王亞會,李祥波
上海太太樂食品有限公司(上海 200000)
阿維菌素(avermectin)是一類具有殺蟲、殺螨、殺線蟲活性的十六元大環(huán)內(nèi)酯化合物,其藥物已成為高毒有機(jī)磷農(nóng)藥的替代品,被廣泛應(yīng)用于作物種植與動物養(yǎng)殖中,其作用計量小,但脂溶性較高,降解比較緩慢,導(dǎo)致此藥物在動物體內(nèi)殘留時間長,可能給食品安全帶來隱患,世界衛(wèi)生組織將其列為高毒化合物[1-5]。
許多國際組織和國家(地區(qū))對阿維菌素殘留量進(jìn)行限制,歐盟規(guī)定各種蔬菜、水果及谷物中最大殘留量(MRL)為20 μg/kg,日本規(guī)定梨中的MRL為20 μg/kg[6]。我國對不同類別的食品規(guī)定的阿維菌素的MRL也不同,如精制芝麻、大蒜、洋蔥、姜、胡椒的MRL為50 μg/kg,小蔥的MRL為100 μg/kg,干辣椒的MRL為200 μg/kg[7]。受利益的驅(qū)使,仍有養(yǎng)殖戶違法超標(biāo)使用阿維菌素。對植物過量噴灑阿維菌素驅(qū)蟲一旦在組織中蓄積人類食用后也會產(chǎn)生危害[5]。針對精制芝麻、大蒜、胡椒、小蔥、干辣椒等生產(chǎn)原料,為確保供應(yīng)原料的食用安全,更為了保障消費者的切身利益,研究阿維菌素藥物殘留含量的檢測方法具有重要的現(xiàn)實意義。
試驗對農(nóng)業(yè)部1025號公告-5-2008動物性食品中阿維菌素類藥物殘留檢測中的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法進(jìn)行優(yōu)化,建立用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定部分蔬菜及香辛料中的檢測方法,為產(chǎn)品質(zhì)量安全的有效監(jiān)管提供技術(shù)支撐。
圖1 阿維菌素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式
乙腈、甲醇、丙酮、無水硫酸鈉、甲酸、乙酸銨、正己烷(均為色譜純,上海安譜實驗科技股份有限公司);阿維菌素標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%,上海安譜實驗科技股份有限公司);試驗用水為超純水。
精制芝麻(河南駐馬店)、大蒜(山東冠縣)、胡椒(泰州)、小蔥(云南玉溪)、干辣椒(河北雞澤縣)。
液相三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀(1200 G1312B/G6460A);電子天平(ML303,梅特勒);電子天平(XS105DU,梅特勒);渦旋混合器(VORTEX GENIUS3,德國IKA公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(R-210/V-700/V850,BUCHI實驗儀器公司);離心機(jī)(TG16-WS,長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司);0.22 μm濾膜、Zorbax SB C18(50 mm×2.1 mm×1.8 μm)、C8固相萃取柱(500 mg、6 mL)、C18固相萃取柱(60 mg、3 mL),PSA固相萃取柱(60 mg、3 mL)(均為上海安譜科學(xué)儀器公司)。
1.2.1 阿維菌素準(zhǔn)儲備溶液
準(zhǔn)確稱取一定量阿維菌素準(zhǔn)物質(zhì),用甲醇配成1.00 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液。于-18 ℃避光保存,保存期為1年。
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液
吸取阿維菌素準(zhǔn)儲備溶液,用甲醇配成10 μg/mL。于-18 ℃避光保存,保存期3個月,使用前回溫到室溫。
1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液
根據(jù)需要,臨用前吸取一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液,用甲醇-水(1︰1,V/V)稀釋配制成濃度梯度依次為5,10,25,50,100和200 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。
1.3.1 色譜條件
色譜柱為Zorbax SB C18柱(50 mm×2.1 mm×1.8 μm);流動相為乙腈、水(0.1%甲酸,2 mmol/L乙酸銨);柱溫35 ℃;進(jìn)樣量5 μL。
表1 液相色譜梯度洗脫條件
1.3.2 質(zhì)譜條件
離子源為電噴霧離子源(ESI);掃描方式為正離子掃描;檢測方式為多反應(yīng)監(jiān)測(MRM);霧化氣(NEB)、氣簾氣(CUR)、輔助加熱氣(AUX)、碰撞氣(CAD)均為高純氮氣;使用前應(yīng)調(diào)節(jié)各氣體流量以使質(zhì)譜靈敏度達(dá)到檢測要求;噴霧電壓、去集簇電壓、碰撞能等電壓值應(yīng)優(yōu)化至最優(yōu)靈敏度;Q1,Q3均為單位分辨率(UNIT);定性離子對、定量離子對、碰撞氣電壓、去簇電壓,見表2。
表2 阿維菌素質(zhì)譜參數(shù)
1.4.1 樣品提取
從全部的樣品中取出約0.5 kg具有代表性樣品,充分?jǐn)囁?,混勻,均分?份,分別裝入潔凈的容器內(nèi)。密封作為試樣,標(biāo)明標(biāo)記。在抽樣和制樣的操作過程中,應(yīng)防止樣品受到污染或發(fā)生殘留物含量的變化。將試樣于-18 ℃冷凍保存。
準(zhǔn)確稱取2 g樣品,精確至0.01 g,置于50 mL離心管中,加入15 mL乙腈,振蕩提取2 min,按4 000 r/min離心5 min,將上清液轉(zhuǎn)移到另一50 mL離心管中,殘渣用15 mL乙腈重復(fù)提取1次,按4 000 r/min離心5 min,合并2次提取液轉(zhuǎn)移至250 mL梨形瓶中,40 ℃水浴溫度下旋蒸至干。加3 mL乙腈︰水(1︰2,V/V)溶液,蝸旋震動1 min溶解殘渣,轉(zhuǎn)移至15mL離心管中,加3 mL乙腈︰水(1︰2,V/V)溶液至梨型瓶中,蝸旋震動1 min溶解殘渣,轉(zhuǎn)移至15 mL離心管中,合并2次溶解液,待凈化。
1.4.2 樣品凈化
依次用3 mL乙腈、3 mL乙腈︰水(4︰6,V/V)活化C8固相萃取小柱,將提取液過柱,棄去濾液,依次用3 mL乙腈︰水(4︰6,V/V),3 mL正己烷淋洗小柱,過完后減壓抽干,用6 mL乙腈洗脫。將洗脫液40 ℃氮氣吹干后,用1 mL乙腈+水溶液(1+1,V/V)溶解,過0.22 μm膜后供液質(zhì)儀器分析
式中:X為樣品中待測組分殘留量,μg/kg;X1為樣品中待測組分含量,μg/L;W為樣品實際稱樣量,g;V為樣品最終定容體積,mL。
所有數(shù)據(jù)以平均值表示,用Excel繪制各物質(zhì)含量變化圖。
文獻(xiàn)中對于阿維菌素檢測離子對的報道較多,但是質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)及設(shè)計不同,相關(guān)的電壓也不相同。將質(zhì)量濃度1 mg/mL的阿維菌素標(biāo)準(zhǔn)儲備液稀釋至0.1 μg/mL,采用蠕動泵直接進(jìn)樣方式,分別在正離子(ESI+)、負(fù)離子(ESI-)模式下進(jìn)行Q1母離子全掃描。結(jié)果表明,阿維菌素在ESI+模式下具有較高的響應(yīng)值。分別考察噴霧電壓、霧化溫度、氣簾氣、霧化氣、輔助氣對離子響應(yīng)強(qiáng)度的影響,同時對各分子離子進(jìn)行子離子掃描,選取合適的離子對,在MRM模式下優(yōu)化簇電壓和碰撞電壓。最終選定最優(yōu)參數(shù)見表2中質(zhì)譜條件,質(zhì)譜圖見圖2。
圖2 阿維菌素質(zhì)譜圖(0.1 μg/mL)
圖3 阿維菌素標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖(0.1 μg/mL)
阿維菌素為脂溶性化合物,難易溶于水,易溶于甲醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、乙醇。比較甲醇、乙腈和丙酮作為樣品提取劑的提取效果,試驗結(jié)果顯示,用丙酮提取時因干辣椒、胡椒、小蔥含有色素,提取液的顏色深。甲醇對于含水量高的樣品,加入無水硫酸鈉后分離效果較差,綜上選擇乙腈作為提取溶劑。
阿維菌素為弱極性物質(zhì),測定樣品時,乙腈提取液中含有的極性色素、脂肪是主要干擾物質(zhì),固相微萃取技術(shù)(SPE)可有效去除色素。選擇常用的C18、C8、PSA固相萃取柱進(jìn)行比較。C18固相萃取小柱基于鍵合的反相(二甲基十八碳硅烷)、不規(guī)則硅膠(硅膠基)顆粒。這種非極性、未封端的吸附劑提供與表面硅醇基相關(guān)聯(lián)的額外極性相互作用,因此C18具有良好的除脂能力。C8在吸附劑上與C18鍵合相類似,主要依靠非極性碳鍵相互作用。但由于C8烷基鏈較C18烷基鏈短,所以對非極性化合物保留弱于C18,有助于對非極性或弱極性吸附過強(qiáng)的樣品的洗脫。PSA有2個氨基(伯胺和仲胺),且2個氨基的pKa值更高(分別是10.1和10.9),對極乙腈提取液中的脂肪酸、性色素可有效去除。
結(jié)果表明,阿維菌素的回收率C18固相萃取小柱優(yōu)于PSA,C8優(yōu)于C18。
圖4 不同固相萃取小柱阿維菌素藥的回收率(n=6)
阿維菌素為弱極性物質(zhì),易在反向色譜柱中保留,故選則Zorbax SB C18(50 mm×2.1 mm×1.8 μm),試驗采用常用的乙腈-水溶液作為色譜的流動相,但結(jié)果表明,阿維菌素化合物在C18色譜柱上峰形較差,拖尾嚴(yán)重,基線噪聲較大;在水相中加入0.1%(V/V)的甲酸后,阿維菌素在色譜柱上的基線噪聲明顯降低,提高了檢測靈敏度,水相中加入2 mmol/L的乙酸銨時,阿維菌素的色譜峰型得到更好的改善,推測甲酸的加入能在一定程度上提高其在C18柱上的保留行為,因此選擇水(0.1%甲酸,2 mmol/L乙酸銨)-乙腈為流動相。
采用外標(biāo)法定量,以分析物的峰面積(y)和對應(yīng)的質(zhì)量濃度(x,μg/L)進(jìn)行線性回歸計算,得到線性方程和相關(guān)系數(shù)。線性范圍為5~200 μg/L,阿維菌素的相關(guān)系數(shù)r大于0.995,通過向陰性樣品中添加標(biāo)準(zhǔn)品考察方法的檢出限、定量限,信噪比≥3為檢出限,信噪比≥10為定量限;每個標(biāo)準(zhǔn)品的添加量為0.2,0.5和1 μg/kg 3個水平,測得阿維菌素的檢出限為0.2 μg/kg,定量限為0.5 μg/kg。檢出限、定量限、線性相關(guān)系數(shù)、線性方程、回收率見表3。
表3 阿維菌素的線性范圍、回歸方程、方法檢出限和定量限
阿維菌素在各檢測樣品中規(guī)定最高殘留限量(MRL),參考GB/T 27404—2008中的相關(guān)規(guī)定,對于已制定MRL,回收率和精密度都應(yīng)在方法測定底線、MRL、選一合適點進(jìn)行三水平測試,即選擇精制芝麻、大蒜、胡椒在0.2,0.5和50 μg/kg加標(biāo)水平,小蔥在0.2,0.5和100 μg/kg的加標(biāo)水平,干辣椒的在0.2,0.5和200 μg/kg的加標(biāo)水平進(jìn)行加標(biāo)回收率和精密度試驗,重復(fù)測定至少6次。每個添加水平平行測定6次,結(jié)果見表4。精制芝麻在0.2,0.5和50 μg/kg加標(biāo)水平下加標(biāo)回收率范圍分別為76.72%~96.11%,85.47%~100.02%和91.45%~110.25%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(SRSD)分別為6.93%,6.28%和6.92%。大蒜在0.2,0.5和50 μg/kg加標(biāo)水平下加標(biāo)回收率范圍分別為79.13%~91.32%,82.14%~94.15%和86.37%~106.28%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(SRSD)分別為5.96%,5.53%和8.76%。胡椒在0.2,0.5和50 μg/kg加標(biāo)水平下加標(biāo)回收率范圍分別為80.28%~92.66%,86.24%~98.45%和90.15%~109.45%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(SRSD)分別為6.16%,4.62%和9.20%。小蔥在0.2,0.5和100 μg/kg的加標(biāo)水平加標(biāo)回收率范圍分別為76.88%~99.56%,78.04%~87.49%和89.57%~107.24%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(SRSD)分別為9.22%,4.94%和7.86%。干辣椒在0.2,0.5和200 μg/kg的加標(biāo)水平加標(biāo)回收率范圍分別為87.66%~107.68%,79.48%~89.47%和86.79%~105.46%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(SRSD)分別為7.08%,5.20%和8.12%。結(jié)果均滿足GB/T 27404—2008規(guī)定的被測組分含量<100 μg/kg,回收率在60%~120%,被測組分含量100~1 000 μg/kg,回收率在80%~110%,精密度(相對標(biāo)準(zhǔn)偏差)≤11%的要求。
表4 阿維菌素在部分陰性蔬菜、香辛料中的加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)
試驗建立部分蔬菜及香辛料中阿維菌素殘留量的高效效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法。該方法具有操作簡單、節(jié)省時間、檢出限低于最大殘留限量規(guī)定等優(yōu)點,可滿足相關(guān)食品檢測部門、食品企業(yè)等對食品中阿維菌素殘留的快速檢測,為嚴(yán)格質(zhì)量管理監(jiān)控提供必要的技術(shù)支持。