì)聯(lián)用法被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和藥典采用的越來越多,有高通量[17]、定性能力強(qiáng)[18]、靈敏度高等諸多優(yōu)點(diǎn)[19]。本研究選取大多為中高毒性和使用率較高的農(nóng)藥作為考察對(duì)象,建立QuECh-ERS結(jié)合在線凝膠滲透色譜-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GPCGC-MS/MS)測(cè)定川牛膝中24種農(nóng)藥殘留的方法,旨在為中藥材的生產(chǎn)與質(zhì)量控制提供一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
1.1 儀器 在線GPC-GC-MS/MS系統(tǒng)(島津中國(guó)有限公司,型號(hào):TQ-8040);垂直振蕩器[??萍瘓F(tuán)(廈門)股份有限公司,型號(hào):V12];高速冷凍離心機(jī)(湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司,型號(hào):CHT210R);電子天平(德國(guó)賽多利斯集團(tuán),型號(hào):BSA224S);氮吹儀(廣州得泰儀器科技有限公司,型號(hào):MFV-12);刀式研磨儀(北京格瑞德曼儀器設(shè)備有限公司,型號(hào):HM300)。
1.2 材料 敵敵畏(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2298-2016,有效期:2022年12月20日)、滅線磷(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-1877-2016,有效期:2022年12月20日)、甲拌磷(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2294-2016,有效期:2022年12月20日)、樂果(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2286-2016,有效期:2023年6月27日)、氯唑磷(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):SB05-116-2008,有效期:2022年12月20日)、馬拉硫磷(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2293-2016,有效期:2022年12月20日)、毒死蜱(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-1869-2016,有效期:2022年12月20日)、水胺硫磷(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2332-2016,有效期:2022年12月20日)、甲基異柳磷(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2335-2016,有效期:2022年12月20日)、氟蟲腈(100μg/mL,1 mL,批號(hào):SB05-071-2008,有效期:2022年12月20日)、腐霉利(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2338-2016,有效期:2022年12月20日)、殺撲磷(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2295-2016,有效期:2022年12月20日)、丙溴磷(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2640-2010,有效期:2022 年12 月20 日)、三唑 磷(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2650-2010,有效期:2022年12月20日)、戊唑醇(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2643-2010,有效期:2022年12月20日)、氟環(huán)唑(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):SB05-336-2016,有效期:2023年6月26日)、聯(lián)苯菊酯(100μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2333-2016,有效期:2022年12月20日)、甲氰菊酯(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2306-2016,有效期:2022年12月20日)、氯氟氰菊酯(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):SB05-422-2018,有效期:2023年4月22日)、噠螨靈(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2658-2010,有效期:2023年6月26日)、腈苯唑(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):SB05-150-2008,有效期:2023年6月26日)、氯氰菊酯(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2308-2016,有效期:2022年12月20日)、氰戊菊酯(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2307-2016,有效期:2022年12月20日)、溴氰菊酯(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):GSB05-2310-2016,有效期:2022年12月20日)均購(gòu)自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所。環(huán)氧七氯B對(duì)照品(100 μg/mL,1 mL,批號(hào):G21120231,有效期:2023年3月1日)購(gòu)自北京壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司。
乙腈、丙酮、環(huán)己烷均為色譜純,購(gòu)自百靈威科技有限公司。無水硫酸鎂、無水乙酸鈉均為優(yōu)級(jí)純,購(gòu)自成都科龍化工試劑廠。N-丙基乙二胺(PSA)、十八烷基硅烷鍵合硅膠、硅膠、石墨化炭黑(GCB)均購(gòu)自上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。
川牛膝樣品均購(gòu)于樂山市各區(qū)縣藥店及中藥材公司。經(jīng)李佳霖副主任中藥師鑒定為正品。
2.1 氣相色質(zhì)譜條件(1)進(jìn)樣口:280 ℃,不分流(PTV進(jìn)樣)。(2)毛細(xì)管柱:Rtx-5silMS(30 m×0.25 mm,0.25 μm),柱溫采用梯度升溫,起始溫度40 ℃(保持1 min),以25 ℃/min升至130 ℃,以10 ℃/min升至270 ℃(保持15 min)。(3)線速度:70 cm/s。(4)載氣:高純氦氣,純度大于99.999%。(5)溶劑延遲:9.5 min;離子源為EI源,溫度220 ℃;MS接口溫度為260℃。(6)PTV進(jìn)樣口溫度程序:初始溫度120 ℃,保持5 min,然后以100 ℃/min升溫至250 ℃,保持27.5 min。(7)進(jìn)樣口壓力程序:初始?jí)毫?20 kPa,以100 kPa/min升壓至180 kPa,保持4.4 min,然后以49.8 kPa/min降壓至120 kPa,保持27.6min。(8)隔墊吹掃程序:初始流量5.0 mL/min,進(jìn)樣采集后以10 mL/min的速度降低至0mL/min,保持6min,然后以10mL/min的速度升至5mL/min,保持5 min。(9)GPC條件。色譜柱:Shodex CLNpak EV-200(2.1 mm×150 mm,16 μm);流動(dòng)相:丙酮-環(huán)己烷[V(丙酮)∶V(環(huán)己烷)=3∶7];流速:0.1 mL/min;柱溫:40 ℃;進(jìn)樣量:10 μL。在線式凝膠色譜時(shí)間控制程序見表1。
表1 在線式凝膠色譜時(shí)間控制程序
2.2 溶液的制備
2.2.1 混合對(duì)照品溶液的制備 取24種對(duì)照品各1支,準(zhǔn)確移取1 mL,用丙酮-環(huán)己烷[V(丙酮)∶V(環(huán)己烷=3∶7)]稀釋定容至10 mL混勻,配制成質(zhì)量濃度為10 μg/mL的對(duì)照品儲(chǔ)備溶液,冷藏備用。按照樣品制備處理方法,提取空白基質(zhì)溶液,用于不同濃度對(duì)照品系列工作溶液的配制。
2.2.2 供試品溶液的制備 取供試品,用研磨機(jī)制成細(xì)粉,精密稱取3 g于50 mL帶蓋離心管中,加入1%冰醋酸溶液15 mL,渦旋使藥粉充分浸潤(rùn),放置30 min,精密加入乙腈15 mL,渦旋使混勻,置振蕩器上劇烈振蕩5 min,-20 ℃下冷凍10 min。加入無水硫酸鎂與無水乙酸鈉的混合粉末(質(zhì)量比為4∶1)7.5 g,立即搖散,在振蕩器上劇烈振蕩3 min,于-20 ℃下冷卻5 min,離心(6 000 r/min)5 min,移取7 mL上層溶液,置于已預(yù)先裝有凈化材料的離心管中 [無水硫酸鎂900 mg,N-丙基乙二胺(PSA)300 mg,十八烷基硅烷鍵合硅膠300 mg,硅膠300 mg,石墨化炭黑(GCB)90 mg],渦旋使充分混勻,再置于振蕩器上劇烈振蕩(500次/min)5 min使凈化完全,離心(6 000 r/min)5 min,精密吸取上清液5 mL,置于氮吹儀上用40 ℃水浴濃縮至約0.2 mL,加乙腈定容至1 mL,再加入20 μL環(huán)氧七氯B作為內(nèi)標(biāo),渦旋混勻,用微孔濾膜(0.22 μm)濾過,濾液上機(jī)測(cè)定。
2.3 前處理及質(zhì)譜條件的優(yōu)化 農(nóng)藥殘留的檢測(cè)經(jīng)常采用正己烷、丙酮、乙腈、乙酸乙酯作為提取溶劑,但丙酮有機(jī)相與水相不易分開,乳化現(xiàn)象嚴(yán)重,同時(shí)丙酮目前為管制試劑,故不予以考慮。在同樣的條件下,本試驗(yàn)采用正己烷、乙腈、乙酸乙酯對(duì)目標(biāo)成分進(jìn)行提取。結(jié)果表明:正己烷對(duì)有機(jī)氯菊酯類農(nóng)藥有較好的回收率;乙酸乙酯對(duì)各農(nóng)藥殘留提取率一般,回收率不穩(wěn)定;乙腈對(duì)各成分均有較好的回收率,得到的溶液顏色也最淺。本研究綜合考慮將乙腈作為提取試劑。加入冰醋酸水溶液一方面可以將供試品充分浸潤(rùn),有利于乙腈的滲透,另一方面酸性條件下也使得農(nóng)藥更為穩(wěn)定可防止其降解。各種填料凈化劑GCB、C18和PSA的使用,可以有效吸附非極性雜質(zhì)、色素、糖、脂肪等,減少基質(zhì)效應(yīng)和對(duì)氣質(zhì)聯(lián)用儀的污染,提高檢測(cè)的靈敏度。在建立氣質(zhì)聯(lián)用方法時(shí)本研究選擇農(nóng)藥殘留離子碎片中質(zhì)荷比大,響應(yīng)高的離子進(jìn)行二次碎裂,得到定性定量離子對(duì)。24種農(nóng)殘保留時(shí)間和質(zhì)譜參數(shù)見表2。以環(huán)氧七氯B作為內(nèi)標(biāo),進(jìn)一步校正各種誤差對(duì)測(cè)定結(jié)果帶來的影響,可保證結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠。
表2 農(nóng)藥殘留保留時(shí)間和質(zhì)譜參數(shù)
2.4 在線式凝膠色譜與QuEChERS方法的比較 經(jīng)QuEChERS方法提取凈化后的溶液顏色深淺不一,說明仍然有干擾物存在于溶液中,也直接導(dǎo)致了較為明顯的基質(zhì)效應(yīng)。在線式凝膠滲透色譜的原理主要根據(jù)不同化合物分子量的大小進(jìn)行分離,通過儀器的時(shí)間程序控制可以精確的將農(nóng)藥殘留目標(biāo)成分與提取液中的油脂、色素、糖類等大分子物質(zhì)分離。質(zhì)譜掃描圖顯示,經(jīng)過在線凝膠滲透色譜再次凈化后,相比單一的QuEChERS方法,色譜圖基線更加平滑,雜峰明顯減少,降低了分析背景,靈敏度進(jìn)一步得到了提高。(見圖1~2)
圖1 提取液經(jīng)QuEChERS 凈化后總離子流色譜圖
圖2 提取液經(jīng)QuEChERS 和在線凝膠滲透色譜凈化后總離子流色譜圖
2.5 基質(zhì)效應(yīng)考察 本試驗(yàn)分別以純?nèi)軇┖涂瞻谆|(zhì)溶液配制對(duì)照品系列工作溶液,在不經(jīng)在線式凝膠滲透色譜(GPC)凈化條件下進(jìn)行GC-MS/MS進(jìn)樣分析,擬合線性回歸方程后,通過比較兩者斜率來評(píng)估基質(zhì)效應(yīng)的影響。計(jì)算公式為ME=A/B×100%,其中A為目標(biāo)成分用基質(zhì)溶液配制的標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率,B為目標(biāo)成分用純?nèi)軇┡渲频臉?biāo)準(zhǔn)曲線斜率,ME>100%表示有基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng),ME<100%表示有基質(zhì)減弱效應(yīng)。分別配制低、中、高3個(gè)濃度的對(duì)照品溶液,測(cè)定并計(jì)算后結(jié)果見表3。低濃度下有15種農(nóng)藥殘留存在非常明顯的基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng):隨著基質(zhì)濃度的升高,基質(zhì)效應(yīng)有減弱的趨勢(shì),但是仍有少數(shù)農(nóng)藥呈現(xiàn)增強(qiáng)的結(jié)果。為了減少基質(zhì)效應(yīng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響,本試驗(yàn)采用空白基質(zhì)溶液配制對(duì)照品溶液進(jìn)行檢測(cè)。
表3 農(nóng)藥殘留基質(zhì)效應(yīng)測(cè)定結(jié)果
2.6 線性范圍與檢測(cè)限、定量限考察 將24種農(nóng)藥殘留對(duì)照品溶液用空白基質(zhì)提取液稀釋成0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 μg/mL的對(duì)照品系列工作溶液,加入20 μL環(huán)氧七氯B內(nèi)標(biāo)溶液,過微孔濾膜配制成系列基質(zhì)混合對(duì)照品工作溶液,供測(cè)定用。以農(nóng)藥殘留定量離子峰面積和內(nèi)標(biāo)物定量離子峰面積的比值為縱坐標(biāo)、農(nóng)藥對(duì)照品溶液質(zhì)量濃度和內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量濃度的比值為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。以3倍的S/N計(jì)算方法為檢測(cè)限,以10倍的S/N計(jì)算方法為定量限,結(jié)果見表4。在0~0.5 μg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi),線性關(guān)系良好,24種農(nóng)藥殘留檢測(cè)限范圍為0.001~0.008 mg/kg,定量限為0.003~0.020 mg/kg。
表4 24 種農(nóng)藥殘留線性范圍和檢測(cè)限、定量限
2.7 準(zhǔn)確度與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差考察 為驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,本試驗(yàn)向空白基質(zhì)樣品中添加低、中、高濃度的農(nóng)藥殘留對(duì)照品溶液,依照上述樣品提取方法制備提取液,上機(jī)測(cè)試,同時(shí)平行測(cè)定3次,結(jié)果見表5。加標(biāo)樣品總離子流色譜圖見圖3。各農(nóng)藥殘留加標(biāo)回收率為68.4%~111.9%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.7%~8.8%。樂果、氟環(huán)唑在低濃度水平下回收率稍低,可能的原因?yàn)樗〉禃r(shí)有損失。同時(shí)各種填料凈化劑GCB、C18和PSA的使用,除了凈化樣品基質(zhì)外,對(duì)目標(biāo)成分也會(huì)有不同程度的吸附作用,從而造成回收率降低。
表5 加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=3)
圖3 加標(biāo)樣品總離子流色譜圖
2.8 對(duì)照品溶液及儀器穩(wěn)定性考察 將空白基質(zhì)配制的對(duì)照品溶液分別于0、12、24 h后進(jìn)樣分析,考察對(duì)照品溶液及儀器的穩(wěn)定性。圖4顯示,各檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)照品溶液峰面積均無明顯差異,說明穩(wěn)定性良好。
圖4 對(duì)照品溶液及儀器穩(wěn)定性
2.9 川牛膝質(zhì)量分析 通過對(duì)37批次購(gòu)買的川牛膝樣品進(jìn)行檢測(cè)分析,有3批次川牛膝含有高于定量限的農(nóng)藥殘留,包括毒死蜱、丙溴磷、聯(lián)苯菊酯、氯氰菊酯、氯氟氰菊酯。原因可能是種植戶未嚴(yán)格按照農(nóng)藥使用規(guī)范施用,也有可能受到相鄰種植區(qū)間水果蔬菜噴灑農(nóng)藥的污染。此外,川牛膝在低海拔與糧食作物的間種也會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥殘留的檢出。
道地藥材是優(yōu)質(zhì)中藥材代名詞,傳承、發(fā)展、推廣好道地藥材離不開科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和有效的檢測(cè)手段[20]。目前尚未有川牛膝農(nóng)藥殘留的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),故本研究建立了QuECh-ERS結(jié)合在線GPC-GC-MS/MS法測(cè)定川牛膝中24種農(nóng)藥殘留的方法。
乙腈提取、QuEChERS凈化、利用在線凝膠滲透色譜都是為了減少基質(zhì)效應(yīng)的干擾[21],提高目標(biāo)物的富集程度和靈敏度[22]。本研究在對(duì)比了空白基質(zhì)配制對(duì)照品與純?nèi)軇┡渲茖?duì)照品測(cè)定結(jié)果的影響后,發(fā)現(xiàn)川牛膝農(nóng)藥殘留測(cè)定過程中存在比較嚴(yán)重的基質(zhì)干擾,而空白基質(zhì)配制對(duì)照品和應(yīng)用在線凝膠滲透色譜可以在很大程度上減小這種效應(yīng),并且能有效避免對(duì)氣質(zhì)聯(lián)用儀的污染。內(nèi)標(biāo)法定量能夠充分降低各種誤差對(duì)測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的影響,同時(shí)多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)進(jìn)行定量可以最大程度上避免測(cè)試時(shí)假陽性和假陰性的產(chǎn)生[23]。由于平衡凈化效果和時(shí)間成本的考慮,個(gè)別農(nóng)藥殘留回收率稍低,但整體上線性關(guān)系、靈敏度、準(zhǔn)確度和方法的穩(wěn)定性都滿足了測(cè)定的需要,同時(shí)該方法還具有高通量、檢測(cè)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。隨著檢測(cè)技術(shù)和監(jiān)測(cè)水平的提高,越來越多的標(biāo)準(zhǔn)將采用質(zhì)譜法作為主要的農(nóng)藥殘留分析手段,從而促進(jìn)中藥材生產(chǎn)種植標(biāo)準(zhǔn)化的提升。