UHPLC-MS/MS法測定雞蛋中11種頭孢菌素的殘留量

洪麗

(福建省產品質量檢驗研究院 國家加工食品質量檢驗檢測中心,福建 福州 350002)

頭孢菌素是一類含有β內酰胺環的抗生素,具有廣譜抗菌特性,毒副作用小,因此在人類和動物的疾病治療中廣泛應用[1]。然而,在動物飼養過程中,濫用頭孢菌素會導致藥物在動物體內積累,進而產生超級細菌。這些細菌可能通過食物鏈進入人類體內,對人類健康造成潛在威脅[2-4]。為此,全球各國已制定了動物源性食品中頭孢菌素殘留的最大限量,其中包括中國、日本、美國和歐盟。在中國最新的獸藥殘留限量標準(GB 31650—2019)中,規定了頭孢氨芐、頭孢喹肟和頭孢噻呋在動物源性食品中的限量分別為0.2,0.05和1.0 mg/kg。然而,該標準只針對這三種頭孢菌素設定了限量,而其他頭孢菌素則沒有相應的規定。此外,該標準只適用于肉類,未對雞蛋中的頭孢菌素殘留限量做出明確規定。然而,中國是雞蛋生產和消費大國,因此建立一種準確、高效地同時檢測雞蛋中多種頭孢菌素的方法具有重要現實意義。

目前,有多種方法可用于頭孢菌素的檢測。其中,高效液相色譜法[5-13]和毛細管電泳法[14]的靈敏度較低且易受干擾;電化學法[15]和流動注射化學發光法[16-18]的效率較低且重現性較差。相比之下,液相色譜-串聯質譜法結合固相萃取技術,具有更高的靈敏度和更強的抗干擾能力,同時前處理方式更為簡單,已成為目前食品檢測行業中最廣泛使用的分析方法。現有的國家標準方法[19-22]針對的主要是肉類、水產品、牛奶蜂蜜等基質,缺少雞蛋中頭孢菌素的測定方法,文獻也未見報道。因此,本實驗采用超高效液相色譜-串聯質譜法,結合固相萃取技術,建立了雞蛋中11種頭孢菌素的測定方法,為今后雞蛋中頭孢菌素的監管提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

頭孢氨芐(CAS號:15686-71-2)、頭孢拉定(CAS號:38821-53-3)、頭孢唑林(CAS號:25953-19-9)、頭孢哌酮(CAS號:62893-19-10)、頭孢乙腈(CAS號:10206-21-0)、頭孢匹林(CAS號:21593-23-7)、頭孢洛寧(CAS號:15686-71-2)、頭孢喹肟(CAS號:98753-19-6)、頭孢噻肟(CAS號:63527-52-6)、去乙酰基頭孢匹林(CAS號:38115-21-8)、頭孢噻呋(CAS號:80370-57-6)均購自于天津阿爾塔公司,質量濃度均為100 μg/mL的液體單標;所用有機試劑均為色譜純;水為一級水。

1.2 儀器與設備

液質聯用儀:1290液相色譜(安捷倫)-5500(AB SCIEX)串聯質譜;稱量天平(JY3003,1mg感量,廣州市予華儀器有限公司);渦旋器(MixMax,ABSON公司);超聲波洗器(HU3120B,恒奧有限公司);離心機(4R Pro,賽默飛公司); UPLC HSS T3色譜柱(2.1 mm×150 mm,1.8 μm,沃特世公司);MAX陰離子固相萃取柱(3 mL/60 mg,沃特世公司)。

1.3 試驗部分

1.3.1 色譜條件

色譜柱:UPLC HSS T3(2.1 mm×150 mm,1.8 μm,Waters 公司);流動相A:0.02 mmol/L乙酸銨(含0.1%甲酸),流動相B:甲醇;流速:0.3 mL/min,洗脫程序:0～6.00 min,5%B～90%B;6.00～8.00 min,90%B～90%B;8.00～8.01 min,90%B～5%B;8.01～10.00 min,5%B～5%B。

1.3.2 質譜條件

離子源:電噴霧離子源(ESI+);掃描模式:多反應監測(MRM);離子化電壓:5 500 V;Gas1氣壓:0.345 MPa(50 psi);Gas2氣壓:0.345 MPa(50 psi);反吹氣氣壓:0.241 MPa(35 psi);離子源溫度:600 ℃;質譜參數見表1。

表1 質譜參數

1.3.3 標準中間液及標準系列曲線的配制

準確移取各標準溶液100 μL至10 mL容量瓶,以甲醇稀釋得到11種頭孢菌素質量濃度均為1.0 μg/mL的標準中間液,再準確分取適量的標準中間液,以10%乙腈溶液稀釋成質量濃度分別為0.5,1.0,2.0,5.0,10.0和50.0 ng/mL的標準工作系列,待測。

1.3.4 樣品前處理

稱取雞蛋樣品2.0 g,加入5 mL 60%乙腈溶液置于超聲波中提取30 min后,以5 000 r/min離心并轉移上層清液,殘渣再加入5 mL 提取液再提取1次,合并兩次提取液,經采用3 mL甲醇、3 mL水活化后的MAX柱凈化,3 mL水和3 mL甲醇淋洗后,以 5%甲酸甲醇5 mL溶液洗脫,收集洗脫液于30 ℃水浴中氮吹至干,加入1.0 mL的10%乙腈溶液溶解并混勻,過0.22 μm PTFE濾膜后UHPLC/MS/MS測試。

2 結果與討論

2.1 質譜條件的優化

吸取100 μL混合中間液,以50%乙腈稀釋得到200 ng/mL的混合標準溶液,先進行Q1母離子掃描,得到11種頭孢化合的母離子[M+H]+,再進行碎片離子掃描Q2獲得相應的碎片離子,選取豐度最高產物離子作為定量離子,次高的作為定性離子,最后進行MRM優化每個離子對的去簇電壓和碰撞能,優化后的參數見表1。

2.2 色譜條件的優化

2.2.1 色譜柱的優化

對比了常用的BEH C18和HSS T3兩種色譜柱對11種頭孢類化合物的分離效果。發現強極性化合物去乙酰基頭孢在HSS T3色譜柱中具有更強的保留,而在BEH C18幾乎不保留,且多數頭孢菌素化合物的峰形也更尖銳,分離度也更好,因此采用 HSS T3作為色譜柱。

2.2.2 流動相的優化

分別對比了水(含0.1%甲酸)-甲醇、水(含0.1%甲酸)-乙腈、0.02 mmol/L乙酸銨(含0.1%甲酸)-甲醇、0.02 mmol/L乙酸銨(含0.1%甲酸)-乙腈4種流動相的效果。結果顯示,采用甲醇作為有機相時,多數頭孢菌素的響應更好;當含有乙酸銨時,頭孢菌素化合物的峰更窄且更尖銳,分離度也更好。因此,選擇0.02 mmol/L乙酸銨(含0.1%甲酸)-甲醇作為流動相體系,再進行梯度洗脫優化,11種頭孢菌素化合物的總流離子圖見圖1。

1.去乙酰基頭孢匹林;2.頭孢匹林;3.頭孢喹肟;4.頭孢氨芐;5.頭孢拉定;6.頭孢洛寧;7.頭孢乙腈;8.頭孢噻肟;9.頭孢唑林;10.頭孢哌酮;11.頭孢噻呋。

2.3 前處理條件的優化

2.3.1 提取溶劑的選擇

文獻報道的提取溶劑主要為乙腈-水溶液。因此,本實驗選擇陰性雞蛋樣品進行2.0 μg/kg的加標回收實驗,對比了50%乙腈水(體積比)～90%乙腈水(體積比)作為提取溶劑的效果。結果發現隨著提取液中水相比例增大,頭孢菌素的回收率也逐漸提高,當水相比例達到40%時,11種頭孢菌素的回收率達到高點,回收率為85.6%～95.8%;而當水相超過40%時,回收率反而有所下降,這是由于當水相高于40%時,乙腈沉淀蛋白的能力降低,所得的提取液也更渾濁,基質效應增強導致回收率下降,最終選擇60%乙腈作為提取溶劑。

2.3.2 凈化方式的選擇

由于雞蛋樣品中含有大量的脂肪、磷脂等雜質,需盡量除去以減少對儀器的污染以及降低基質效應。因此,選用陰性雞蛋為基質,分別進行2.0 μg/kg的加標回收實驗,對比了C18、HLB、MAX三種凈化小柱對結果的影響。結果顯示采用C18和HLB小柱凈化時,7/11(63.6%)化合物的平均回收率在50%以下,這是由于提取溶劑為60%的乙腈,而頭孢菌素極性均較強,無法在C18和HLB小柱上保留;而采用MAX小柱時,11種頭孢菌素的平均回收率均在80%以上,這是由于頭孢菌素類化合物大部分含有羧基,呈弱酸性,而MAX除了具有陰離子交換作用,還具有HLB和C18小柱的反向吸附功能。因此,最終選擇MAX小柱作為凈化柱。

2.4 方法學評價

2.4.1 線性范圍、檢出限和定量限

以頭孢菌素的峰面積為Y軸,濃度為X軸進行線性回歸,發現11種目標物在0.5～50.0 ng/mL質量濃度范圍具有較好的線性關系,相關系數R2>0.99。以3倍信噪比對應的濃度為檢出限、10倍信噪比對應的濃度為定量限,11種頭孢化合物在的檢出限為0.2 μg/kg,定量限為0.5 μg/kg(結果見表2),說明該方法具有較高的靈敏度。

表2 11種頭孢菌素的線性方程、檢出限和定量限

2.4.2 準確度與精密度

在陰性雞蛋樣品中進行1.00,2.00,10.0 μg/kg的加標回收試驗,平行實驗n=6。從表3可見,11種頭孢化合物的平均回收率在81.7%～97.1%,RSD在2.8%～6.8%,說明開發的方法準確度與精密度均較好,說明該方法具有較好的準確度和精密度,可滿足分析要求。

表3 準確度與精密度(n = 6)

3 結論

采用UHPLC-MS/MS結合MAX固相萃取技術建立了雞蛋中11種頭孢菌素含量的同步測定方法。在最優條件下進行方法驗證,證明了建立的方法簡單高效、靈敏度高、準確度和精密度好,適用于雞蛋中頭孢菌素的測定。