王 波,赵 霞,谢恺舟*,王雅娟,郭亚文,卜晓娜,刘楚君,张跟喜,张 涛,刘学忠
(1.扬州大学兽医学院,江苏扬州225009;2.教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室,江苏扬州225009;3.扬州大学动物科学与技术学院,江苏扬州225009)
氯霉素(CAP)、甲砜霉素(TAP)、氟苯尼考(FF)同属于氯霉素类药物(CAPs),他们的抗菌机理相似,对革兰氏阳性菌和阴性菌都有作用,但对阴性菌的作用强于阳性菌,并广泛用于畜禽生产中。由于CAPs在动物源性食品中残留会造成人的再生障碍性贫血,因此我国、欧盟和美国等多个国家将其列为禁用药物[1-3]。同时规定了TAP、FF及其代谢产物氟苯尼考胺(FFA)在动物源性食品中最大残留量(MRL),TAP的MRL为50μg/kg,FF和FFA在家禽肌肉中的MRL为100μg/kg,而家禽产蛋期间禁止使用这些药物。由于家禽生产发展的需要,使用抗生素可以减少家禽疾病和死亡,但动物源性食品中抗生素残留成为人们必须关注的问题。
近年来,常有报道禽蛋中过度使用FF和FFA,导致FF和FFA残留在禽蛋中,影响人类健康。目前,CAPs药物的检测方 法主要包括:液相色谱法[4-7]、气相 色 谱 法[8-10]、液-质 联 用 法[11-15]和 气-质 联 用法[16-17]。相比现在报道的方法,本研究采用了加速溶剂萃取(ASE)对样品进行了前处理,以甲醇∶氨水∶水溶液(97∶2∶1,V/V)为萃取剂,正己烷去脂,通过液相色谱-串联质谱法同时检测鹌鹑蛋和鸽蛋中CAP、TAP、FF和FFA多药物残留。
Waters Alliance e2695高效液相色谱仪(美国,Waters公司);AB SCIEX Triple QuadTM5500四极杆串联质谱仪(美国,AB SCIEX公司);ScanSpeedVac40离心浓缩仪(丹麦,Telstar公司);ASE35加速溶剂萃取仪(美国,Thermofisher公司)。
CAP(纯度99.3%)、TAP(纯度99.0%)、FF(纯度99.0%)和内标CAP-D5(纯度99.0%)(德国Labor Dr.Ehrenstorfer Gmbh有限公司);氟苯尼考胺(FFA)标准品(纯度99.3%,德国 WITEGA Laboratorien Berlin-Adlershof Gmbh有限公司)。FFA先用1mL超纯水溶解,其它药物标准品直接用乙腈溶解,再用乙腈定容至10mL,充分摇匀,分别配制成200.00mg/L标准贮备液,分装,密封后,置于-70℃超低温冰箱中保存。取25μL同位素内标贮备液(100.0mg/L),用乙腈溶解并定容至10mL,充分摇匀,配制成250μg/L的同位素内标工作液,密封后,置于4℃冰箱中避光保存。每天用储备液制备不同浓度的工作液,现配现用。乙腈、甲醇(色谱纯,美国Tedia有限公司);其他试剂均购买于国药集团化学试剂有限公司;实验用水为超纯水。
准确称取5.0g匀浆后的样品放于研钵中,并加入4.0g硅藻土研磨,为了达到最佳的萃取效率,尽可能将样品研磨成小颗粒后,装入22mL的萃取池中,设置参数:温度为80℃,压力为1.034×104kPa,静态萃取时间5min,冲洗溶剂(甲醇∶氨水∶水溶液(97∶2∶1,V/V/V))的总量为40%(占萃取池体积的40%),每个样品之间自动冲洗1次,氮气吹扫60s,静态萃取1次,萃取液收集于60mL收集瓶中。收集的萃取液转移至50mL离心管中,置于50℃离心浓缩仪(2 000×g)上吹至1~2mL后,加入1mL乙腈,漩涡振荡混匀1min,加入10mL正己烷(用乙腈饱和)漩涡混匀,去脂,静置5min,弃去上层正己烷,下层提取液重复提取一次,然后置于50℃离心浓缩仪(2 000×g)上吹干,冷冻保存。上机前用5mL 40%乙腈分两次漩涡振荡溶解,12 100×g离心15min,过0.22μm有机相针式滤器,滤液待上机分析检测。
色谱柱:Waters XBridgeTMC18柱(250×4.6mm,5μm),流动相:A相为2mmol/L NH4Ac溶液,B相为2mmol/L NH4Ac-乙腈溶液;0~3min,60%~10%A;3~8min,10%A;8~10min,10%~60%A。流速:0.8mL/min;柱温25℃;进样体积:10μL。梯度洗脱程序:质谱采用电喷雾电离,正、负离子扫描(ESI+/ESI-);多反应监测(MRM)模式检测;电喷雾离子化电压(IS):5 500V(ESI+)、4 500V(ESI-);离子源温度:500℃;离子源喷雾气(Gas1):3.103×105Pa(ESI+)、3.447×105Pa(ESI-);辅助加热气(Gas2):3.447×105Pa(ESI+)、2.413×105Pa(ESI-);气帘气(CUR):1.034×105Pa(ESI+)、1.379×105Pa(ESI-)。CAP、TAP、FF、FFA和CAP-D5的保留时间和其它质谱参数见表1。
表1 CAP、TAP、FF和FFA的MS/MS条件和保留时间Table 1 MS/MS conditions and retention time of CAP,TAP,FF,FFA and CAP-D5
2.1.1 萃取压力和温度 ASE使用的压力远高于将溶剂保持在其液态所需的阈值,改变压力对分析物回收率的影响很小,因此不需要进行压力调节,压力一般在1.034×104kPa左右[18]。本实验在1.034×104kPa下,考察了不同萃取温度(40、60、80、100、120℃)对萃取效率的影响。当萃取温度为80℃时,样品的萃取回收率最高。因此选择80℃为最佳萃取温度。
2.1.2 萃取剂的选择 本实验在1.034×104kPa和80℃下,比较了不同的萃取剂乙酸乙酯∶乙腈∶氨水(49∶49∶2,V/V/V)[4,14]、甲醇∶水(97∶3,V/V)和甲醇∶氨水∶超纯水(97∶2∶1,V/V)对样品回收率的影响。结果表明,甲醇∶氨水∶超纯水(97∶2∶1,V/V/V)作为萃取剂时,目标化合物的回收率最高。因此,选择甲醇∶氨水∶超纯水(97∶2∶1,V/V/V)作为萃取剂。
2.2.1 LC条件优化 液相色谱检测动物源性食品中 CAPs药物残留多采用 C18柱[4,6,11-15],因此本实验采用Waters XBridgeTMC18柱(250×4.6mm,5μm)。考虑到FFA是弱碱性的药物,酸性流动相可以促进其电离,同时又能提高分析的灵敏度,因此以乙腈-0.1%甲酸作为流动相进行LC-MS/MS测定。结果表明甲酸的使用改善了FFA的响应和峰形,但是在负模式下监测的CAP、TAP和FF的离子产生了抑制。Barreto等报道的方法[12],在ESI-下,CAP、TAP、FF获得令人满意的保留时间,但FFA在C18柱上保留较差。本实验也发现FFA在C18柱上保留较差,解决这一问题的方法是通过在两种流动相组分中分别添加2mmol/L NH4Ac来实现的,改善FFA保留并减少由基质组分引起的干扰。
2.2.2 MS/MS条件优化 50ng/mL的CAP、TAP、FF及CAP-D5采用ESI-模式和50ng/mL的FFA采用ESI+模式对目标分析物进行全扫描(Q1Scan),确定其各自的母离子[M-H]-和[M+H]+,与文献报道一致[12-14]。然后进行二级质谱扫描,每种组分分别选取丰度最高且互不干扰的两个作为子离子,并将基峰作定量离子。优化质谱参数见表1。
2.2.3 色谱分离 在优化的LC-MS/MS条件下,测得鹌鹑蛋中CAP、TAP、FF、FFA的保留时间分别为4.92、3.93、4.93和3.49min;鸽蛋中的保留时间分别为4.94、3.93、4.94和3.48min。所得色谱峰峰形好。以鹌鹑蛋色谱图为例,图1为空白样品色谱图,图2为加标样品色谱图。
用空白基质溶液稀释混合标准工作溶液,配制相应的标准系列溶液(CAP:0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0μg/kg;TAP:1.0、5.0、10.0、25.0、50.0、75.0、100.0、150.0μg/kg;FF:0.3、1.0、10.0、50.0、100.0、150.0、200.0、250.0μg/kg;FFA:1.5、5.0、10.0、50.0、100.0、150.0、200.0、250.0μg/kg;CAP-D5:5.0μg/kg),将每个混合浓度点依次由低浓度到高浓度进行LC-MS/MS检测。以空白基质样品中的分析物浓度为横坐标(x),定量离子与同位素内标离子的峰面积比值为纵坐标(y),绘制标准曲线(表2)。以空白基质溶液逐级稀释每个药物的浓度,进行LC-MS/MS检测,以信噪比(S/N)为3和10时所对应的浓度分别作为药物的检测限(LOD)和定量限(LOQ),结果见表2。
表2 鹌鹑蛋和鸽蛋中CAP、TAP、FF、FFA回归方程、相关系数、线性范围、检测限和定量限Table 2 The regression equations,correlation coefficients,linear ranges,limits of detection(LODs)and limits of quantitation(LOQs)of CAP,TAP,FF and FFA in quail eggs and pigeon eggs
图1 空白鹌鹑蛋样品的总离子流(TIC)和提取离子(EIC)色谱图Fig.1 TIC and EIC chromatograms of CAP,TAP,FF,FFA and CAP-D5in a blank quail egg sample
图2 空白鹌鹑蛋样品中添加CAP、TAP、FF、FFA和CAP-D5 的总离子流(TIC)和提取离子(EIC)色谱图Fig.2 TIC and EIC chromatograms of spiked 0.3μg/kg for CAP,5.0μg/kg for TAP,10.0μg/kg for FF and FFA,and 5.0μg/kg for CAP-D5in a blank quail egg sample
测定每个药物的LOQ、0.5倍MRL、1倍MRL和2倍MRL浓度下的回收率,测定6次并求其平均值。将回收率检测剩余的样品混合成4个浓度点在1d内不同时间6次重复测定,求平均值,计算日内精密度。在一周内6次重复测定,求平均值,计算日间精密度。测定鹌鹑蛋和鸽蛋中氯霉素类药物添加回收率及精密度,结果见表3和表4。
表3 鹌鹑蛋中CAP、TAP、FF和FFA的添加回收率和精密度(n=6)Table 3 Recoveries and precision for CAP,TAP,FF and FFA analysis in to quail egg(n=6)
(续表3)
表4 鸽蛋中CAP、TAP、FF和FFA的添加回收率和精密度(n=6)Table 4 Recoveries and precision for CAP,TAP,FF and FFA analysis in pigeon egg(n=6)
将所建立的方法与相关文献方法[4,9,13-14]进行比较,本文建立的 ASE/LC-MS/MS法能节省前处理时间、灵敏度高、回收率高,具有简便、高效、快速等优势,因此可作为检测鹌鹑蛋和鸽蛋中氯霉素类药物残留的有效方法。
建立了ASE/LC-MS/MS方法检测鹌鹑蛋和鸽蛋中CAP、TAP、FF和FFA多药物残留,为动物源性食品中氯霉素类药物多残留检测提供了新的技术手段。该方法灵敏、快速,满足欧盟、美国和我国农业部对氯霉素类药物多残留检测的要求。