崔曉娜++葛愛(ài)民++李汝春++董彥莉
摘要:采用高效液相色譜-靜電場(chǎng)軌道肼高分辨質(zhì)譜技術(shù),建立了動(dòng)物源性食品中13種磺胺類藥物殘留的磁性石墨烯固相萃取-高分辨質(zhì)譜分析方法。樣品采用0.1%的甲酸/乙腈提取,目標(biāo)物通過(guò)磁性石墨烯粉吸附,除去雜質(zhì),然后再解析目標(biāo)物的方法獲得干凈的樣品基質(zhì)。經(jīng)Waters UPLC BEH C18(2.1 mm×100 mm,1.7 μm)色譜柱分離,液相色譜-高分辨質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明,13種目標(biāo)物在2.0~50.0 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(r2>0.99)。在動(dòng)物源性食品基質(zhì)中,目標(biāo)化合物在2、5、10 μg/kg 3個(gè)加標(biāo)水平的平均回收率在77.8%~98.4%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為4.1%~10.1%。該方法凈化速度快、效率高,可用于動(dòng)物源性食品中磺胺類藥物殘留篩查檢測(cè)。
關(guān)鍵詞:磁性石墨烯固相萃?。∕SPE);高分辨質(zhì)譜法;動(dòng)物源性食品;磺胺
中圖分類號(hào): TS207文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2017)09-0151-04
磺胺類藥物為合成的廣譜抗菌劑,對(duì)多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌有效。由于磺胺類藥物在體內(nèi)作用時(shí)間和代謝時(shí)間較長(zhǎng),通過(guò)任何途徑攝入的磺胺都有可能在人體中蓄積,蓄積到一定值的藥物對(duì)人體機(jī)能是有害的[1]。目前,我國(guó)對(duì)磺胺類及其增效劑的使用有比較明確的規(guī)定。我國(guó)農(nóng)業(yè)部第235號(hào)公告中規(guī)定,禽肉類產(chǎn)品中磺胺類總量不得超過(guò) 0.1 mg/kg;日本肯定列表中將動(dòng)物源性食品的最低限量定為 0.02 mg/kg;歐盟2377/90/EEC中明確規(guī)定,在所有動(dòng)物源性食品中磺胺類殘留總量不能超過(guò)0.1 mg/kg[2-3]。
磁性石墨烯是由石墨烯化學(xué)制備而成,磁性石墨烯納米粒子因具有很多特殊的磁性質(zhì),比如超順磁性、高矯頑力、低居里溫度、高磁化率等,并且在磁流體、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、催化、污染物處理等很多方面都已有廣泛的研究和實(shí)際應(yīng)用。所以石墨烯與磁性納米粒子復(fù)合成的磁性石墨烯受到了極大的關(guān)注,并為石墨烯的應(yīng)用研究發(fā)展出了新的方向[4-6]。
目前,磺胺類及其增效劑殘留的測(cè)定方法有高效液相色譜法配合紫外檢測(cè)器、熒光檢測(cè)器和質(zhì)譜檢測(cè)器[7]。液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜(LC/MS/MS)可以在一次分析中定量和鑒定數(shù)百種目標(biāo)化合物,具有很高的選擇性和靈敏度。但是,這種方法需要采用多種已知化合物優(yōu)化儀器參數(shù),因此不能用于篩查未知化合物?;贠rbitrap技術(shù),Exactive 具有極高的質(zhì)量分辨率,從而保證了分析結(jié)果高質(zhì)量準(zhǔn)確度,并可以準(zhǔn)確地區(qū)分復(fù)雜樣品中同時(shí)洗脫出的具有相同質(zhì)量數(shù)的化合物,高達(dá)3個(gè)數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)線性范圍,可輕松分析受復(fù)雜基體干擾的痕量化合物[8-10]。
本研究建立了動(dòng)物源性食品中13種具有代表性的磺胺類藥物增效劑的快速前處理和高分辨質(zhì)譜法聯(lián)用的測(cè)定方法,該方法快速、準(zhǔn)確,為監(jiān)控動(dòng)物源性食品中磺胺類藥物增效劑殘留提供了技術(shù)支持。
1材料與方法
1.1試劑與材料
1.1.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)磺胺嘧啶、磺胺噻唑、磺胺吡啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺-5-(對(duì))甲氧嘧啶、磺胺甲噻二唑、磺胺甲氧噠嗪、磺胺氯噠嗪、磺胺-6-(間)甲氧嘧啶、磺胺鄰二甲氧嘧啶、磺胺甲基異[XCZ1.tif]唑、磺胺喹[XCZ1.tif]啉,均購(gòu)自DR.公司,純度均大于99%。
1.1.2試劑與耗材乙腈,甲醇均為色譜純(Fisher);無(wú)水硫酸鈉,分析純(煙臺(tái)市雙雙化工);甲酸,色譜純(TEDIA);水,GB/T 6682規(guī)定的一級(jí)水;磁性石墨烯,實(shí)驗(yàn)室制備;硫酸銅,優(yōu)級(jí)純(天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開(kāi)發(fā)有限公司);1-(2-吡咯偶氮)-2-萘酚(PAN),分析純(北京化學(xué)試劑有限公司);C18粉(天津艾杰爾)。
1.1.3儀器液相色譜儀,Thermo UltiMate3000,靜電場(chǎng)軌道肼質(zhì)譜儀(Thermo EXACTIVE);分析天平,感量0.1 mg和0.01 g各1臺(tái);離心機(jī),5810型(Eppendorf公司);均質(zhì)器(T25型,IKA公司);振蕩器(MMV-1000W,ETELA公司);氮吹儀(N-EVAP);渦流混勻器(IKA MS basic)。
1.1.4標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
磺胺嘧啶、磺胺噻唑、磺胺吡啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺-5-(對(duì))甲氧嘧啶、磺胺甲噻二唑、磺胺甲氧噠嗪、磺胺氯噠嗪、磺胺-6-(間)甲氧嘧啶、磺胺鄰二甲氧嘧啶、磺胺甲基異[XCZ1.tif]唑、磺胺喹[XCZ1.tif]啉:用乙腈溶解,按純度標(biāo)示折算配制成100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1樣品提取
準(zhǔn)確稱取2.00(±0.02)g待測(cè)樣品置于100 mL離心管中,加入5 g無(wú)水硫酸鈉,2 g氯化鈉,10 mL 0.1% 甲酸/乙腈,均質(zhì)2 min,10 000 r/min離心10 min,將上清液轉(zhuǎn)入另一干凈離心試管中,重復(fù)提取殘?jiān)?次,取上清液合并,加入10 mL正己烷,振蕩5 min后靜置,去掉上層正己烷層。將提取液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干,加入3 mL乙腈/水溶解,待凈化。
1.2.2樣品凈化
準(zhǔn)確稱取20 mg磁性石墨烯于10 mL離心管中,分別加入2 mL丙酮、甲醇和去離子水,依次清洗磁性石墨烯。取5 mL上清液入離心管中,渦混10 min,靜止萃取5 min。用磁鐵將磁性石墨烯聚集到離心管底部,棄去上清液,將磁性石墨烯轉(zhuǎn)移至另1個(gè)干凈的離心試管中,加入 1 mL 乙腈-氨水(體積比為95 ∶5),渦旋2 min洗脫,重復(fù)洗脫4次,合并洗脫液,氮?dú)獯蹈桑鲃?dòng)相定容至1 mL,過(guò) 0.22 μm 濾膜,進(jìn)行質(zhì)譜測(cè)定分析。
1.2.3液相色譜條件
色譜柱:Waters UPLC BEH C18(2.1×100 mm,1.7 μm);柱溫:40 ℃,流速:0.3 mL/min,進(jìn)樣量:20 μL;流動(dòng)相:A:0.1%甲酸水,B:甲醇,梯度洗脫程序:0→2.0 min,由5% B→20% B;2.0→6 min,由20% B→80% B;6.2 min,5% B,平衡3 min。
1.2.4質(zhì)譜條件
全掃描正離子模式(質(zhì)量范圍100~1 500);分辨率:50 000;自動(dòng)增益控制(AGC)目標(biāo)值:10e6;加熱點(diǎn)噴霧離子源條件:噴霧電壓:2 200 V,離子傳輸管溫度:280 ℃,鞘氣氣壓:32 au,氣化室溫度:200 ℃。13種化合物的質(zhì)譜參數(shù)詳見(jiàn)表1。
2結(jié)果與分析
2.1質(zhì)譜條件的優(yōu)化
2.1.1色譜柱的選擇
本研究檢測(cè)的13種磺胺類藥物中磺胺-5-(對(duì))甲氧嘧啶、磺胺甲氧噠嗪、磺胺-6-(間)甲氧嘧啶分子量相同,因此,不同目標(biāo)物的分離要考慮化合物性質(zhì),在提高分離速度和靈敏度的同時(shí),達(dá)到最佳的目標(biāo)物分離效果。通過(guò)比較Waters UPLC BEH C18(粒徑1.7 μm)和Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18(粒徑1.8 μm),以及柱長(zhǎng)分別為2.1×100 mm、3.0×100 mm的2種不同規(guī)格的色譜柱,在分離效率和目標(biāo)物響應(yīng)值方面,柱長(zhǎng)為2.1×100 mm Waters UPLC BEH C18更好一些。
2.1.2流動(dòng)相的選擇
磺胺類藥物在正離子模式下響應(yīng)值較高,通過(guò)在水溶液中加入酸性溶液的方式測(cè)試其響應(yīng)值。分別比較了甲醇/0.1%甲酸水溶液、乙腈/0.1%甲酸水、乙腈/10 mmol/L乙酸銨、甲醇/10 mmol/L乙酸銨溶液作為流動(dòng)相,在電噴霧源ESI+方式下,在甲醇/0.1%甲酸水溶液組成的流動(dòng)相中,質(zhì)譜的離子化效率較其他流動(dòng)相條件響應(yīng)值高,峰形好,因此本研究選擇甲醇/0.1%甲酸水作為流動(dòng)相。
通過(guò)改變甲醇/0.1%甲酸水不同的起始比例,經(jīng)多次進(jìn)樣分離,結(jié)果表明,在采用梯度洗脫的條件下,起始流動(dòng)相甲醇比例在5%時(shí),磺胺-5-(對(duì))甲氧嘧啶、磺胺甲氧噠嗪、磺胺-6-(間)甲氧嘧啶能夠得到較好地分離。在本研究的色譜條件下,13種化合物的出峰情況見(jiàn)圖1。
2.2前處理?xiàng)l件的優(yōu)化與比較
2.2.1提取試劑的選擇
磺胺類藥物其結(jié)構(gòu)中均含有多個(gè)胺基團(tuán),在酸性條件下容易形成正離子,因此,在提取試劑中加入酸性溶液,可以提高提取效率和離子化效果[11]。在提取試劑選擇方面,分別比較了0.1%的甲酸乙腈、0.1%的甲酸甲醇、0.1%的甲酸乙酸乙酯的提取效率,結(jié)果表明,0.1%的甲酸乙腈提取效率較高,同時(shí)加入2 g氯化鈉能夠使乙腈層和水層較好地分離,避免乳化現(xiàn)象出現(xiàn)。
2.2.2凈化吸附劑的優(yōu)化
QuEChERS(分散固相萃?。┓椒ǖ脑硎峭ㄟ^(guò)吸附粉末的吸附作用而達(dá)到凈化的效果,此種凈化方法主要去除的是極性中小分子雜質(zhì),而液質(zhì)聯(lián)用殘留分析中主要用到的電噴霧電離源(ESI源)分析的就是極性化合物,因此二者相互結(jié)合,可以發(fā)揮最大的檢測(cè)效率[12-13]。利用質(zhì)譜在全掃描方式下對(duì)ODSC18和MSPE凈化效果進(jìn)行考察,從圖2可以看出,MSPE方法凈化完后一些中極性和分子量較大的雜質(zhì)被除去,綜合比較,在雜質(zhì)凈化方面MSPE要優(yōu)于C18。
2.3磁性石墨烯凈化方法與國(guó)標(biāo)、行標(biāo)的比較
在GB/T 21316—2007中前處理凈化采用的是液液萃取方法,SN/T 3155—2012中肉及肉制品的凈化采用的是過(guò)C18固相萃取柱的方法[14-15],根據(jù)3種前處理方法,分別添加質(zhì)量濃度為0.01 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在空白樣品當(dāng)中,磺胺類藥物的平均回收率見(jiàn)表2。
2.4方法的線性、精密度、檢測(cè)限和定量限
考察了試驗(yàn)方法及儀器條件的線性及精密度,選取不同的[CM(25]動(dòng)物源性食品,分別添加質(zhì)量濃度為[KG*5]2.0、5.0、10.0 μg/kg 的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、回收率、RSD值見(jiàn)表3。
3結(jié)論
本研究采用高效液相色譜-靜電場(chǎng)軌道肼高分辨質(zhì)譜,磁性石墨烯凈化技術(shù),建立了動(dòng)物源性食品中磺胺類藥物殘留的液相色譜-高分辨質(zhì)譜分析檢測(cè)方法。采用磁性石墨烯固相萃取作為凈化材料,提高了樣品前處理效率,降低了環(huán)境污染,為監(jiān)控動(dòng)物源性食品中磺胺類藥物增效劑殘留提供了有力的技術(shù)支持。
參考文獻(xiàn):
[1]沈建忠,謝聯(lián)金. 獸醫(yī)藥理學(xué)[M]. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2000.
[2]農(nóng)業(yè)部. 動(dòng)物性食品中獸藥最高殘留限量(農(nóng)業(yè)部2002年235號(hào)公告)[J]. 中國(guó)豬業(yè),2010(8):10-12.
[3]蔣原,沈崇鈺,姚義剛,等. 動(dòng)物源性食品中磺胺類藥物增效劑殘留的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定[J]. 分析測(cè)試學(xué)報(bào),2009,28(7):834-837.
[4]Liu Q,Shi J B,Zeng L X,et al. Evaluation of graphene as an advantageous adsorbent for solid-phase extraction with chlorophenols as model analytes[J]. Journal of Chromatography A,2011,1218(2):197-204.
[5]Hummers W,Offeman R. Preparation of graphite oxide[J]. Journal of American Chemical Society,1958,80(6):1339.
[6]Luo Y B,Shi Z G,Gao Q,et al. Magnetic retrieval of graphene:extraction of sulfonamide antibiotics from environmental water samples[J]. Journal of Chromatography A,2011,1218(10):1353-1358.
[7]龐國(guó)芳. 農(nóng)藥獸藥殘留現(xiàn)代分析技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2007:366-367.[HJ1.8mm]
[8]Jia Q N,Zhao G C. Preparation of graphene-based solid phase microextraction fiber and its determination of polychlorinated biphenyls[J]. Journal of Instrumental Analysis,2015,32(5):541-546.
[9]李佐卿,倪梅林,俞雪鈞,等. 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)水產(chǎn)品中磺胺類和喹諾酮類藥物殘留[J]. 分析測(cè)試學(xué)報(bào),2007,26(4):508-510,514.
[10]楊艷偉,朱英. HPLC法測(cè)定化妝品中11種磺胺類化合物[J]. 中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2006,16(11):1343-1344.
[11]寧嘯駿,王丁林,虞成華,等. UPLC-MS/MS同位素內(nèi)標(biāo)法測(cè)定食品中對(duì)位紅、蘇丹紅Ⅰ~Ⅳ的研究[J]. 質(zhì)譜學(xué)報(bào),2009,30(1):41-46.
[12]Fischer J,Kelly M T,Smyth M R,et al. Determination of ivermectin in bovine plasma by column-switching LC using on-line solid-phase extraction and trace enrichment [J]. Journal of Pharmaceutical & Biomedical Analysis,1993,11(3):217-223.
[13] Mckellar Q A,Benchaoui H A. Avermectins and milbemycins[J]. Journal of Veterinary Pharmacology & Therapeutics,1996,19(5):331-351.
[14]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 動(dòng)物源性食品中磺胺類藥物殘留量的測(cè)定液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法:GB/T 21316—2007[S]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.
[15]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 出口豬肉、蝦、蜂蜜中多種藥物殘留量的測(cè)定:SN/T 3155—2012[S]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2012.