張?zhí)熨n,王春燕,鐘 慧,曾慶麗,李來(lái)生
(南昌大學(xué)化學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330031)
由于生命物質(zhì)如蛋白質(zhì)、生物酶和核酸等均為手性物質(zhì),與農(nóng)藥作用時(shí)存在高度的立體選擇性,這使得農(nóng)藥對(duì)映體不僅藥效不同,而且毒理和代謝途徑常存在明顯差異[1]。例如三唑類農(nóng)藥殺菌劑的R-構(gòu)型殺菌作用強(qiáng),而S-型殺菌作用弱,且生物降解較慢,殘留在土壤、水體和植物中的對(duì)映體最終會(huì)對(duì)人體健康和生殖帶來(lái)嚴(yán)重影響[2]。因此,應(yīng)該科學(xué)全面地評(píng)價(jià)手性農(nóng)藥殘留對(duì)食品安全的影響,并進(jìn)行對(duì)映體含量的監(jiān)測(cè)[3]。
目前,高效液相色譜結(jié)合高靈敏度的質(zhì)譜檢測(cè)在農(nóng)藥殘留監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用日益廣泛[4],手性分離的關(guān)鍵問(wèn)題是選擇合適的分離材料[5]。目前,纖維素類固定相在農(nóng)藥拆分中應(yīng)用較廣,大多在正相色譜條件下拆分[6-7]。環(huán)糊精類手性固定相是一類常用的多模式手性固定相,其中包結(jié)作用參與手性分離是這類固定相的重要特性[8]。然而由于環(huán)糊精空腔較小(~0.65 nm),所能包結(jié)的手性物質(zhì)有限[9]。近些年來(lái),新型的橋聯(lián)環(huán)糊精固定相得到了快速發(fā)展,它能夠通過(guò)多個(gè)環(huán)糊精腔體協(xié)同包結(jié)客體[10],突破了單個(gè)環(huán)糊精腔體有限的不足,能快速拆分體積較大,數(shù)量更多的手性化合物,這也包括手性農(nóng)藥[11]。
已唑醇屬一種常用高效三唑類手性殺菌劑,甾醇脫甲基化抑制劑,用于防治水稻的紋枯病,也用于各種作物和果樹的白粉病、銹病、黑星病、褐斑病、炭疽病等[12-13],其手性結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。為此,本文采用實(shí)驗(yàn)室制備的新型橋聯(lián)環(huán)糊精柱,建立了一種測(cè)定臍橙中已唑醇對(duì)映體殘留的LC-MS/MS新方法,以滿足食品中手性農(nóng)藥監(jiān)測(cè)的需要。
Triple TOF 5600+型液質(zhì)聯(lián)用儀(美國(guó)AB SCIEX公司),配有LC30液相色譜系統(tǒng)和Analyst TF 1.7.1數(shù)據(jù)處理軟件;TGL-16C 型高速離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠);KQ-100DE 型超聲波清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司);AR124CN型電子天平(精度0.000 1 g,奧豪斯儀器(常州)有限公司);MS 3型渦旋儀(德國(guó) IKA公司);HR1853型果汁機(jī)(中國(guó)飛利浦公司);Milli-Q超純水制備裝置(美國(guó)Millipore公司)。
己唑醇外消旋標(biāo)準(zhǔn)樣品(純度≥99.5%)購(gòu)于上海農(nóng)藥研究院;甲醇(MeOH)、乙腈(ACN) 和甲酸均為色譜級(jí)(美國(guó)Tedia公司);四氧化三鐵(Fe3O4),石墨化炭黑(GCB)、N-丙基乙二胺吸附劑(PSA)購(gòu)自博納艾杰爾科技公司(天津),其它分析純?cè)噭┤鐭o(wú)水硫酸鎂(MgSO4),氯化鈉(NaCl) 等均購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)上?;瘜W(xué)試劑公司,實(shí)驗(yàn)用水為超純水。臍橙樣品從南昌市超市中隨機(jī)購(gòu)買。
稱取一定量的己唑醇外消旋標(biāo)準(zhǔn)品,用甲醇溶解后配制成濃度為400 μg·L-1的儲(chǔ)備液,貯存在冰箱中備用(4 ℃)。使用前用甲醇稀釋成所需濃度:0.5,1,2,4,8,20 μg·L-1,由于外消旋標(biāo)準(zhǔn)品中含有等量的R-和S-對(duì)映體,所以每個(gè)對(duì)映體的濃度為:0.25,0.5,1,2,4,10 μg·L-1,用濾膜過(guò)濾后直接進(jìn)樣分析。
采用改進(jìn)的QuEChERS 法[14]進(jìn)行樣品前處理,盡可能除去臍橙中的色素、脂、果糖和果酸類等干擾物。將臍橙洗凈,切成小塊,然后制成果漿,取10 g果漿于小管中,加入10 mL乙腈,渦旋1 min。然后加入1 g NaCl和4 g無(wú)水MgSO4,渦旋1 min后離心5 min,靜置1 min。將上清液轉(zhuǎn)入含1 g MgSO4的離心管中振搖,靜置分層。移取上層清液1 mL于含40 mg 石墨化炭黑(GCB)、50 mg N-丙基乙二胺填料(PSA)、60 mg Fe3O4磁粒,渦旋1 min,靜置1 min。用外部磁鐵使提取液快速澄清,用濾膜過(guò)濾后進(jìn)樣分析。
色譜條件:橋聯(lián)β-環(huán)糊精柱(250 mm× 4.6 mm),流動(dòng)相為甲醇-0.1%甲酸混合溶液,流速為1 mL·min-1,進(jìn)樣量為2 μL,柱溫設(shè)為20 ℃。
質(zhì)譜參數(shù):正離子模式下(ESI+)掃描,毛細(xì)管電壓+5 500 V,脫溶劑溫度650 ℃,一級(jí)質(zhì)譜掃描范圍:100~400 m/z,二級(jí)質(zhì)譜掃描范圍:60~80 m/z,一級(jí)和二級(jí)碰撞能量(CE)分別為:10和30 V,定量離子分別為314和70 m/z。
3.1.1 流動(dòng)相組成及酸度的選擇
為了實(shí)現(xiàn)己唑醇對(duì)映體的快速分離,首先優(yōu)化流動(dòng)相的組成,用常見(jiàn)的甲醇-水、乙腈-水、甲醇-甲酸、乙腈-甲酸作為流動(dòng)相。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)4種流動(dòng)相都能實(shí)現(xiàn)己唑醇的完全拆分,但甲醇比乙腈分離度更好,且價(jià)格較便宜,本實(shí)驗(yàn)選用了甲醇作為有機(jī)改性劑。也考察了流動(dòng)相的酸度對(duì)拆分的影響,結(jié)果顯示pH值的變化對(duì)分離的影響不大,考慮到已唑醇屬堿性農(nóng)藥,三唑基上多個(gè)氮原子易被質(zhì)子化,有利于提高電噴霧正離子化的效率,從而提高檢測(cè)的靈敏度,故選用甲醇-0.1%甲酸作為流動(dòng)相。甲醇的含量對(duì)已唑醇的手性分離度有重要影響,隨著流動(dòng)相中甲醇含量的提高,分離度是先升后降,綜合考慮分析時(shí)間、分離度和檢測(cè)靈敏度,流動(dòng)相的最終組成為甲醇-0.1%甲酸(32:68V/V)。
3.1.2 柱溫的選擇
環(huán)糊精手性固定相的空腔結(jié)構(gòu)會(huì)受溫度的影響,加之溫度也會(huì)影響到已唑醇保留時(shí)間、分離度和柱效,最終影響手性農(nóng)藥的分離效果[14]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在室溫附近可實(shí)現(xiàn)完全分離,為便于溫度控制,確保己唑醇分離的重現(xiàn)性,本實(shí)驗(yàn)將柱溫設(shè)置為20 ℃。
3.1.3 流速和進(jìn)樣量的選擇
除了上述兩個(gè)主要影響因素外,流動(dòng)相流速和進(jìn)樣量對(duì)分離結(jié)果也有一定的影響,為此本文考察了不同流速(0.2~1.2 mL·min-1)的影響。發(fā)現(xiàn)流速越高,溶質(zhì)被洗脫越快,保留時(shí)間變短,固定相與溶質(zhì)間的作用時(shí)間縮短,分離度下降;當(dāng)流速較低時(shí),固定相與溶質(zhì)能充分作用,但色譜峰會(huì)展寬。綜合考慮分離度和分析時(shí)間,流速設(shè)置為1 mL·min-1。同時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)樣量太小,靈敏度低,受背景噪聲影響較大;而進(jìn)樣量太大,容易造成柱超載,色譜峰變形(前沿或拖尾),會(huì)影響分離度和峰面積定量的準(zhǔn)確性,所以選擇一個(gè)適中的進(jìn)樣量(2 μL)。
采用實(shí)驗(yàn)室自制的橋聯(lián)β-環(huán)糊精柱,以甲醇-0.1%甲酸(32:68V/V)為流動(dòng)相;柱溫為20 ℃;流速為1 mL.min-1;進(jìn)樣量為2 μL;采用一級(jí)質(zhì)譜和二級(jí)質(zhì)譜選擇正離子檢測(cè),具體的質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)第2.4節(jié)所示。在上述優(yōu)化的色譜條件下,對(duì)己唑醇對(duì)映體進(jìn)行手性拆分和定量分析,分析時(shí)間均在20 min以內(nèi),得到了較滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。已唑醇外消旋標(biāo)準(zhǔn)品溶液的色譜圖見(jiàn)圖2所示。
3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的制作
采用第2.3節(jié)中配制的己唑醇外消旋標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,其中單一對(duì)映體濃度分別為0.25,0.5,1.0,2.0,4.0,10 μg·L-1,按上述優(yōu)化的色譜質(zhì)譜條件進(jìn)行測(cè)定,對(duì)單個(gè)對(duì)映體的峰面積(y)與相應(yīng)濃度(x,μg·L-1)進(jìn)行線性回歸,結(jié)果如下:
己唑醇第一個(gè)對(duì)映體:y=7.068×105x-3.052×105r2=0.993 3
己唑醇第二個(gè)對(duì)映體:y=7.332×105x-3.876×105r2=0.993 0
兩個(gè)己唑醇對(duì)映體在測(cè)定的濃度范圍(0.25~10 μg·L-1)具有良好的線性關(guān)系,按三倍信噪比(S/N=3) 推算出己唑醇的最低檢出限為0.017 μg·L-1。
3.3.2 回收率和精密度試驗(yàn)
色譜方法開發(fā)出來(lái),最終目的是應(yīng)用到實(shí)際的農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)中,由于含有已唑醇的實(shí)際樣品很難獲得。因此本實(shí)驗(yàn)在臍橙空白基質(zhì)中分別添加了一定量的己唑醇外消旋標(biāo)準(zhǔn)品,即得模擬樣品。對(duì)其進(jìn)行回收率和重現(xiàn)性試驗(yàn),以便考察該方法的準(zhǔn)確度和精密度。添加了低中高3種濃度水平(1,2,4 μg·L-1) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn),每個(gè)濃度水平都進(jìn)行了5次平行測(cè)定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:己唑醇第一個(gè)對(duì)映體平均RSD為2.12%,平均回收率為94.57%;己唑醇第二個(gè)對(duì)映體平均RSD為2.28%,平均回收率為92.46%;結(jié)果表明該對(duì)映體的定量方法有較高的精密度和準(zhǔn)確性。添加外消旋已唑醇樣品的色譜圖見(jiàn)圖3所示。
采用一種自制的新型橋聯(lián)β-環(huán)糊精柱和簡(jiǎn)單的流動(dòng)相可完全拆分己唑醇對(duì)映體,并結(jié)合高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法,能在短時(shí)間內(nèi)(20 min) 快速測(cè)定臍橙中已唑醇對(duì)映體。該方法簡(jiǎn)便,重現(xiàn)性好,成本低,實(shí)用性較強(qiáng),可用于果蔬樣品中手性農(nóng)藥對(duì)映體殘留量的檢測(cè),為食品安全檢測(cè)提供了一種新分離材料和快速的LC-MS/MS分析方法。