譚美齡 張 欽 付 鵬
(重慶市萬州食品藥品檢驗所 重慶 404000)
鮮蛋因營養(yǎng)價值豐富,成為人們?nèi)粘o嬍持兄匾膭游镌葱允称分唬瑢ζ湎嚓P(guān)藥物殘留量的檢測是食品安全監(jiān)測的剛性需求。氯霉素類和喹諾酮類均為抗生素類藥物,主要有氯霉素(Chloramphenicol,CAP)、氟苯尼考(Florfenicol,F(xiàn)F)、甲砜霉素(Thiamphnicol,TAP)、恩諾沙星(Enrofloxacin,ENR)、環(huán)丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)等。五氯苯酚(Pentachlorophenol,PCP)及其鈉鹽為有機氯農(nóng)藥,常用作殺菌劑、除草劑和殺蟲劑。氯霉素類藥物可影響造血功能并導(dǎo)致貧血。喹諾酮類藥物會影響胃腸道和心血管系統(tǒng)的健康。五氯苯酚通過水載體廣泛擴散,影響生態(tài)安全并產(chǎn)生生物蓄積,可能對人類造成致畸、致癌、致突變和其他危害[1]。
目前,國內(nèi)外相關(guān)檢測方法中,大部分方法需要衍生化[2-4],采用傳統(tǒng)的固相萃取柱進行凈化,基質(zhì)效應(yīng)較難控制,使得靈敏度低,檢測限高,存在假陽性風險,在復(fù)雜樣品基質(zhì)中的應(yīng)用能力有限。本文在樣品凈化步驟中選用了對鮮蛋中的磷脂和色素類物質(zhì)具有較好去除能力的Waters Oasis PRiME HLB柱[5,6],該新型小柱無須活化平衡、淋洗、洗脫,基質(zhì)干擾物直接吸附于填料內(nèi),直接收集濾液待測,簡化了操作步驟,節(jié)省了時間,降低了基質(zhì)效應(yīng);同時,結(jié)合高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)法建立了高靈敏度、快速準確、安全經(jīng)濟的藥物痕量分析法。
標準物質(zhì):氯霉素(D015026)、五氯酚酸鈉(170710,100 μg/mL)、氯霉素-D5(161228,100 μg/mL)、環(huán)丙沙星-D8(160414)(北京曼哈格);氟苯尼考(DRE-C 13665000)、甲砜霉素(DRE-C17457000)、五氯酚-13C6(C15970100)(Dr.Ehrenstorfer);恩諾沙星(TC180203-07)、環(huán)丙沙星(AL181105-06)(Stanford Chemicals);恩諾沙星-D5(272238)(WITEGA Laboratorien Berlin-Adlershof)。
主要試劑:甲醇、乙腈(德國Merck 公司)。
AB Sciex QTRAP 4500 高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國 AB SCIEX 公司);TG20WS 離心機(長沙湘智離心機儀器有限公司);KQ-800DE 超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);DN-12W 氮吹儀(上海楚定分析儀器有限公司);IKA MS 3 digital 渦旋振蕩器(德國 IKA 集團)。
2.3.1 標準溶液的配制
取氯霉素、氟苯尼考、甲砜霉素、恩諾沙星、環(huán)丙沙星,用甲醇配制成混合標準工作溶液(100 ng/mL);取恩諾沙星-D5、環(huán)丙沙星-D8、五氯酚-13C6,用甲醇配制成混合內(nèi)標工作溶液(1 μg/mL);按照最終定容濃度為 0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 ng/mL,采用空白樣品基質(zhì)溶液進行稀釋配制。
2.3.2 樣品制備
取樣:取鮮蛋,去掉外殼,使用勻漿機攪勻,放入干凈的容器中,密封并標記。
提?。悍Q取2 g 樣品至50 mL 離心管內(nèi),加入混合內(nèi)標工作溶液(1 μg/mL)50 μL,加入 80%乙腈水溶液(含0.2%甲酸)10 mL,渦旋混合1 min,超聲10 min,8 000 r/min 離心 10 min(溫度小于 5℃)。
凈化:取2mL 上清液,加入到Water Oasis PRiME HLB(6 cc,200 mg)小柱上,使其自然下滴通過,取1 mL 收集到的濾液置于氮吹管中,于40℃下用氮氣吹至近干。將殘余物用初始流動相復(fù)溶并定容至1mL,過0.22 μm 微孔濾膜后用于UPLC-MS/MS 測定。
2.3.3 儀器分析
(1)色譜條件
色譜柱:InfinityLab Poroshell 120 EC-C18 2.1×100 mm 1.9-Micron;柱溫:35℃;進樣量:5 μL;流動相:A 乙腈、B 水(含 5 mmol/L 乙酸銨);流速:0.20 mL/min;梯度洗脫:0~2 min。流動相A 含量為10%并保持2~6 min;流動相A 從10%線性增加至90%,并保持至8 min;8~9 min,流動相 A 從 90%線性回至 10%,并保持至11 min。
(2)質(zhì)譜條件
離子源:電噴霧型(ESI);電噴霧電壓:5 500 V/-4 500 V;檢測方式:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM);輔助加熱氣:50 units;霧化氣:50 units;反吹氣:30 units;霧化器蒸發(fā)溫度:550℃;掃描方式:正負離子同時切換,相關(guān)質(zhì)譜參數(shù)詳見表1。
表1 質(zhì)譜參數(shù)
續(xù)表1
提取過程關(guān)系到整個檢驗工作的成敗,6 種化合物中,除了五氯苯酚及其鈉鹽(PCP-Na)為農(nóng)藥外,其余5 種為獸藥抗生素,均可溶于有機溶劑。根據(jù)這6 種化合物和鮮蛋基質(zhì)的特性,本文分別選用甲醇、乙腈、乙酸乙酯作為提取溶劑。實驗發(fā)現(xiàn),3 種提取劑沉淀蛋白能力乙腈最好,其次為甲醇,產(chǎn)生的絮狀沉淀易于冷凍離心分離。甲醇和乙酸乙酯能萃取出鮮蛋中的脂肪,而乙腈能減少脂肪和其他雜質(zhì)的溶出,同時破除乳化現(xiàn)象。由于鮮蛋中含有大量水分,部分待測物如PCP-Na 易溶于水中,而乙酸乙酯只能溶解部分水分,不利于將目標物完全提取出來。所以本文選擇與水混溶的乙腈作為提取溶劑,并加入部分極性溶劑水以形成混合提取體系,比較了提取液中乙腈體積分數(shù)分別為 100%、90%、80%、70%和60%時通過固相萃取柱時的提取效率(圖1)。其中,80%的乙腈水提取的回收率最高且提取液更清亮易于后續(xù)的過柱凈化。ENR 和CIP 含有羧基、哌嗪基,兼具弱酸弱堿的性質(zhì),在烯酸或稀堿中具有較好的溶解度。在酸性條件下PCP-Na 會酸化成脂溶性的PCP 而被提取出來,PCP 的 pKa=4.93,在酸性條件下形成分子態(tài),對于增加其在有機溶劑中的分配比更有利?;谝陨咸匦裕緦嶒炘?0%乙腈水中添加0.2%的甲酸溶液,作為最終的提取溶劑。
圖1 不同比例提取液對凈化效果的影響
鮮蛋的基質(zhì)較為復(fù)雜,可能會干擾UPLC-MS/MS分析,影響定性定量。同時,還會污染色譜系統(tǒng)和質(zhì)譜系統(tǒng)。所以,不僅要考慮目標化合物的提取效率,還要考慮在復(fù)雜的鮮蛋基質(zhì)中的干擾物如脂肪、蛋白質(zhì)、磷脂等的去除率。鮮蛋中的蛋白質(zhì)通過乙腈沉淀和冷凍離心被去除。傳統(tǒng)的溶劑脫脂步驟可以除去脂肪,但是有機溶劑消耗大,污染環(huán)境,不利于操作人員的健康。本實驗采用固相萃取方法對樣品進行凈化,分別考察了 C18、HLB、PRiME HLB 3 種不同的固相萃取小柱的凈化效果。其中,C18 的平均回收率只有70%~80%,HLB 和 PRiME HLB 均能達到80%~110%。通過質(zhì)譜掃描不同小柱凈化下的樣品基質(zhì)溶液,PRiME HLB 的基質(zhì)干擾峰最少。C18 小柱是一種硅膠反相吸附劑,主要吸附疏水性目標物質(zhì),對脂溶性雜質(zhì)如磷脂和色素,容易形成死體積使作用位點減少,并且小柱易干使目標物保留減少,凈化能力有限。HLB 填料是親水親脂性單體的共聚物,具有高比表面積及強吸附性,也屬于反相吸附機理,能夠克服傳統(tǒng)C18 填料的缺點,除雜能力與C18相比較好,但不能有效去除鮮蛋中的磷脂等干擾物。PRiME HLB 小柱是基于HLB 小柱的升級,同屬反相保留機理,能有效去除鮮蛋中95%以上的基質(zhì)干擾物,特別是對于脂肪、磷脂和色素的去除效果極好。同時,PRiME HLB 與 C18 和 HLB 小柱相比,無需任何活化、洗脫和淋洗,直接上樣,使得樣品凈化過程更加簡單、快速、有效。
本實驗選用具有較小填料內(nèi)徑(1.9 μm)的色譜柱對目標物進行分離,6 種藥物均有較強的保留,分離較好。使用乙腈作為洗脫流動相,較甲醇的基線平穩(wěn),峰形更尖銳,響應(yīng)更高。在ESI 電離模式中,揮發(fā)性的鹽會堵塞取樣孔,沾污透鏡影響聚焦的電位分布,故本實驗使用相對更易揮發(fā)的緩沖鹽乙酸銨來提高目標化合物的電離效率。同時,采用梯度洗脫的方式,適當延長目標物的保留時間,將基質(zhì)的干擾降到最低。由于ESI 質(zhì)譜儀是濃度檢測器,流速越小,在一定注射體積下流出峰的濃度越大,同時,低流速下產(chǎn)生的霧滴更利于霧化并增加信號強度。因此,使用0.2 mL/min 的流速并結(jié)合液相超高壓技術(shù)的應(yīng)用可以獲得更好的峰形和靈敏度。
據(jù)歐盟2002/657/EC 法案的要求[7],在農(nóng)藥和獸藥殘留分析中,對于禁用藥物,以質(zhì)譜法需要達到4 個點的要求。多級質(zhì)譜的要求是檢測1 個母離子和2 個產(chǎn)物離子,并分別用于定量定性。從質(zhì)譜調(diào)諧可以看出,五氯酚結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,其分子離子在碰撞室中不易被打碎,很難獲得特征子離子。因此,選擇五氯酚中氯元素的4 個同位素母離子作為質(zhì)譜確認的識別點:262.6、264.3、266.9、268.7。其余 5 種獸藥在碰撞室中均能被不同程度的打碎。通過全掃描方式觀測離子情況,ENR 和CIP 易獲得H+形成穩(wěn)定的(M+H)+分子離子。CAP、FF、TAP 和 PCP 均為酸性化合物,容易丟失H+以形成穩(wěn)定的(M-H)-分子離子,因此,本實驗采用正負離子同時切換掃描對樣品進行分析。在MS 定量分析時,采用了同位素內(nèi)標物質(zhì),其中,CAP、FF、TAP 以 CAP-D5作為內(nèi)標物,ENR 以 ENRD5作為內(nèi)標物,CIP 以 CIP-D8作為內(nèi)標物,PCP 以PCP-13C6作為內(nèi)標物,以內(nèi)標峰面積與目標物峰面積的比率進行定量分析,用于控制樣品提取凈化、LC進樣、流動相和電離等過程的誤差,提高定量的準確性。
在UPLC-MS/MS 中,由共流物引起的基質(zhì)效應(yīng)會影響分析方法的靈敏度、精密度和準確度。選取具有代表性的幾種鮮蛋品種,通過對比溶劑標準曲線和空白基質(zhì)工作曲線的差異,來考察不同鮮蛋基質(zhì)對試驗結(jié)果的影響。通過基質(zhì)效應(yīng)(Matrix Effect,ME)計算公式ME=[(基質(zhì)匹配標準曲線斜率/純?nèi)軇藴是€斜率)-1]×100%進行計算。當 ME<0 時,表現(xiàn)為基質(zhì)抑制;當ME>0 時,表現(xiàn)為基質(zhì)增強。不同鮮蛋樣品的基質(zhì)效應(yīng)詳見表2。由表2 可知,鵪鶉蛋為弱基質(zhì)增強效應(yīng),雞蛋、鴨蛋為中等強度基質(zhì)增強效應(yīng),幾種鮮蛋基質(zhì)均有增強離子化的效果,所以需要配制基質(zhì)匹配標準工作曲線來補償基質(zhì)效應(yīng)。同時,本實驗還通過稀釋樣品溶液、優(yōu)化凈化步驟、優(yōu)化色譜分離條件共同作用來減少基質(zhì)對實驗結(jié)果的影響。
表2 不同鮮蛋樣品的基質(zhì)效應(yīng)(單位:%)
3.6.1 線性范圍及檢出限
配制系列基質(zhì)標準工作溶液,以峰面積對應(yīng)的質(zhì)量濃度做工作曲線,每個校準點以隨機順序重復(fù)測量2 次,結(jié)果詳見表3。6 種化合物在質(zhì)量濃度在0.2~20 ng/mL 時均具有良好的線性關(guān)系。符合GB/T 27417—2017《合格評定 化學分析方法確認和驗證指南》[8]所規(guī)定的對于準確定量的方法,即線性回歸方程的相關(guān)系數(shù)不小于0.99 的要求。
表3 工作曲線及檢出限
續(xù)表3
3.6.2 回收率及精密度
選用鮮蛋陰性基質(zhì)樣品,在曲線線性范圍中做標準加入法,分別加入 2.5 μg/kg、5.0 μg/kg、25.0 μg/kg 3 個不同濃度梯度量的標準溶液,按照樣品制備過程同法處理,進行回收率實驗,每次測試重復(fù)6 次,CAP 的平均回收率為 98.7%~103.4%,RSD 為 1.6%~3.5%;FF 的平均回收率為 91.5%~95.8%,RSD 為 5.9%~7.8%;TAP 的平均回收率為87.4%~92.2%,RSD 為5.9%~7.3%;ENR 的平均回收率為90.2%~98.2%,RSD 為1.7%~3.5%;CIP 的平均回收率為 94.2%~96.2%,RSD 為1.9%~3.2%;PCP-Na 的平均回收率為 73.2%~75.4%,RSD 為3.1%~8.9%。以上數(shù)據(jù)表明,不同梯度的回收率均符合GB/T 27417—2017 附錄A 規(guī)定的技術(shù)要求(濃度水平范圍<0.1 mg/kg 時,回收率范圍為60%~120%;精密度小于15%)。
本文建立了PRiME HLB-UPLC-MS/MS 同時測定鮮蛋中6 種藥物殘留量的方法。結(jié)果表明,在本法條件下,優(yōu)化了前處理,提高了準確度和精密度,6種藥物在濃度為0.2~20 ng/mL 時線性良好,適合大批量的日常分析檢測,可為建立同時快速測定獸藥和農(nóng)藥殘留的研究提供技術(shù)支持。