高效液相色譜／串聯質譜法研究溴氰菊酯在中華絨螯蟹體內的富集消除規律

楊宗英 房文紅 周俊芳 胡鯤 楊先樂

摘要：本研究建立了中華絨螯蟹（ErtocheLr stnensLs）體內溴氰菊酯殘留的液相色譜/串聯質譜檢測方法，并選擇溴氰菊酯對中華絨螯蟹的安全質量濃度0. 66 μg/L，在（20±1）℃下，對中華絨螯蟹進行浸浴，研究溴氰菊酯在中華絨螯蟹體內的富集消除規律。樣品經乙腈提取，采用電噴霧正離子源（ESI+）和多重反應監測（ MRM）模式測定，基質匹配標準曲線定量。結果表明，溴氰菊酯標準曲線在0. 1- 50.Oμg/L質量濃度線性關系良好，決定系數為0. 999 8，檢測限為0.035 μg/L。0.10μg/kg（μg/L）、10. 00μg/kg（μg/L）、20. 00μg/kg（μg/L）和50. 00 μg/kg（μg/L）添加水平下，溴氰菊酯回收率為82. 63% - 101.00%。各組織對溴氰菊酯的富集能力不同，其中血淋巴和鰓富集能力較強。血淋巴、肝胰腺和鰓等組織中藥物質量濃度同時達到峰值，達到峰值時間（ Tmax）為0.5 h，峰值質量濃度或質量分數（Cmax）分別為2. 780μ/L，0.567μg/kg和1.165 μg/kg。為了最大限度地避免溴氰菊酯殘留對人體造成的危害，除了選擇中華絨螯蟹重要的可食組織肝胰腺作為檢測對象外，還應選擇血淋巴等組織進行進一步的藥殘檢測。

關鍵詞： 中華絨螯蟹;溴氰菊酯;富集消除規律;液相色譜/串聯質譜法

中圖分類號： S966.16

文獻標識碼：A

文章編號： 1000-4440（ 2019） 03-0709-07

溴氰菊酯（ Deltamethrin，DM），商品名為敵殺死，它是一種含有α一氰基的Ⅱ型擬除蟲菊酯類殺蟲劑，因其具有廣譜，高效，對鳥類和哺乳類動物低毒，在環境中半衰期短等特點，被廣泛應用到農業生產中[1]。近年來，溴氰菊酯也被漁業生產上用來殺滅寄生蟲[2-3]，自Elliott[4]于1974年開發以來，在全世界應用廣泛，也成為近年來中國用量增長最快的農藥之一[5]。

雖然溴氰菊酯對鳥類和哺乳類動物低毒，但是對魚類卻是高毒，研究結果表明溴氰菊酯對鳥類和哺乳類動物的半致死濃度是魚類的10到1 000倍[6]。甲殼動物對菊酯類藥物比魚類更敏感[7-8]。中華絨螯蟹（Eriocheir sinensis）是中國重要的養殖經濟蟹類，隨著20世紀80年代初期中華絨螯蟹人工繁育技術取得成功以來，其繁育技術和養殖技術日趨成熟，中華絨螯蟹的人工養殖發展迅速[9]，已成為中國水產養殖的支柱產業。隨著溴氰菊酯在水產養殖中的廣泛應用，中華絨螯蟹養殖戶往往會選擇溴氰菊酯清塘IO]，這一舉措很容易造成中華絨螯蟹中毒和溴氰菊酯在中華絨螯蟹體內殘留，溴氰菊酯殘留很可能通過食物鏈威脅人類健康，研究結果表明擬除蟲菊酯類農藥對哺乳動物的心血管、生殖和免疫等方面具有明顯的毒副作用[11-12]，中華人民共和國農業行業標準（NY/T 841-2012綠色食品蟹）明確指出在中華絨螯蟹體內，溴氰菊酯檢出含量不得超過2.50μg/kg[13]。因此，研究并建立快速、準確、可靠的中華絨螯蟹體內溴氰菊酯殘留的檢測方法非常緊迫。

目前關于擬除蟲菊酯類藥物在水產動物體內代謝消除規律的研究主要集中于水產養殖魚類[14-15]，而關于溴氰菊酯在中華絨螯蟹等甲殼動物體內的富集消除規律還未見報道。本研究利用液相色譜/串聯質譜法開展了中華絨螯蟹體內溴氰菊酯殘留檢測的研究，優化選擇母離子及監測離子對，建立了溴氰菊酯快速準確的檢測方法，且在安全濃度下研究了溴氰菊酯在中華絨螯蟹不同組織中的富集消除規律，旨在為水產品的質量安全提供理論依據，并對其在中華絨螯蟹養殖中的殘留監控進行指導。

1 材料與方法

1.1 試驗用蟹

中華絨螯蟹取自江蘇省興化市安豐鎮某養殖場，個體體質量為（ 114.04+9. 14）g，在室內暫養7d，水溫為（20+1） ℃，全天不間斷充氧，養殖期間每天飼喂全價配合飼料，待中華絨螯蟹死亡率穩定且低于5%時，挑選健康、附肢健全、規格相對一致的中華絨螯蟹進行試驗。

1.2 試驗藥物和器材

溴氰菊酯標準品（>95%）購買于Sigma公司，乙腈（色譜純）、甲醇（色譜純）、甲酸（色譜純）均購于上海國藥集團。Shimadzu 20ADXR高效液相色譜儀（日本島津公司產品），AB Sciex QTRAP6500三重四級桿質譜儀（美國AB公司產品），PhenomenexKinetex C18色譜柱（安捷倫科技有限公司產品），AgllegraX-15R冷凍離心機（Beckman coulter公司產品），T18組織勻漿機（IKA公司產品），Hei-VAP旋轉蒸發儀（德國Heidolph公司產品），HQ-60震蕩混合器（北方同正產品）。

1.3 試驗設計

1.3.1 溴氰菊酯對中華絨螯蟹的急性毒性試驗在預試驗的基礎上，確定致蟹第24 h全部死亡的最低質量濃度和第96 h全部存活的最高質量濃度，在該質量濃度區間設置6個等比質量濃度組，同時設置溶劑對照組和空白對照組，每組3個平行，每個平行試驗組放中華絨螯蟹10只，根據TSK法計算得出溴氰菊酯對中華絨螯蟹的96 h /C50為1.32μg/L，安全質量濃度為0.66μg/L[16]。

1.3.2 溴氰菊酯在中華絨螯蟹體內的富集消除規律采用單次潑灑的方法，將溴氰菊酯溶液用丙酮稀釋后，加入水族箱中，使水體中的溴氰菊酯質量濃度達到安全質量濃度0. 66 μg/L，每箱放入10只成蟹，共7箱，試驗期間停止喂食，分別在試驗開始后的第0. 25 h、第0.50 h、第1.00 h、第2.00 h、第4.00h、第6. 00 h、第12. 00 h、第24. 00 h、第36. 00 h、第48. 00 h、第72. 00 h、第96. 00 h取5只中華絨螯蟹，分別采集肝胰腺、鰓、血淋巴等組織，血淋巴經12 000 r/min離心20 min后，取上清液，測定各樣本中的溴氰菊酯殘留量。

1.4 試驗方法

1.4.1 標準曲線 分別稱取一定量固體溴氰菊酯標準品，使用甲醇：水= 20：80（體積比），充分溶解，配制母液質量濃度為1 mg/ml，逐級稀釋一系列質量濃度（0.1μg/L、0.2μg/L、0.5μLg/L、1.0μg/L、2.0μg/L、5.0μg/L、10.0μLg/L、20.0μg/L、50.0μg/L），配制標準工作液，以測定的峰面積為縱坐標，以對應的標準溶液質量濃度為橫坐標，繪制標準曲線，并計算決定系數。

1.4.2 色譜條件 液相色譜條件：PhenomenexKinetex C18柱（3 mmX50 mm，2.6 μm），柱溫：40℃。流動相為0. 1%甲酸水溶液一甲醇（A），含0.1%甲酸（B），采用梯度洗脫，甲醇（含0.1%甲酸）在0-0.5 min為20%，0.5 -2.5 min為95%，維持3.5mm.6.0 -9.5 min為20%;流速為0.5 ml/min;進樣量為5μl;信號采集時長為10.0 min。

質譜條件：電噴霧正離子源（ESI+），掃描模式為多反應監測（ MRM），氣簾氣為30.0 psi，霧化電壓為5 500.0 V，離子源溫度為300.O℃，霧化氣為60.0 psi，輔助氣為60.O psi。

1.4.3 樣品前處理取5 9組織樣本放入50 ml離心管中，加入20 ml乙腈，用勻漿機以12 000 r/min勻漿5 min，加2 9氯化鈉，震蕩混勻2 min，5 000r/min離心10 min，取上清液10 ml，60℃下旋蒸至干，用600μl甲醇：水=20：80（體積比）復溶后進樣分析，血淋巴樣本前處理與組織樣本相似，按照比例加入乙腈和氯化鈉。

1.4.4 檢測限、定量限、回收率及精密度在中華絨螯蟹的空白肝胰腺和鰓中添加溴氰菊酯標準溶液，使最后的溴氰菊酯質量分數分別為0. 10 μg/kg、10. 00μg/kg、20. 00μg/kg和50. 00 μg/kg，血淋巴的加標質量濃度為0. 10 μg/L、10. 00 μg/L、20. 00μg/L和50. 00μg/L，按照相應樣品前處理的方法，測定溴氰菊酯的回收率;每個質量濃度的樣本，分別日內重復3次，日間重復3次，計算日內及日間變異系數，判定方法的可靠性;同時，在空白中華絨螯蟹樣本中加入一系列質量濃度的溴氰菊酯，以引起3倍基線噪音的溴氰菊酯質量濃度（ 3S/N）作為最低檢測限，以10倍信噪比作為定量限。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel 2013對中華絨螯蟹肝胰腺、鰓和血淋巴中溴氰菊酯的質量濃度一時間曲線和標準曲線進行繪制，采用DAS2.1軟件對各組數據進行藥代動力學主要參數的計算，采用SPSS19.0進行統計計算并進行單因素方差分析（One-way ANO-VA）。

2 結果

2.1 質譜條件優化

試驗開始以1 mg/ml的溴氰菊酯標準品溶液，在ESI+電離模式下對溴氰菊酯進行全掃描，找到溴氰菊酯信號較強且穩定的加氫峰離子[（M+H）]+，以此為母離子，然后對該加氫峰離子進行二級質譜掃描，選擇二級質譜中響應值較高的碎片離子作為子離子，如圖1所示，母離子峰為523 m/z，定性的子離子峰為281 m/z。在進行MRM檢測時，反復優化錐孔電壓（cv）和碰撞池電壓（CE）等參數，直至儀器檢測到最佳響應值，錐孔電壓為24 V，碰撞能量為21 eV。圖2為溴氰菊酯質量濃度為lμg/L時，在該條件下所檢測到的總離子流色譜圖，溴氰菊酯的保留時間為3. 34 min。

2.2 標準曲線和相關系數

溴氰菊酯在0.1μg/L - 50.0μg/L質量濃度內線性關系良好（圖3），線性方程為Y= 101 190x+12 203，決定系數R2為0.999 8，大于0.998 0。

2.3 檢測限、定量限、回收率及精密度

在該檢測方法下，中華絨螯蟹肝胰腺和鰓組織中溴氰菊酯的檢測限為0. 035 μg/kg，定量限為0.10μg/kg;血淋巴中溴氰菊酯的檢測限為0.035μg/L，定量限為0.10 μg/L;血淋巴及各組織中溴氰菊酯的平均加標回收率為82.63% - 101.00%;該檢測方法的日內精密度低于5%，日間精密度低于8%。

2.4 溴氰菊酯在中華絨螯蟹體內的富集消除規律

不同時間點，溴氰菊酯在中華絨螯蟹血淋巴、肝胰腺和鰓中的殘留量如表1所示，殘留消除曲線如圖4所示。溴氰菊酯在各組織中殘留量達到高峰的時間相同，均為0.5 h，但峰值質量濃度不相同，其中血淋巴中的溴氰菊酯峰值質量濃度最高，為2.780μg/L，其次是鰓和肝胰腺，峰值質量分數分別為1.165 μg/kg和0.567μg/kg。由此可以看出，中華絨螯蟹各組織對溴氰菊酯的富集能力不盡相同，血淋巴>鰓>肝胰腺;血淋巴、鰓和肝胰腺對溴氰菊酯的消除半衰期也不相同，血淋巴、鰓和肝胰腺中的消除半衰期分別為20.277 h，26.727 h和2.675 h，鰓>血淋巴>肝胰腺，血淋巴中溴氰菊酯在第96 h仍能檢測到，肝胰腺中溴氰菊酯在第24 h就下降到檢測限以下，鰓中溴氰菊酯在第96 h下降到檢測限以下。

2.5 溴氰菊酯在中華絨螯蟹血淋巴內的藥代動力學特征

目前藥代動力學研究主要基于房室模型，此方法計算準確，能夠得出完整的藥代動力學參數，但是該方法也同時受限于數學模型，藥物在不同水產動物體內的代謝過程受很多生理因素及不同解剖學結構的影響，如出現雙峰現象等，往往會導致數據不能完全擬合數學模型[17]。非房室模型的統計矩方法可以完全不依賴于數學模型，以血藥質量濃度一時間曲線為計算依據，同樣可以計算出藥物在水產動物體內的藥代動力學參數，且非房室模型的計算方法已成為各國藥品評審部門推薦的計算方法18]。本研究中由于血淋巴中溴氰菊酯質量濃度出現2次峰值，不能完全擬合房室模型，故采用DAS2.1軟件，基于藥質量濃度一時間曲線，對各組數據進行了主要藥物代謝動力學參數的計算，其主要參數見表2。溴氰菊酯通過浸浴的方式進入中華絨螯蟹血液循環，血淋巴中藥物質量濃度達峰時間（ Tmax）為0.5h，峰值質量濃度（Cmax）為2. 780μLg/L，吸收半衰期[T1/2（ka）]為0.536 h，消除半衰期（T1/2β）為20. 277h，消除半衰期長于吸收半衰期。

3 討論

3.1 檢測方法的可靠性

目前檢測菊酯類農藥殘留的方法主要有高效液相色譜法[19]、GC（氣相色譜法）[20]、GC-MS（氣質聯用法）檢測[21]和酶聯免疫分析等方法[22]。液相色譜一般來說檢測限較高，氣相色譜法的檢測靈敏度相對較高，但是對樣品的凈化程度要求較高，前處理一般要利用層析柱凈化，操作繁雜;酶聯免疫分析是一種基于抗原、抗體的特異性反應的分析方法，具有靈敏度高、安全高效等優點，但某些與待測農藥結構相似的農藥與待測農藥抗體發生交叉反應，會造成檢測準確度的下降[23]。之前的檢測方法大多是針對水體、畜禽以及魚類中的藥物殘留，關于中華絨螯蟹體內溴氰菊酯殘留的檢測僅見耿雪冰[24]建立了中華絨螯蟹體內溴氰菊酯檢測的氣相色譜法，且檢測限為2μLg/kg。三重四級桿液質聯用是近年來發展較快的分析技術[25]，該方法具有操作簡單、抗干擾能力強、靈敏度高的特點，該研究建立的檢測方法，在4個添加質量濃度下，中華絨螯蟹血淋巴、鰓和肝胰腺中溴氰菊酯的回收率為82.63% -101.00%，日內精密度低于5%，日間精密度低于8%，檢測限為0.035μg/kg或0.035μg/L，其回收率和精密度均符合《農業部獸藥殘留試驗技術規范（試行）》[26]的要求，該檢測方法靈敏度高，檢測結果可靠。

3.2 溴氰菊酯在中華絨螯蟹血淋巴中的藥代動力學特征

Tl/2（ka）是指藥物吸收半衰期，AUC指血藥質量濃度一時間曲線下面積。Tmax是達到高峰時間，即動物組織中藥物質量濃度達到最大值時所需的時間，達峰時間的長短由吸收速率和消除速率決定。Cmax是指峰值質量濃度，對水生生物來說，峰值質量濃度的高低與水溫、給藥次數、給藥途徑、給藥劑量以及動物的種類有關。上述4個指標是常被用來衡量藥物吸收程度和速度的重要參數，T1/2β為消除半衰期，CL是清除率，這2個指標可以反映藥物消除的快慢程度[15]。本研究中，（20±1）℃下，單次潑灑藥后溴氰菊酯被中華絨螯蟹吸收后峰值質量濃度（ Cma）為2. 780μg/L，Tl/2（ka）為0.536 h，Tmax為0.500 h，AUC為44. 891μg/（L.h），T1/2β職（消除半衰期）為20. 277h，與徐春娟等[15]研究的溴氰菊酯在團頭魴（Mega-lobrama ambtycephala）中的藥代動力學參數[Tmax為0. 163 h，Tl/2（ ka）為3.660 h，Cmax為56. 855 μg/L，AUC為l 213.088μg/（L.h），T1/2β為6. 730 h]及林麗聰[14]研究的溴氰菊酯在歐洲鰻鱺（Anguillaanguilla）中的藥代動力學參數[Tmax為14.700 h，T1/2（ka）為2.695 h，Cmax為18. 446μg/L，AUC為2 221. 034 μg/（L.h），T1/2β為2.895 h]不同，說明同種藥物在不同生物體內的藥物代謝動力學特征不同，這可能與不同動物體的解剖學結構有關[27]。溴氰菊酯在中華絨螯蟹體內的吸收半衰期為0. 536 h，消除半衰期為20. 277 h，說明中華絨螯蟹對溴氰菊酯的吸收很快，而消除很慢，溴氰菊酯在中華絨螯蟹體內吸收迅速且更長時間的發揮藥效。另外，與團頭魴和歐洲鰻鱺相比，溴氰菊酯在中華絨螯蟹體內的清除率（0. 023 00）高于團頭魴（0.000 10），低于歐洲鰻鱺（0. 044 00），但是消除半衰期均比前兩者更長，這一原因可能和肝腸循環導致的“自給給藥”以及中華絨螯蟹的開管循環系統導致的組織中藥物可以向血淋巴轉移等有關。

3.3 溴氰菊酯在中華絨螯蟹體內的富集和消除

中華絨螯蟹不同組織對溴氰菊酯的富集能力不同，中華絨螯蟹鰓中Cmax為1.165μlg/kg，肝胰腺中Cmax為0. 567μg/kg，血淋巴中Cmax為2.780μg/L，由此可以看出血淋巴對溴氰菊酯的富集能力最強，其次是鰓和肝胰腺。血淋巴、鰓和肝胰腺等組織中藥物質量濃度同時達到峰值，但鰓對溴氰菊酯的吸收半衰期（0. 025 h）均明顯短于血淋巴（0. 536 h）和肝胰腺（0. 051 h）對溴氰菊酯的吸收半衰期，說明鰓對溴氰菊酯的吸收速度比血淋巴和肝胰腺等組織快。中華絨螯蟹的鰓具有調節滲透壓、呼吸以及排泄等功能，是和水環境直接接觸的，很容易受到外界環境影響，另一方面，中華絨螯蟹的鰓組織表面具有一層脂膜，而溴氰菊酯又具有較強的脂溶性[28]，基于以上特征，溴氰菊酯可以較快的富集于鰓組織中。在藥物消除過程中，根據消除半衰期來看，分別為肝胰腺（2. 575h）<血淋巴（20. 277 h）<鰓（26. 727 h），可見溴氰菊酯在肝胰腺中消除較快，在鰓中消除最慢，這可能是因為肝胰腺是主要的解毒器官，對藥物代謝較快[29]，而鰓在整個試驗過程中直接與藥物接觸，從而消除半衰期相對較長。除此之外，血淋巴中溴氰菊酯的藥物質量濃度一時間曲線出現了明顯的雙峰現象，血藥質量濃度分別在0.5 h和2.0 h達到了2.78μg/L和2.50μg/L，雙峰現象延長了藥物在體內的作用時間，增大了藥物質量濃度一時間曲線下面積（AUC），同時也延長了消除半衰期。

3.4 溴氰菊酯在中華絨螯蟹血淋巴中的雙峰現象

研究發現溴氰菊酯在中華絨螯蟹血淋巴中的藥物質量濃度出現雙峰現象，與溴氰菊酯在歐洲鰻鱺體內的富集消除規律相似[14]。已報道的藥物在水生動物體內出現雙峰或多峰的現象并不少見，如溴氰菊酯在團頭魴的肌肉、肝臟和鰓中存在明顯的雙峰現象[15]，阿維菌素在鱸魚（Lateolabrax japonicus）肝臟中存在雙峰現象[30]，亞甲基藍及其代謝物在異育銀鯽（Carassius auratus gibelio）體內的分布消除過程存在多峰現象[31]，羅非魚（Oreochromismossambicus）藥餌飼喂磺胺甲氧嘧啶后，肝臟和腎臟組織中有明顯的雙峰[32]。藥物在水生動物體內代謝出現雙峰或多峰現象的原因有很多，常見的有肝腸循環、胃腸道的非齊性吸收和排空[33]、藥物外排蛋白P一糖蛋白的組織分布差異性等[34-35]。本研究血淋巴中藥物質量濃度出現雙峰很可能是由肝腸循環導致的，一方面肝胰腺是中華絨螯蟹重要的消化、免疫和解毒器官，藥物等異物代謝主要在肝胰腺中進行[29]，另一方面中華絨螯蟹血淋巴中的藥物質量濃度一時間曲線下面積較大，消除半衰期較長，和肝腸循環導致的藥物代謝動力學特征相吻合[36]。

中華絨螯蟹是開管循環，血淋巴主要分布于各組織內，肝胰腺是重要的可食組織，殘存于血淋巴中的溴氰菊酯可進一步富集到肝胰腺等其他組織。因此，針對中華絨螯蟹體內溴氰菊酯殘留的監控，除了檢測肝胰腺的藥物殘留量以外，還應進一步檢測血淋巴等其他組織。

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（責任編輯：陳海霞）