簡介抗生素曾被廣泛用于獸藥生產(chǎn)中,用于預(yù)防和治 療 疾 病 及 促 生 長 劑等??股氐臑E用最終導(dǎo)致牛奶、肉類等動物源性食品中抗生素殘留量嚴(yán)重超標(biāo),對人們健康帶來風(fēng)險??股氐臍埩魰?dǎo)致毒副反應(yīng),例如過敏反應(yīng)、皮疹。另外,長期攝入抗生素殘留的食品,會導(dǎo)致抗藥性細(xì)菌的傳播。因此,各國都實施了動物抗生素使用法規(guī)。例如,歐盟和加拿大制定了食品中藥物最高殘留量(MRL),美國將其稱為耐受水平。法規(guī)規(guī)定牛奶中抗生素殘留種類包括磺胺類、β內(nèi)酰胺類、氟喹諾酮類、大環(huán)內(nèi)酯和四環(huán)素。本文中牛奶里各類抗生素的*如表 1 所示
本文建立了牛奶中抗生素多殘留的LC/MS/MS測定方法。抗生素種類包括環(huán)丙沙星、環(huán)丙沙星、氧氟沙星、青霉素 G、氯唑西林、替米考星、泰樂菌素、紅霉素、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲惡唑、磺胺二甲氧嘧啶、四環(huán)素和金霉素。以及兩種同位素內(nèi)標(biāo)為環(huán)丙沙星 -d8 和氟尼辛-d3。采用改良的 QuEChERS 方法對牛奶中抗生素進(jìn)行提取。本方法具有良好的線性,高靈敏度、回收率穩(wěn)定、重現(xiàn)性高和特異性強的特點,滿足各國監(jiān)管機(jī)構(gòu)規(guī)定的牛奶中抗生素類殘留*的要求
實驗方法儀器設(shè)備Perkinelmer Altus ™ UPLC® 液 相 系 統(tǒng), 含 Altus A-30溶 劑 管 理 模 塊、 樣 品 管 理 器 和 柱 溫 箱。 質(zhì) 譜 儀:Perkinelmer QSight ™ 210 三重四極桿質(zhì)譜儀。Simplicity3Q ™軟件平臺控制所有儀器、采集和處理數(shù)據(jù)。
方法參數(shù)液相色譜方法以及質(zhì)譜離子源參數(shù)見表 2。溶劑、標(biāo)準(zhǔn)物及樣品前處理所用的溶劑、試劑和稀釋液純度均為 LC/MS 級。抗生素標(biāo)準(zhǔn)物購自 Sigma-Aldrich® 公司,并于 4℃冰箱中保存。除了 β- 內(nèi)酰胺類使用水作為溶劑外,其余抗生素均使用甲醇配制溶液。β- 內(nèi)酰胺類標(biāo)準(zhǔn)溶液需保存于塑料瓶中,其余抗生素類標(biāo)準(zhǔn)溶液可保存在塑料或玻璃瓶中從 C18 凈化劑購于 Supelco 公司。所有母液和工作標(biāo)準(zhǔn)溶液均冷藏保存,并使用 2mL 的棕色進(jìn)樣小瓶,以防止化合物降解。同位素內(nèi)標(biāo)的使用:環(huán)丙沙星-d8用于氟喹諾酮,磺胺類和四環(huán)素類,氟尼辛-d3用于大環(huán)內(nèi)酯和β-內(nèi)酰胺類。
采用當(dāng)?shù)厥袌鲑彽糜袡C(jī)牛奶作為空白樣品,并對不同脂肪含量的 5 種牛奶樣品進(jìn)行抗生素殘留檢測。采用簡單改良過 QuEChERS 前處理方法 2,3。具體步驟如下:(1)往 5mL 空白有機(jī)牛奶(已添加標(biāo)準(zhǔn),濃度為 15ng/mL)中加入 20mL 有機(jī)溶劑(甲醇或乙腈);(2)渦旋混勻 1min,置于 7800rpm 下離心 10min;(3)移取上清液,加入 1.2mg 的 C18 凈化劑 ,用于除去脂肪;(4)渦旋 5min,7800rpm 下離心 5 分鐘;(5)提取 12.5mL 上清液,于 40℃用氮氣吹至 1.5- 2mL;(6)用 15% 甲醇水溶液定容至 2.5mL,渦旋混勻;(7)過 0.22µm PVDF 微孔濾膜。本實驗采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析,待上述步驟 7 完成后在進(jìn)行基質(zhì)配標(biāo)及添加內(nèi)標(biāo),基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍在 0.1ng/mL-1000ng/mL,每個濃度點重復(fù)進(jìn)樣 5 次,進(jìn)行精密度實驗。
譜參數(shù)優(yōu)化本實驗研究的目標(biāo)化合物均采用正離子模式的電噴霧模式檢測。采用蠕動泵和液相色譜儀相結(jié)合,以三通連接的方式來優(yōu)化質(zhì)譜參數(shù):如氣體流量、離子源溫度以及離子源的位置。蠕動泵以10µL/min的流速將0.5μg/mL磺胺甲嘧啶注入質(zhì)譜,液相色譜儀以 0.5mL/min 的流速,溶液為乙腈水溶液(V/V,10/90,含 0.1% 甲酸,5mM 甲酸銨)注入質(zhì)譜中。每個化合物均采用濃度為 0.5μg/mL 來優(yōu)化碰撞能量。Q1 和 Q3 的分辨率為 0.7amu。各個化合的質(zhì)譜參數(shù)詳見表 3,每個化合物均采集 3 對 MRM 離子對,以降低假陽性或假陰性結(jié)果
結(jié)果與討論按照上述確定的實驗方法進(jìn)行測試,各各個抗生素的校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)及 LOQ 見表 4。各個抗生素的 LOQ 比法規(guī)中耐受水平還要低至 5-100 倍。實驗結(jié)果表明,本方法*牛奶中抗生素的檢測要求。圖 1 為牛奶基質(zhì)加標(biāo)樣品(濃度為5ng/mL)中磺胺甲嘧啶的提取離子色譜圖,從圖1可以看出,具有較高的信噪比。采用空白牛奶基質(zhì)作為稀釋液,配制一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液(9 個濃度點),基質(zhì)配標(biāo)曲線范圍為 0.1-1000ng/mL。圖 2 為磺胺二甲嘧啶校準(zhǔn)曲線示例,線性范圍大于 4 個數(shù)量級。所有抗生素化合物的校準(zhǔn)曲線線性相關(guān)系數(shù) R2 均大于 0.9958,具有良好的線性關(guān)系。表 5 為目標(biāo)化合物在不同濃度下連續(xù)進(jìn)樣的重現(xiàn)性數(shù)據(jù)
表 6 展示了牛奶樣品加標(biāo)回收的實驗結(jié)果。大環(huán)內(nèi)酯類、磺胺類和 β- 內(nèi)酰胺類抗生素回收率在 70-120% 之間,重現(xiàn)性 RSD 值小于 20%(n=5)。氟喹諾酮的絕對回收率為 60-70%,但四環(huán)素的絕對回收率相對比較低,回收率為 30%。同位素內(nèi)標(biāo)的回收率:環(huán)丙沙星 -d8 和氟尼辛 -d3 分別約 70% 和 90%。氟喹諾酮和氘代氟喹諾酮化合物在提取過程中會出現(xiàn)類似損失,故使用同位素內(nèi)標(biāo)來校正氟喹諾酮來化合物的回收率。采用環(huán)丙沙星 -d8 作為氟喹諾酮和四環(huán)素類的內(nèi)標(biāo)物,對提取過程的回收率進(jìn)行校正。使用內(nèi)標(biāo)校正后氟喹諾酮的回收率范圍為 80-110%,而四環(huán)素約為 30%。在今后的實驗中可采用氘代四環(huán)素作為四環(huán)素內(nèi)標(biāo)會得到更好的實驗結(jié)果。表 6 還展示了不同溶劑的沉淀蛋白效果對回收率和基質(zhì)效應(yīng)的影響。除了紅霉素外,其余目標(biāo)化合物在乙腈和甲醇中的回收率相近,而紅霉素采用乙腈和甲醇提取的回收率分別約為 27% 和 98%。本文采用溶劑配制標(biāo)準(zhǔn)溶液與牛奶基質(zhì)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的響應(yīng)值之間進(jìn)行比較,以獲得牛奶基質(zhì)效應(yīng)情況。結(jié)果表明:無論甲醇還是乙腈提取樣品,磺胺類、大環(huán)內(nèi)酯類和 β- 內(nèi)酰胺類化合物未見明顯的基質(zhì)效應(yīng)。氟喹諾酮和四環(huán)素均有基質(zhì)增益的效應(yīng),相對而言,兩者在甲醇提取的基質(zhì)增益更為顯著。利用上述確定的實驗條件,分析了5個不同脂肪含量(1%到 5%)的牛奶樣品。實驗結(jié)果表明,5 個牛奶樣品均未檢出抗生素。兩種內(nèi)標(biāo)化合物在不同脂肪含量的樣品中,其回收率 RSD 值均小于 15%,這表明:化合物回收率與牛奶中的脂肪含量關(guān)系不大。本實驗對每個化合物均監(jiān)測了 3 對 MRM 離子對,其中 2 對 MRM 離子對
用于化合物的定性確證。相對僅有一對離子豐度比,擁有兩對 MRM 的離子對豐度比的實驗,具有更高的選擇性和特異性。定性離子的峰面積與定量離子峰面積比值,作為離子豐度比。表 7 展示了目標(biāo)化合物在牛奶基質(zhì)中的平均離子豐度比。不同濃度水平下的相對離子比在平均離子豐度比 ±11% 之間,低于食品中化學(xué)殘留物分析SANCO 文件 5 規(guī)定 ±30% 的允許誤差范圍。往牛奶空白樣品提取液中添加標(biāo)準(zhǔn)品,磺胺類、氟喹諾酮類和 β- 內(nèi)酰胺類的加標(biāo)濃度為 10ng/mL,大環(huán)內(nèi)酯類和四環(huán)素類化合物的加標(biāo)濃度為 50ng/mL,對系統(tǒng)進(jìn)行長達(dá) 6 天的穩(wěn)定性實驗。圖 3 展示了牛奶基質(zhì)中10ng/mL 磺胺二甲嘧啶與內(nèi)標(biāo)物響應(yīng)值進(jìn)行歸一化的數(shù)據(jù)。在連續(xù) 6 天進(jìn)樣,磺胺二甲嘧啶響應(yīng)值未見明顯下降。實驗表明,該三重四極桿質(zhì)譜儀系統(tǒng)具有優(yōu)異穩(wěn)定性。在 6 天的長期穩(wěn)定性測試顯示 13 種抗生素中有 10 種抗生素的信號強度無減弱。另外 3 種抗生素隨著時間推移而降解,導(dǎo)致信號強度降低 30%。
結(jié)論 參考文獻(xiàn)本文采用改良型 QuEChERS 樣品前處理方法建立了牛奶中抗生素類多殘留分析方法,該方法具有快速、穩(wěn)定、可靠,高靈敏度和選擇性等特點。經(jīng)簡單的樣品前處理,大部分抗生素化合物獲得了良好的回收率。本方法滿足牛奶中痕量的抗生素殘留進(jìn)行定性定量分析要求,具有良好的精密度和穩(wěn)定的保留時間。長期穩(wěn)定性測試結(jié)果表明:該 LC/MS/MS 系統(tǒng)適用于長期復(fù)雜基質(zhì)的樣品分析,也無需停機(jī)維護(hù)保養(yǎng)
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