鄭 玲, 吳玉杰, 趙永鋒, 李麗華, 馬燕娟
(廣西出入境檢驗(yàn)檢疫局,廣西南寧530021)
β-興奮劑(β-agonist),俗稱瘦肉精,在化學(xué)上屬于苯乙胺類藥物,一般具有含苯乙醇胺的母體結(jié)構(gòu)。最早用于1988年,主要用于防治人、畜的支氣管哮喘和支氣管痙攣。這些藥物高劑量添加在飼料中,可以選擇性地作用于腎上腺素,導(dǎo)致動(dòng)物體內(nèi)的脂肪分解代謝增強(qiáng),增加蛋白質(zhì)的合成,顯著提高胴體瘦肉率。但如果長(zhǎng)期食用含有大量β-興奮劑殘留的動(dòng)物組織,會(huì)對(duì)人體健康造成很大傷害,包括中毒、引起惡性腫瘤,甚至致人死亡[1,2]等。農(nóng)業(yè)部于2002年2月發(fā)布的176號(hào)公告[3]《禁止在飼料和動(dòng)物飲用水中使用的藥物品種目錄》,其中就將克侖特羅、萊克多巴胺、西馬特羅等列為違禁藥物。之后,β-興奮劑類藥物一直是國(guó)家相關(guān)監(jiān)管部門的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之一。由于多年來對(duì)禁用藥物的嚴(yán)厲監(jiān)管,犯罪分子轉(zhuǎn)而添加同類替代藥物,比如:班布特羅、噴布特羅、苯乙醇胺A等。β-興奮劑的濫用嚴(yán)重威脅著人們的身體健康,農(nóng)業(yè)部于2010年12月再次發(fā)文(農(nóng)業(yè)部公告第1519號(hào)[4]),禁止在飼料和動(dòng)物飲水中使用班布特羅、齊帕特羅、氯丙那林、馬布特羅、阿福特羅、溴布特羅、噴布特羅、苯乙醇胺A等物質(zhì)。因此,建立多組分的同時(shí)測(cè)定方法,在實(shí)際監(jiān)督和執(zhí)法工作中對(duì)飼料進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有重要的意義。
QuEChERS 方法[5,6]利用吸附劑填料與基質(zhì)中的雜質(zhì)相互作用吸附雜質(zhì),從而達(dá)到除雜、凈化的目的。因具有快速(quick)、簡(jiǎn)單(easy)、廉價(jià)(cheap)、有效(effective)、可靠(rugged)和安全(safe)的特點(diǎn)而得名。此方法一經(jīng)問世就受到各國(guó)農(nóng)藥殘留分析者的普遍關(guān)注,發(fā)展十分迅速,現(xiàn)已成功地用于多種食品中多種農(nóng)藥殘留的分析[7-12]。QuEChERS方法很靈活,可根據(jù)分析物、基質(zhì)、儀器和分析者的偏好對(duì)凈化劑、鹽量、水含量和吸附劑等做改進(jìn),改進(jìn)的方法也適用于含中等或高脂的食物。因此,近年來該技術(shù)也開始應(yīng)用于獸藥殘留檢測(cè)領(lǐng)域[13-15]。
有關(guān)β-興奮劑的分析測(cè)定方法涉及液相色譜法[16]、(氣相、液相)色譜-質(zhì)譜法[17-19]、酶聯(lián)免疫吸附法[20]等。實(shí)際工作中,多采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行確證,因?yàn)榇朔梢酝瑫r(shí)滿足高靈敏度、高選擇性的定性定量要求。但在已報(bào)道的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定方法中,前處理方法多為固相萃取方法,鮮有QuEChERS方法在飼料中β-興奮劑類違禁藥物檢測(cè)中的應(yīng)用報(bào)道。目前已發(fā)布的飼料中β-興奮劑類違禁藥物的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[21,22]及報(bào)道的測(cè)定方法[23]使用的也是固相萃取法。本文建立了QuEChERS結(jié)合HPLC-MS/MS同時(shí)測(cè)定飼料中18種β-興奮劑的方法,為飼料中β-興奮劑類違禁藥物的監(jiān)控提供了又一個(gè)快速、有效的方法,有利于提升對(duì)β-興奮劑類違禁藥物的監(jiān)控水平。
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀:Agilent 1200 RRLC+Agilent 6410B質(zhì)譜儀,配電噴霧離子源(ESI)(美國(guó)安捷倫科技有限公司);高速離心機(jī):Sigma3-18k(德國(guó)Sigma公司);振蕩器:YAMATO SA300(日本Yamato Scientific Co.Ltd.);超純水器:Milli-Q Reference(美國(guó)Millipore公司)
克侖特羅(clenbuterol)、班布特羅(bambuterol)、馬布特羅(mabuterol)、克侖丙羅(clenproperol)等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度均大于98%,噴布特羅(penbutolol)純度96%,萊克多巴胺(ractopamine)純度97%,購(gòu)自 Dr.Ehrenstorfer GmbH;西馬特羅(cimaterol)、西布特羅(cimbuterol)、氯丙那林(clorprenaline)、溴布特羅(brombuterol)、馬賁特羅(mapenterol)、溴代克倫特羅(bromchlorbuterol)等純度均為99%,購(gòu)自WITEGA Laboratorien Berlin-Adlershof GmbH;苯乙醇胺A(phenylethanolamine A)、妥布特羅(tulobuterol)、利托君(ritodrine)等純度均為98%,齊帕特羅(zilpaterol)純度95%,購(gòu)自Toronto Research Chemicals Inc.;阿福特羅(arformoterol)純度99.9%,購(gòu)自International Laboratory USA;苯氧丙酚胺(isoxsuprine)純度99.5%,購(gòu)自U.S.Pharmacopeia。
C18、PSA 粉末(40 ~63 μm,CNW 公司);甲醇、乙腈、甲酸(色譜純);無水硫酸鈉、氯化鈉(分析純);水為Milli-Q超純水。
稱取各標(biāo)準(zhǔn)品10.0 mg,用甲醇溶解并定容至100 mL棕色容量瓶中,配成濃度為100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,在-18℃保存。使用時(shí)根據(jù)需要用相應(yīng)的空白樣品基質(zhì)提取液配制適當(dāng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液。
稱取樣品2 g(精確至0.01 g),加水10 mL,渦旋30 s,超聲5 min。加入20 mL乙腈(含4%(v/v)氨水)、6 g無水硫酸鈉、2 g氯化鈉、渦旋混勻后振蕩20 min,于4 000 r/min下離心10 min,取2 mL上層清液于凈化管中(已加入25 mg C18和50 mg PSA),渦旋2 min,于10 000 r/min下離心10 min,取1 mL凈化液于45℃氮?dú)獯蹈桑? mL流動(dòng)相(甲醇-0.1%甲酸水溶液(1∶9,v/v))溶解,LCMS/MS測(cè)定。
1.4.1 HPLC 條件
色譜柱:ZORBAX Eclipse XDB-C18柱(50 mm×4.6 mm,1.8 μm)。流動(dòng)相:A 為甲醇,B 為0.1%甲酸水溶液。梯度程序:0~1 min,10%A;1~3 min,10%A~40%A;3~5 min,40%A~70%A;5~7 min,70%A~90%A;7~10 min,90%A;10~11 min,90%A~10%A;11~15 min,10%A。流速:0.4 mL/min;柱溫:40 ℃;進(jìn)樣量:10 μL。
1.4.2 質(zhì)譜條件
離子源:ESI;掃描方式:正離子掃描;檢測(cè)方式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM);毛細(xì)管電壓:4 000 V;霧化氣溫度:350℃;霧化氣流速:12 L/min;霧化氣壓力:310.05 kPa(45 psi)。MRM監(jiān)測(cè)模式下的參數(shù)見表1。
應(yīng)用QuEChERS方法進(jìn)行獸藥殘留測(cè)定時(shí),乙腈或酸化乙腈是常用的提取溶劑。文獻(xiàn)[13]顯示,添加4%氨水的乙腈能提高β-興奮劑的提取率,因此,本實(shí)驗(yàn)比較了乙腈、2%(v/v)氨水乙腈、4%(v/v)氨水乙腈、2%(v/v)乙酸乙腈、5%(v/v)乙酸乙腈的提取效果。結(jié)果顯示,用4%(v/v)氨水乙腈提取,90%的目標(biāo)化合物回收率在85%~115%范圍內(nèi),結(jié)果優(yōu)于其他的提取試劑。部分待測(cè)物,如克侖特羅、馬布特羅、溴代克侖特羅等,用以上幾種試劑提取,回收率無明顯差異;而西馬特羅、西布特羅、利托君等,在堿性條件下提取,回收率明顯高于中性及酸性條件。尤其是齊帕特羅,用4%氨水乙腈提取的回收率高于95%,而在中性和酸性條件下提取的回收率不足50%。原因可能是堿性條件能有效抑制這些化合物的離子化,從而增加其在有機(jī)相中的分配比例。因此本實(shí)驗(yàn)選擇4%氨水乙腈為提取溶劑。
表1 18種分析物的MRM參數(shù)Table 1 MRM parameters of the 18 analytes
在QuEChERS凈化方法中,PSA、C18及石墨化炭黑(GCB)是常用的吸附劑。PSA可去除提取液中的脂類和糖類物質(zhì),C18具有良好的除脂能力,GCB通常用于除去植物提取液中的色素成分,但對(duì)含苯環(huán)官能團(tuán)的化合物有較強(qiáng)的吸附作用[16]。飼料中含有脂類、蛋白(在乙腈提取時(shí)已被沉淀)、糖類等干擾組分,而β-興奮劑類一般具有苯乙醇胺的母體結(jié)構(gòu),故本研究只選取PSA和C18作為凈化吸附劑進(jìn)行優(yōu)化。在同一加標(biāo)濃度的樣品提取液中,分別加入6個(gè)不同組合的PSA和C18(1:25 mg C18;2:50 mg C18;3:75 mg C18;4:25 mg C18+50 mg PSA;5:25 mg C18+100 mg PSA;6:50 mg C18+50 mg PSA)吸附劑凈化,結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出,各待測(cè)物在采用組合4(C1825 mg+PSA 50 mg)凈化時(shí)有較好的回收率,90%的目標(biāo)化合物回收率在90%~111%范圍內(nèi)。且實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),僅使用C18(組合1、2、3)凈化時(shí),樣品溶液顏色仍較深,吹干后剩余殘?jiān)^多,進(jìn)樣檢測(cè)后,離子源污染較嚴(yán)重。而組合4、5、6的凈化效果均較好。其中采用組合4、6凈化時(shí),絕大部分待測(cè)物的回收率相當(dāng),但其中待測(cè)物噴布特羅在組合4的回收率明顯高于組合6。比較6個(gè)組合的回收率可以看出,PSA和C18使用量的增加都會(huì)引起噴布特羅的回收率下降,因此,選擇組合4(即25 mg C18+50 mg PSA)作為凈化劑。
圖1 不同凈化劑組合對(duì)18種待測(cè)物回收率的影響Fig.1 Effects of the usage amount of C18and PSA on recoveries of the 18 compounds
凈化時(shí)采用的方式有兩種,渦旋或振蕩。實(shí)驗(yàn)比較了渦旋1、2 min和振蕩5、10、20 min的凈化效果。結(jié)果顯示,不同振蕩時(shí)間對(duì)回收率和凈化效果無明顯影響,且與渦旋2 min的結(jié)果相當(dāng)。而渦旋1 min的樣品,其響應(yīng)均有不同程度的降低,50%的待測(cè)物響應(yīng)降低20%以上。原因在于吸附時(shí)間過短,雜質(zhì)吸附不完全??紤]到建立本實(shí)驗(yàn)方法是為了快速前處理,且在實(shí)驗(yàn)室也可實(shí)現(xiàn)批量樣品同時(shí)渦旋,因此選擇渦旋2 min為凈化條件。
基質(zhì)效應(yīng)是指由于基質(zhì)成分和目標(biāo)化合物在電噴霧離子源進(jìn)行離子化時(shí)相互競(jìng)爭(zhēng)而導(dǎo)致目標(biāo)化合物的信號(hào)強(qiáng)度有不同程度的增強(qiáng)或減弱?;|(zhì)效應(yīng)包括基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)和基質(zhì)抑制效應(yīng)。盡管樣品經(jīng)過乙腈沉淀蛋白、分散固相萃取后取得了良好的凈化效果,但仍無法完全消除基質(zhì)效應(yīng),而基質(zhì)效應(yīng)的存在會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。因此,在建立LC-MS/MS檢測(cè)方法時(shí)應(yīng)對(duì)基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià),并采取措施進(jìn)行消除,以保證結(jié)果的準(zhǔn)確可靠?;|(zhì)效應(yīng)可采用(基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液所做曲線的斜率/無基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液所做曲線的斜率-1)×100%進(jìn)行評(píng)價(jià)[24],負(fù)值表示存在基質(zhì)抑制效應(yīng),正值表示存在基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng),絕對(duì)值越大則基質(zhì)效應(yīng)越強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)18種待測(cè)物的基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)(見表2),可以看出,萊克多巴胺的測(cè)定基本不受基質(zhì)影響,基質(zhì)對(duì)班布特羅的測(cè)定有增強(qiáng)效應(yīng),其余化合物均存在一定的抑制效應(yīng)。其中,除氯丙那林和妥布特羅的抑制效應(yīng)大于25%外,其余化合物的抑制效應(yīng)均小于15%。這也可在一定程度上說明本實(shí)驗(yàn)所建立的凈化方法具有較好的凈化效果。
可使用同位素內(nèi)標(biāo)[25,26](理化性質(zhì)與目標(biāo)物幾乎一致)或配制基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液(為標(biāo)準(zhǔn)溶液提供與樣品溶液相似的離子化環(huán)境)的方法消除基質(zhì)效應(yīng)的影響。同位素內(nèi)標(biāo)一般都很昂貴,且已經(jīng)商品化的同位素內(nèi)標(biāo)種類也非常有限,在已報(bào)道的使用 LC-MS/MS 的多組分殘留測(cè)定方法[14,15]中,大多采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行定量。本方法采用配制基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法很好地消除了基質(zhì)影響,完全能滿足測(cè)定的要求。
表2 18種化合物的基質(zhì)效應(yīng)評(píng)價(jià)Table 2 Evaluation of matrix effects of the 18 compounds
根據(jù)待測(cè)物的性質(zhì),分別配制1 mg/L的各種標(biāo)準(zhǔn)溶液,在ESI正離子模式下分別進(jìn)行質(zhì)譜條件優(yōu)化。第一步進(jìn)行母離子掃描,確定母離子,并優(yōu)化得到源內(nèi)碎裂電壓,然后在選定的源內(nèi)碎裂電壓條件下,對(duì)選定的母離子進(jìn)行子離子掃描,選取豐度相對(duì)最強(qiáng)的子離子為定量離子,其次為定性離子,并分別對(duì)子離子的碰撞能進(jìn)行優(yōu)化。最后,在MRM模式下優(yōu)化了霧化氣溫度、霧化氣流速及壓力。優(yōu)化的質(zhì)譜參數(shù)見表1及1.4.2節(jié)。
用空白樣品基質(zhì)提取液配制 5、10、20、50、100、200 μg/L的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下分離檢測(cè),以質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo),以峰面積(y)為縱坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線,得各目標(biāo)化合物的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)(r2)(見表3)。結(jié)果顯示,18種待測(cè)物的r2為0.991 2~0.999 5,表明各目標(biāo)化合物在5~200 μg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。
在陰性飼料樣品中添加不同濃度的待測(cè)物,按本研究建立的方法進(jìn)行檢測(cè),以信噪比≥10確定各化合物的定量限均為0.05 mg/kg,以信噪比≥3確定各化合物的檢出限均為0.015 mg/kg。陰性飼料樣品添加0.05 mg/kg待測(cè)物的譜圖略。
取陰性飼料樣品,分別添加3個(gè)濃度水平的18種待測(cè)化合物,每個(gè)水平測(cè)定6份平行樣品,考察方法的回收率和精密度。結(jié)果見表4??梢钥闯?,各化合物在3個(gè)加標(biāo)水平的平均回收率為78.4%~107.1%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為3.5% ~12.3%。將該方法用于豬配合飼料、雞預(yù)混料、雞濃縮料等不同飼料樣品的檢測(cè),加標(biāo)回收率結(jié)果均一致。
表3 各化合物的線性方程和相關(guān)系數(shù)Table 3 Regression equations and correlation coefficients(r2)of the 18 compounds
表4 陰性飼料樣品中18種β-興奮劑的加標(biāo)回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)Table 4 Recoveries and relative standard deviations(RSDs)of the 18 β-agonists spiked in a blank sample(n=6)
應(yīng)用本研究建立的方法對(duì)30個(gè)不同廠家的雞、豬飼料樣品進(jìn)行了18種β-興奮劑的檢測(cè),結(jié)果表明,所有飼料樣品中均未發(fā)現(xiàn)這18種β-興奮劑。
本文將QuEChERS前處理方法應(yīng)用于飼料中18種β-興奮劑的檢測(cè),通過對(duì)QuEChERS前處理方法及儀器條件進(jìn)行優(yōu)化,建立了定性、定量測(cè)定飼料中18種β-興奮劑的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)方法。該方法操作簡(jiǎn)便,靈敏度高,對(duì)飼料基質(zhì)凈化效果好,可用于飼料中多種β-興奮劑類藥物的快速篩查和確證。
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