卞 華,寧嘯駿,杜茹蕓
(上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 200233)
氯霉素(Chloramphenicol,CAP)作為第一個(gè)人工合成的廣譜抗生素,因?qū)Χ喾N病原菌有顯著的抑制作用,曾被廣泛用于世界各國(guó)的畜牧養(yǎng)殖業(yè)中。然而,隨著動(dòng)物源性食品在食品安全領(lǐng)域受到廣泛地關(guān)注,各國(guó)專家發(fā)現(xiàn)氯霉素會(huì)對(duì)人體造血機(jī)能產(chǎn)生不可逆的嚴(yán)重副作用,并且抑制骨髓細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成,還會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性,造成機(jī)體正常菌群失調(diào)等[1-3]。國(guó)際食品法典委員會(huì)(Codex Alimentarius Commission,CAC)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization,ISO)對(duì)動(dòng)物源性肉制品中氯霉素殘留做了十分嚴(yán)格的要求。歐盟(Comité Européen de Normalisation,CEN)[4]、美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)、日本臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(Japan Committee for Clinical Laboratory Standards,JCCLS)[5]、加拿大標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(Standards Council of Canada,SCC)等相關(guān)監(jiān)管部門先、后規(guī)定其為非法添加物質(zhì)。為加強(qiáng)我國(guó)獸藥殘留監(jiān)控工作,保證動(dòng)物性食品衛(wèi)生安全,根據(jù)《獸藥管理?xiàng)l例》規(guī)定,中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部235 號(hào)公告也明確將氯霉素列為禁用物質(zhì)[6]。
世界各國(guó)對(duì)氯霉素檢測(cè)方法的研究在不斷更新迭代中,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中,ISO 促進(jìn)各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化及其相關(guān)活動(dòng)的發(fā)展,擔(dān)負(fù)著制修訂經(jīng)全球協(xié)商一致的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù),是各個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的參照基礎(chǔ)。氯霉素在ISO 體系下的標(biāo)準(zhǔn)為1998 發(fā)布的液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC):肉與肉制品中氯霉素測(cè)定的——推薦性方法(Meat and meat products-Determination of Chloramphenicol content-Reference method)[7]。由于抗生素種類不斷增多,而HPLC 法僅依據(jù)保留時(shí)間定性,并且抗干擾能力差,故容易出現(xiàn)假陽(yáng)性的檢測(cè)結(jié)果。同時(shí),HPLC 法的靈敏度和檢測(cè)數(shù)量級(jí)已經(jīng)達(dá)不到氯霉素實(shí)際添加量的要求,無(wú)法滿足獸藥殘留檢測(cè)的要求。因此,在ISO體系中重新修訂氯霉素的分析方法來(lái)供世界各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)參照是非常必要的。超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(UPLC-MS/MS)具有高通量性、高選擇性和高精確度的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[8-9],相比于普通高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS),UPLC-MS/MS柱效更大,分離效果更好,分離時(shí)間更短。
歐盟的WC-083(ACA-10)公告,美國(guó)的LIB No.4306 發(fā)文和我國(guó)的國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T22338-2008《動(dòng)物源性食品中氯霉素類藥物殘留量測(cè)定》[10]均采用LC-MS/MS 方法測(cè)定肉制品中氯霉素的殘留量。本文參考國(guó)際上不同氯霉素殘留的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)研究文獻(xiàn),并根據(jù)世界各國(guó)檢測(cè)水平和條件的差異,優(yōu)化提取和凈化步驟,旨在開發(fā)一套定量準(zhǔn)確,操作簡(jiǎn)潔,適用于全球不同國(guó)家使用的檢測(cè)方法,并通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析對(duì)方法的精確度、重復(fù)性、再現(xiàn)性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室國(guó)際間比對(duì),以確保試驗(yàn)結(jié)果滿足ISO 5725-2:2019[11]標(biāo)準(zhǔn)的要求。最終通過(guò)主導(dǎo)重要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制(修)訂工作,掌握各國(guó)在食品領(lǐng)域的先進(jìn)檢測(cè)技術(shù),提升我國(guó)在食品衛(wèi)生安全問題上的國(guó)際影響力和決定權(quán)。
氯霉素液體標(biāo)樣(CAP,100.2 mg/L,99.5%)、氯霉素固體內(nèi)標(biāo)(CAP-D5,94.89%),德國(guó)Dr.Ehrenstorfer 公司。氯霉素內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液質(zhì)量濃度均配制為100.0 mg/L。
乙酸乙酯、正己烷、甲醇、乙腈均為色譜純級(jí),美國(guó)Thermo Fisher Chemical 公司;甲酸、氨水色譜純級(jí),美國(guó)ACS 色譜試劑;ProElut PLS-A 6cc/200mg,德國(guó)Merck 公司。
Waters XEVO TQ-XS 三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀、電噴霧離子源(ESI)、AcquityUPLC H-CLASS液相色譜系統(tǒng),美國(guó)Waters 公司;MSZO 204S 型電子天平,瑞士Mettler Toleo 公司;C9NKSK1200BTU 超聲波清洗機(jī),中國(guó)KUDOS 公司;D-91126 多管渦旋振蕩器,德國(guó)Heidolph 公司;Centrifuge 5804 高速離心機(jī),德國(guó)Eppendorf 公司;EZ-2.3 Elite 快速溶劑蒸發(fā)儀,英國(guó)Genevac 公司;Milli-Q 超純水系統(tǒng),美國(guó)Millipore 公司。
1.2.1 方法提要 動(dòng)物源性肉制品中的氯霉素(CAP)利用乙酸乙酯提取,正己烷脫脂,ProElut PLS-A 固相萃取柱凈化,液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀測(cè)定和確認(rèn),同位素(CAP-D5)內(nèi)標(biāo)法定量。
1.2.2 試樣制備 后腿或者里脊部位的原料肉(豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、鴨肉)分別于絞肉機(jī)中絞碎,選取10 kg 絞碎肉。根據(jù)不同基質(zhì)以及不同加標(biāo)水平,加入相應(yīng)的氯霉素液體標(biāo)樣(0.1 mg/mL),充分均質(zhì)為肉糜狀后,通過(guò)冷凍干燥技術(shù)制備成凍干粉末,進(jìn)行30 目篩分,留下過(guò)篩的凍干粉,收集后送入三維混合機(jī),充分混合24 h 后,裝入玻璃容器保存(注:生鮮肉不符合各國(guó)出入境相關(guān)法規(guī),不適合國(guó)際間實(shí)驗(yàn)室比對(duì))。每瓶樣品凈含量為12 g,每種基質(zhì)樣品2 瓶,共10 瓶(檢測(cè)1瓶,備用1 瓶)。如數(shù)據(jù)重復(fù)性良好,無(wú)需進(jìn)行復(fù)測(cè),否則使用備用樣品再次檢測(cè),備用樣品和檢測(cè)樣品在取樣和檢測(cè)方法上相同。(樣品保存于4 ℃的干燥器內(nèi),2 個(gè)月內(nèi)完成試驗(yàn))。
1.2.3 試樣處理 稱樣前,需保證樣品的均勻性。等待凍干粉末恢復(fù)至室溫,充分搖勻后,稱取干粉m0=1 g,精確至0.0001 g,移入50 mL 具塞離心管中。稱取4 倍干粉質(zhì)量的超純水(m1)將凍干粉末復(fù)溶,等干粉復(fù)水膨脹并平衡約10 min 后(m待測(cè)=m0+m1),按照前處理步驟處理樣品。
1.2.3.1 提取 向復(fù)溶后的試樣基質(zhì)中加入50.0 μL(500.0 ng/mL)CAP-D5內(nèi)標(biāo),加入5 mL 水進(jìn)一步溶解分散基質(zhì),均質(zhì)1 min,加入25 mL 乙酸乙酯,渦旋振蕩5 min,超聲5 min,9 000 r/min 離心5 min,取上清液轉(zhuǎn)移至另外一個(gè)離心管中,再次加入15 mL 乙酸乙酯,重復(fù)上述操作,合并兩次上清液,混合均勻,待凈化。
1.2.3.2 凈化 將上清液轉(zhuǎn)移至快速溶劑蒸發(fā)儀中,在45 ℃、10 000 Pa 的條件下,濃縮至干,加入5 mL 乙腈和5 mL 正己烷,渦旋2 min,超聲2 min,以9 000 r/min 離心2 min,棄去上層雜質(zhì)溶液,再加入5 mL 正己烷,重復(fù)上述操作。
將乙腈溶液轉(zhuǎn)移至ProElut PLS-A 固相萃取柱中,減壓過(guò)濾并保持流速為1~2 滴/s,直接收集過(guò)濾液,過(guò)0.22 μm PETF 濾膜,供UPLC-MS/MS檢測(cè)。
1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 將100 mg/L 的氯霉素液標(biāo)和氯霉素內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液(CAP-D5),用定容液逐級(jí)稀釋至0.5,1.0,2.0,5.0,10.0 ng/mL(CAP-D5 的質(zhì)量濃度均為5.0 ng/mL)的氯霉素標(biāo)準(zhǔn)工作液,備用。
1.2.5 儀器條件
1.2.5.1 液相色譜條件 色譜柱:Waters Atlantis T3(100 mm×2.1 mm,3 μm)或相當(dāng)者。流動(dòng)相A:0.1%氨水溶液;流動(dòng)相B:乙腈;流速:0.4 mL/min。梯度洗脫:0~0.75 min,10% B;0.75~2 min,10%~90%B;2~3 min,90%B;3~4 min,10%B。柱溫:30℃。進(jìn)樣量:10 μL。
1.2.5.2 質(zhì)譜儀器條件 離子源:電噴霧離子源(ESI-);檢測(cè)方式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè);毛細(xì)管壓力:3 000 V;椎孔電壓:50 V;脫溶劑氣溫度:500 ℃;脫溶劑氣流速:800 L/h;霧化氣壓力:0.7 MPa;碰撞氣流速:150 L/h;離子源溫度:150 ℃;母離子、子離子、去簇電壓(DPs)、碰撞能(CEs)見表1。
表1 氯霉素化合物的母離子、子離子、去簇電壓和碰撞能Table 1 Parent ions,product ions,declustering potentials and collision energies of CAP
1.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)驗(yàn)證 試驗(yàn)方法需要依據(jù)GB/T 27404-2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部方法驗(yàn)證,主要包括檢出限、定量限、線性相關(guān)性、回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差等精密度的系統(tǒng)性研究。
在通過(guò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部統(tǒng)計(jì)學(xué)方法驗(yàn)證后,為確定方法的有效性和可比性,需要依據(jù)ISO5725-2:2019《測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度和精密度)》,進(jìn)行國(guó)際間實(shí)驗(yàn)室比對(duì)。采用Mandel-h/k統(tǒng)計(jì)分析法驗(yàn)證原始數(shù)據(jù)的一致性,結(jié)合Cochran和Grubbs 統(tǒng)計(jì)學(xué)模型對(duì)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)一步進(jìn)行了驗(yàn)證,旨在明確數(shù)據(jù)中的岐離值和離散值,并盡可能地保留超臨界數(shù)據(jù)[12],使統(tǒng)計(jì)結(jié)果更為真實(shí)、可靠,確保試驗(yàn)方法在全球范圍內(nèi)使用時(shí)準(zhǔn)確和有效。
根據(jù)氯霉素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),以及肉制品復(fù)雜的基質(zhì)情況,在方法研制過(guò)程中,比較了Waters ACQUITY UPLC BEH C18、Thermo AccucoreTMC18、Waters Atlantis T3、Agilent ZORBAX SB-C184 類色譜柱對(duì)目標(biāo)物分離度和靈敏度的影響。結(jié)果表明,AccucoreTMC18較容易受到雜質(zhì)干擾,峰型不理想,不符合正態(tài)分布;ACQUITY UPLC BEH C18目標(biāo)物出峰時(shí)間較早,目標(biāo)物保留時(shí)間時(shí)常會(huì)發(fā)生向前飄移;ZORBAX SB-C18響應(yīng)低,伴有明顯的拖尾和分叉現(xiàn)象;Atlantis T3色譜柱峰形尖銳對(duì)稱,靈敏度更高,出峰時(shí)間也更適合(如圖1),其對(duì)填料的孔徑大小、端基封口以及C18的鍵合密度都進(jìn)行了針對(duì)性地優(yōu)化,不僅能保留和分離水溶性的極性小分子有機(jī)化合物,還提供了更寬泛的pH 值適應(yīng)條件[13],從而使Atlantis 色譜柱對(duì)氯霉素保留能力更強(qiáng),使其在水流動(dòng)相中性能更加穩(wěn)定。
試驗(yàn)選用乙腈、甲醇作為備選有機(jī)相,2 種極性有機(jī)溶劑都能較好洗脫目標(biāo)物,而氯霉素在乙腈溶液中被保留的時(shí)間更合適,也更加穩(wěn)定,液相系統(tǒng)壓力也更低。同時(shí),微量的氨水可以提供基質(zhì)離子化所需的負(fù)離子,提高離子化效率,促使更強(qiáng)的靈敏度,獲得更好的峰型。因此以0.1%氨水溶液和乙腈作為本試驗(yàn)的流動(dòng)相。
配制質(zhì)量濃度為10.0 ng/mL 的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,采用注射泵直接進(jìn)樣的方式注入質(zhì)譜儀。采用ESI-掃描方式進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜分析,優(yōu)化DP,確定氯霉素母離子[M-H]m/z-321.0 和氯霉素內(nèi)標(biāo)D5 母離子[M-H]m/z-326.0。對(duì)母離子進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜掃描,優(yōu)化CE,選取相對(duì)豐度較高且穩(wěn)定的兩個(gè)特征碎片離子作為定性、定量離子[M-H]m/z-321.0/256.9、[M-H]m/z-321.0/152.0*和內(nèi)標(biāo)特征碎片離子[M-H]m/z-326.0/157.1(見圖1),以滿足歐盟657/2002/EEC 指令規(guī)定,即禁用藥物定性檢測(cè)必須達(dá)到1 個(gè)母離子和至少2 個(gè)子離子共4 個(gè)確證點(diǎn)的要求[14-15]。
圖1 氯霉素多反應(yīng)監(jiān)測(cè)圖和總離子流圖色譜圖(10.0 ng/mL)Fig.1 Chromatograms of the representative target ions with MRM and TIC mode(10.0 ng/mL)
試驗(yàn)選取甲醇、乙腈和乙酸乙酯作為獸藥殘留的備選提取溶劑。其中,甲醇極性過(guò)強(qiáng),可能會(huì)同時(shí)提取出(除了氯霉素外)其它雜質(zhì),對(duì)凈化過(guò)程會(huì)造成一定的干擾;乙腈雖然具有極性范圍寬,分子質(zhì)量小,基質(zhì)穿透能力強(qiáng),對(duì)糖、脂肪、蛋白質(zhì)類化合物的沉淀效果較好,但對(duì)于肉制品基質(zhì)來(lái)說(shuō),同樣會(huì)在提取過(guò)程中帶入共萃取雜質(zhì)[16]。乙酸乙酯的極性相對(duì)較弱,毒性較低,揮發(fā)更快,可作為氯霉素合適的提取溶劑。同時(shí),肉制品需要加少許水進(jìn)行基質(zhì)分散,水具有良好的組織滲透性,能分散樣品,渦旋勻漿后能增加溶劑與樣品的接觸面積,防止肉制品中的蛋白質(zhì)在有機(jī)溶劑的影響下直接變性,從而緊縮成一團(tuán),包裹住目標(biāo)化合物[17],乙酸乙酯與水相不溶,能更徹底從水相中萃取出氯霉素。
本試驗(yàn)采用正己烷,Aglient AccuBond C18,Waters Oasis HLB,Waters Oasis PRiME HLB,ProElut PLS-A 固相萃取柱對(duì)最為復(fù)雜的豬肉基質(zhì)提取液進(jìn)行凈化,其結(jié)果見表2。經(jīng)過(guò)ProElut PLS-A 凈化,基質(zhì)中氯霉素的回收率能達(dá)到85%以上。作為通透式固相萃取小柱,ProElut PLS-A與Oasis PRiME HLB 的作用相似,通過(guò)特殊的篩板制作工藝,使樣品經(jīng)提取后直接過(guò)柱,將雜質(zhì)保留在特殊填料中,較大程度地降低氯霉素在洗脫過(guò)程中的損失率。同時(shí),整個(gè)進(jìn)化過(guò)程較為穩(wěn)定,樣品更加潔凈,相對(duì)于傳統(tǒng)的反相SPE,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)結(jié)果也較為理想。對(duì)于基質(zhì)復(fù)雜的肉制品來(lái)說(shuō),ProElut PLS-A 對(duì)于非極性酯類雜質(zhì)的保留更強(qiáng),使過(guò)濾液更加純凈,目標(biāo)物的回收率更高。試驗(yàn)進(jìn)一步考察了復(fù)合式凈化方式,先用正己烷除去普通油脂類雜質(zhì),再用ProElut PLS-A除去較為復(fù)雜的磷脂類雜質(zhì),其結(jié)果要比單一凈化方式進(jìn)一步提升2.7%左右。
表2 不同凈化方式對(duì)氯霉素回收率的影響(n=6)Table 2 Effect of different purification methods on the recoveries of CAP(n=6)
2.3.1 檢出限、定量限和線性相關(guān) 肉制品基質(zhì)復(fù)雜,本試驗(yàn)選擇雞、鴨、牛、羊、豬空白樣品作為考察對(duì)象。在上述空白基質(zhì)中添加一定濃度的氯霉素對(duì)照品,按照本方法進(jìn)行試驗(yàn)。依據(jù)定量離子信號(hào)與噪聲比例,即S/N≥3 的濃度為檢出限(LOD),S/N≥10 的濃度為定量限(LOQ)的原則,確定了本方法的檢出限為0.03 μg/kg,定量限為0.1 μg/kg。圖2 為牛肉基質(zhì)的空白和加標(biāo)TIC 色譜圖。
圖2 空白牛肉基質(zhì)和加標(biāo)牛肉基質(zhì)的色譜圖Fig.2 Chromatograms of the blank bovine matrix and 5-LOQ spiked bovine matrix
精密取適量氯霉素標(biāo)準(zhǔn)工作液,用定溶液將其稀釋至質(zhì)量濃度為0.5,1.0,2.0,5.0,10.0 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線系列工作溶液,以各組分目標(biāo)物與內(nèi)標(biāo)峰面積之比對(duì)其質(zhì)量濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算線性方程、線性范圍及相關(guān)系數(shù)。氯霉素在0.5~10.0 ng/mL 范圍內(nèi)線性良好,線性相關(guān)系數(shù)(R2)為0.9988,其質(zhì)量濃度與峰面積的線性方程為:Y=0.093292X+0.0056696(見圖3)。
圖3 氯霉素工作液標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.3 The calibration curve of CAP standard solution
2.3.2 回收率和精密度 選取雞、鴨、牛、羊、豬的空白基質(zhì),進(jìn)行為期1 個(gè)月的加標(biāo)回收率和精密度實(shí)驗(yàn)(5 基質(zhì)×6 平行×4 批次),樣品分別添加低、中、高3 個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,計(jì)算平均回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,測(cè)定結(jié)果如表3~表7所示,雞肉基質(zhì)中氯霉素各濃度的批內(nèi)回收率為83.74%~90.60%,RSD 為0.66%~1.31%,批間回收率為79.78%~88.47%,RSD 為1.17%~1.89%;鴨肉基質(zhì)中氯霉素各濃度的批內(nèi)回收率為78.24%~83.35%,RSD 為1.67%~1.98%,批間回收率為77.47%~83.59%,RSD 為1.65%~2.43%;牛肉基質(zhì)中氯霉素各濃度的批內(nèi)回收率為85.24%~91.23%,RSD 為0.67%~1.03%,批間回收率為86.96%~90.39%,RSD 為0.75%~1.29%;羊肉基質(zhì)中氯霉素各濃度的批內(nèi)回收率為74.28%~80.24%,RSD 為1.80%~2.36%,批間回收率為73.34%~81.57%,RSD 為1.82%~2.91%;豬肉基質(zhì)中氯霉素各濃度的批內(nèi)回收率為78.12%~80.74%,RSD 為1.84%~2.85%,批間回收率為77.62%~78.99%,RSD 為2.02%~2.43%。結(jié)果均符合《獸藥殘留檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》和《GB/T 27404-2008 實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范》相應(yīng)要求。
表3 雞肉基質(zhì)中氯霉素的加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n 內(nèi)=6,n 間=4)Table 3 Recoveries and relative standard deviations(RSDs)of CAP in chicken matrix(nintra=6, ninterval=4)
表7 豬肉基質(zhì)中氯霉素的加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n 內(nèi)=6,n 間=4)Table 7 Recoveries and relative standard deviations(RSDs)of CAP in porcine matrix(nintra=6, ninterval=4)
通過(guò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部方法學(xué)驗(yàn)證可知,該方法的線性范圍為0.5~10.0 ng/mL,線性相關(guān)性良好。線性相關(guān)系數(shù)(R2≥0.9986)。5 種基質(zhì)的批內(nèi)加標(biāo)回收為74.28%~91.23%,RSD 為0.66%~2.85%,批間加標(biāo)回收為73.34%~90.39%,RSD 為0.75%~2.91%,其中,牛肉和雞肉的加標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果較為理想,回收率較高,穩(wěn)定性較強(qiáng)。鴨肉、豬肉和羊肉因?yàn)閺?fù)合脂類含量較多,雖受到基質(zhì)效應(yīng)的影響,各自回收率略低約3%左右,穩(wěn)定性也略有浮動(dòng),但均滿足我國(guó)的食品質(zhì)量規(guī)范技術(shù)要求和美國(guó)分析化學(xué)家協(xié)會(huì)(Association of Official Analytical Chemists,AOAC)關(guān)于方法學(xué)準(zhǔn)確度的要求[18]。
表4 鴨肉基質(zhì)中氯霉素的加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n 內(nèi)=6,n 間=4)Table 4 Recoveries and relative standard deviations(RSDs)of CAP in duck matrix(nintra=6, ninterval=4)
表5 牛肉基質(zhì)中氯霉素的加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n 內(nèi)=6,n 間=4)Table 5 Recoveries and relative standard deviations(RSDs)of CAP in bovine matrix(nintra=6, ninterval=4)
表6 羊肉基質(zhì)中氯霉素的加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n 內(nèi)=6,n 間=4)Table 6 Recoveries and relative standard deviations(RSDs)of CAP in ovine matrix(nintra=6, ninterval=4)
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部驗(yàn)證結(jié)果說(shuō)明該方法的準(zhǔn)確性和精密度均較為理想,能夠滿足肉制品中氯霉素的定量檢測(cè)要求。
本研究組織了國(guó)內(nèi)外10 家權(quán)威實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室間對(duì)比驗(yàn)證。10 家驗(yàn)證單位均按照《ISO Ring test study protocol》協(xié)議,在收到凍干樣品后,存放于4 ℃的干燥器中,并在2 周之內(nèi)完成比對(duì)試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程需要按照本方法操作步驟進(jìn)行。最終由牽頭實(shí)驗(yàn)室收集原始數(shù)據(jù),并運(yùn)用4種統(tǒng)計(jì)學(xué)模型(Mandel 模型、Cochran 模型、Grubbs模型和Dixon 模型)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,考查此方法的精密度和普適性,并確定其有效性。其中,Mandel 模型[19-20]可以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室間檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果的精密度,能簡(jiǎn)潔明了地統(tǒng)計(jì)出各個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果的偏離程度;Cochran 模型[19-20]用于更進(jìn)一步判斷實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各自檢測(cè)結(jié)果的精密度;Grubbs 模型[19-20]與Dixon 模型[19-20]用于更進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)室間測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。10 家實(shí)驗(yàn)室原始數(shù)據(jù)、平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差見表8 和表9。
表8 實(shí)驗(yàn)室間氯霉素檢測(cè)結(jié)果的原始數(shù)據(jù)(p=10,n=2)Table 8 Raw data of the international ring comparison test for CAP(p=10, n=2)
表9 實(shí)驗(yàn)室間氯霉素結(jié)果的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 9 Mean recovery and relative standard deviations(RSDs)of the international ring comparison test for CAP
2.4.1 Mandel 檢驗(yàn) 原始數(shù)據(jù)的有效性首先需要經(jīng)過(guò)Mandel 檢驗(yàn)驗(yàn)證,剔除對(duì)結(jié)果可能產(chǎn)生干擾的離群值,再進(jìn)行平均值和精密度等參數(shù)的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。
Mandel(h)統(tǒng)計(jì)量是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室間檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度,即單個(gè)實(shí)驗(yàn)室結(jié)果均值與所有實(shí)驗(yàn)室結(jié)果均值的偏差。某個(gè)實(shí)驗(yàn)室h值越大,則表明檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度越低[21]。h值計(jì)算方式見式(1)。
式中,Xi——各實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù),為——各實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的平均值,SXˉ為——各實(shí)驗(yàn)室間結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
hcrit,α為衡量實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的檢驗(yàn)臨界值。10 家實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的h值與hcrit,α比較結(jié)果如圖4。其中,7 家實(shí)驗(yàn)室的所有結(jié)果均≤h5%臨界值,結(jié)果為可信值。實(shí)驗(yàn)室4 的牛肉基質(zhì)結(jié)果(h=1.826)、實(shí)驗(yàn)室7 的鴨肉基質(zhì)結(jié)果(h=2.118)和實(shí)驗(yàn)室8的雞肉基質(zhì)結(jié)果(h=2.168)在h5%~h1%的臨界區(qū)間,結(jié)果為歧離值,但沒有離群數(shù)據(jù)出現(xiàn)。根據(jù)ISO 5725-2:2019-2《測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2 部》的規(guī)定,試驗(yàn)結(jié)果最終為歧離值時(shí),不應(yīng)該被剔除,只有當(dāng)h值>h1%臨界值,結(jié)果為離群值,才需要被剔除。因此,10 家實(shí)驗(yàn)室所有基質(zhì)的數(shù)據(jù)均通過(guò)Mandel(h)統(tǒng)計(jì)模型的驗(yàn)證。
圖4 Mandel(h)統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)(雞肉、鴨肉、牛肉、羊肉、豬肉)Fig.4 Mandel(h)statistical test(chicken,duck,bovine,ovine,porcine)
Mandel(k)統(tǒng)計(jì)量是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果的精密度,用來(lái)進(jìn)行結(jié)果離散性的統(tǒng)計(jì)分析,即單個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各試驗(yàn)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果均值在相比其它實(shí)驗(yàn)室下比較結(jié)果的偏差。某個(gè)實(shí)驗(yàn)室的k值越大,表明其實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果精密度越低[22]。k值計(jì)算方式見式(2)。
式中,p——參加驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)室總數(shù),Si為——各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
kcrit,α為衡量某個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果精密度的檢驗(yàn)臨界值。10 家實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的k值與kcrit,α比較結(jié)果如圖5。其中,8 家實(shí)驗(yàn)室的所有結(jié)果均≤k5%臨界值,結(jié)果為可信值。實(shí)驗(yàn)室3 的雞肉基質(zhì)結(jié)果(k=2.136)和實(shí)驗(yàn)室7 的羊肉基質(zhì)結(jié)果(k=1.996)在k5%~k1%的臨界區(qū)間。結(jié)果為歧離值,同樣沒有離群數(shù)據(jù)出現(xiàn)。根據(jù)ISO5725-2:2019-2《測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2 部》的規(guī)定,試驗(yàn)結(jié)果最終為歧離值時(shí),不應(yīng)該被剔除,只有當(dāng)k值>k1%臨界值,結(jié)果為離群值,才需要被剔除。因此,10 家實(shí)驗(yàn)室所有基質(zhì)的數(shù)據(jù)也均通過(guò)Mandel(k)統(tǒng)計(jì)模型的驗(yàn)證。
圖5 Mandel(k)統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)(雞肉、鴨肉、牛肉、羊肉、豬肉)Fig.5 Mandel(k)statistical test(chicken,duck,bovine,ovine,porcine)
通過(guò)Mandel(h/k)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)可知,10 家實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的重復(fù)性結(jié)果沒有較大的浮動(dòng),均通過(guò)了有效性驗(yàn)證,均滿足ISO 5725-2:2019-2《測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2 部》對(duì)于準(zhǔn)確度的要求。無(wú)需采用數(shù)值離群法對(duì)原始數(shù)據(jù)作進(jìn)一步分析。
2.4.2 Cochran 檢驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)數(shù)據(jù)有效性有一項(xiàng)重要假設(shè),即各實(shí)驗(yàn)室所提交數(shù)據(jù)的各自方差沒有顯著差異[23]。依據(jù)檢測(cè)方法和結(jié)果準(zhǔn)確度分析關(guān)于ISO5725-2:2019-2《測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2 部》的要求,原始數(shù)據(jù)的有效性還需要經(jīng)過(guò)Cochran 檢驗(yàn)驗(yàn)證,剔除對(duì)方差結(jié)果可能產(chǎn)生干擾的離群值。
Cochran 模型是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差的最大值進(jìn)行評(píng)估,屬于單側(cè)檢驗(yàn)[24],其計(jì)算方式見式(3)。
式中,Si為——各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差,Simax為——Si中的最大值。
Ccrit,α是進(jìn)一步衡量某個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果精密度的檢驗(yàn)臨界值,當(dāng)Cmax值≤C5%臨界值,結(jié)果為可信值;當(dāng)Cmax值在C5%~C1%的臨界區(qū)間內(nèi),結(jié)果為歧離值;當(dāng)Cmax值>C1%臨界值,結(jié)果為離群值,如果標(biāo)準(zhǔn)偏差的最大值是離群值,則將該值舍去后對(duì)剩余的標(biāo)準(zhǔn)差重新計(jì)算Cochran 統(tǒng)計(jì)量。從表10 可知,5 種基質(zhì)結(jié)果的Cmax均遠(yuǎn)<C5%臨界值0.602,判定該方法檢驗(yàn)各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果均無(wú)歧離值和離群值。
表10 Cochran 統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)Table 10 Cochranstatistical test results
通過(guò)Cochran 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)可知,10 家實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的精密度結(jié)果沒有較大的浮動(dòng),均通過(guò)了一致性驗(yàn)證,滿足ISO 5725-2:2019-2《測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2 部》對(duì)于精密度的要求。
2.4.3 Grubbs 檢驗(yàn) Grubbs 統(tǒng)計(jì)量是針對(duì)實(shí)驗(yàn)室間數(shù)據(jù)一致性的進(jìn)一步數(shù)理檢驗(yàn),分為單個(gè)離群值循環(huán)檢驗(yàn)和雙個(gè)離群值循環(huán)檢驗(yàn)[25]。
2.4.3.1 單個(gè)離群值檢驗(yàn)(單側(cè)檢驗(yàn))Grubbs 單個(gè)離群值檢驗(yàn)?zāi)P陀糜诿鞔_一組數(shù)據(jù)中最大值或最小值是否為離群值,屬于雙側(cè)檢驗(yàn)[26]。Grubbs 單個(gè)離群值檢驗(yàn)的最大和最小統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方法見式(4)和(5)。
式中,Xp——各實(shí)驗(yàn)室間結(jié)果的最大值,X1——各實(shí)驗(yàn)室間結(jié)果的最小值,為——各實(shí)驗(yàn)室間結(jié)果的平均值,S——各實(shí)驗(yàn)室間結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
Gcrit,α是進(jìn)一步衡量某個(gè)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的檢驗(yàn)臨界值,當(dāng)Gp或G1值≤G5%臨界值,結(jié)果為可信值;當(dāng)Gp或G1值>G5%但≤G1%臨界值,結(jié)果為歧離值;當(dāng)Gp或G1值>G1%臨界值,結(jié)果為離群值,從表11 可知,單個(gè)離群值循環(huán)檢驗(yàn)中的Gp或G1均遠(yuǎn)<G5%臨界值2.290,說(shuō)明此方法檢驗(yàn)各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果均無(wú)歧離值和離群值。
2.4.3.2 雙個(gè)離群值檢驗(yàn)(雙側(cè)檢驗(yàn))Grubbs 雙個(gè)離群值檢驗(yàn)?zāi)P陀糜诿鞔_一組數(shù)據(jù)中最大兩個(gè)值或最小兩個(gè)值是否為離群值,屬于雙側(cè)檢驗(yàn)[27]。Grubbs 雙個(gè)離群值檢驗(yàn)的最大和最小統(tǒng)計(jì)量計(jì)算方式見式(6)和(7)。
雙個(gè)離群值檢驗(yàn)?zāi)P褪浅蓚€(gè)最值后進(jìn)行計(jì)算的統(tǒng)計(jì)量,因此其與單個(gè)離群值檢驗(yàn)?zāi)P偷呐卸ǚ▌t相反,當(dāng)G值≥G5%臨界值,結(jié)果為可信值;當(dāng)G值<G5%但≥G1%臨界值,結(jié)果為歧離值;當(dāng)G值<G1%臨界值,結(jié)果為離群值,從表11 可知,雙個(gè)離群值循環(huán)檢驗(yàn)中的G均遠(yuǎn)大于G5%臨界值0.1864,明確該方法檢驗(yàn)各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試結(jié)果均無(wú)歧離值和離群值。
表11 Cochran 檢驗(yàn)結(jié)果Table 11 Grubbsstatistical test results
通過(guò)Grubbs 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)可知,10 家實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)均為通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的有效數(shù)據(jù),滿足ISO5725-2:2019-2《測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2 部》對(duì)于準(zhǔn)確度的要求。
經(jīng)過(guò)Mandel、Cochran 和Grubbs 組合統(tǒng)計(jì)模型的檢驗(yàn)可知,10 家實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果同時(shí)滿足實(shí)驗(yàn)室間檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢測(cè)結(jié)果的精密度,無(wú)異常值需要進(jìn)行Dixon 模型檢驗(yàn)。本研究采用的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型均適用于分析動(dòng)物源性肉制品中氯霉素結(jié)果的有效性和一致性。
2.4.4 平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的分析 通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)有效性和一致性的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),將10 個(gè)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果的平均值(m)、重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差(Sr)和再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差(SR)進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果如表12所示。
由表12 的數(shù)據(jù)可知,標(biāo)準(zhǔn)差與平均值之間沒有顯著的線性關(guān)系或者對(duì)數(shù)線性關(guān)系。根據(jù)ISO 5725-2:2019-2《測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2 部》的規(guī)定,可以采用各基質(zhì)Sr和SR的平均值來(lái)表征該方法的精密度[28],即對(duì)于動(dòng)物源性肉制品中氯霉素含量的重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr和再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差SR分別為3.88×10-2和6.73×10-2。
表12 實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)結(jié)果的平均值(m),重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差(Sr)和再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差(SR)Table 12 Mean,repeatable standard deviation(Sr),reproducibility standard deviation(SR)of the international ring comparison test for CAP
本文結(jié)合了氯霉素的理化性質(zhì)和不同肉類基質(zhì)的特點(diǎn),對(duì)前處理方法進(jìn)行了開發(fā),對(duì)儀器方法進(jìn)行了優(yōu)化,建立了一套定量準(zhǔn)確,操作簡(jiǎn)潔,適用于國(guó)際上不同國(guó)家使用的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法。對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,5 種不同基質(zhì)的動(dòng)物源性肉制品的低、中、高加標(biāo)回收率在73.34%~91.23%之間,RSD 在0.66%~2.91%之間,回收率穩(wěn)定、重現(xiàn)性良好。同時(shí),組織了國(guó)內(nèi)外10 家權(quán)威實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了國(guó)際間實(shí)驗(yàn)室比對(duì),采用Mandel、Cochran 和Grubbs 統(tǒng)計(jì)學(xué)模型對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性進(jìn)行了驗(yàn)證,數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明該方法的適用性廣泛,精密度良好。故被參與國(guó)標(biāo)委會(huì)專家認(rèn)可,經(jīng)ISO/TC34/SC6 委員會(huì)同意,將此方法修訂為ISO 13493:2021:Meat and meat products-Determination of Chloramphenicol content-reference method(《肉與肉制品中氯霉素的測(cè)定-推薦性方法》)[29],已于2021年8月27日在全球發(fā)布,為世界各國(guó)標(biāo)委會(huì)制定相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。
致謝:
感謝上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)項(xiàng)目基金對(duì)本實(shí)驗(yàn)的支持;感謝ISO/TC34/SC6 委員會(huì)對(duì)本實(shí)驗(yàn)方法的支持;并感謝美國(guó)奧本大學(xué)生物系統(tǒng)工程系教授向本實(shí)驗(yàn)提出的寶貴建議和指導(dǎo)。
感謝上海市食品研究所,為方法學(xué)驗(yàn)證進(jìn)行試樣制備;并感謝AB SCIEX、Agilent、SGS、Thermo technology、Intertek、廣州檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證集團(tuán)等國(guó)內(nèi)外著名企業(yè)參與國(guó)際間實(shí)驗(yàn)室比對(duì)工作。