鄭陸紅
摘 要:本研究在樣品經乙腈提取后分別采用陽離子交換固相萃取柱萃取、乙腈飽和正己烷液液萃取和QuEChERS萃取3種不同的萃取凈化方法對雞蛋進行前處理,采用超高效液相色譜-串聯質譜(Ultra Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,UPLC-MS/MS)對雞蛋中甲氧芐啶殘留量進行測定。研究表明3種不同萃取凈化方法在0.5~50.0 μg·L-1甲氧芐啶均具有良好的線性關系,相關系數(R2)大于0.999,檢出限為0.5 μg·kg-1,定量限為1.0 μg·kg-1,方法回收率均在60.3%~99.7%,相對標準偏差小于15%。3種前處理方法均適用于雞蛋中甲氧芐啶的測定。
關鍵詞:甲氧芐啶;雞蛋;固相萃取法;液液萃取法;QuEChERS萃取法;超高效液相色譜-串聯質譜
Comparativer Study of the Effects of Different Extraction Methods on the Detection of Trimethoprim Residue in Egg
ZHENG Luhong1,2,3
(1.Guangdong Food Industry Institute Co., Ltd., Guangzhou 511442, China;
2.Guangdong Provincial Public Laboratory of Food Industry, Guangzhou 511442, China;
3.Guangdong Food Quality Supervision and Inspection Station, Guangzhou 511442, China)
Abstract: This study investigated the pre-treatment of eggs using three different extraction and purification methods, namely cation exchange solid-phase extraction, acetonitrile saturated n-hexane liquid-liquid extraction, and QuEChERS extraction, after being extracted with acetonitrile. The residues of trimethoprim in eggs were determined by ultra-high performance liquid chromatogeny-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). The result? showned that three different extraction and purification methods exhibit a good linear relationship for trimethoprim in the concentration range of 0.5 ~ 50.0 μg·L-1, the correlation coefficients (R2) were greater than 0.999, the
detection limit was 0.5 μg·kg-1, the quantification limit of 1.0 μg·kg-1, and the recovery rates of the methods ranged from 60.3% to 99.7% with the RSD less than 15%. These three methods are all suitable for the determination of trimethoprim in eggs.
Keywords: trimethoprim; eggs; solid phase extraction; liquid-liquid extraction; QuEChERS extraction; ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry
甲氧芐啶(Trimethoprim)是一種抗菌增效劑,常將其與磺胺類藥物一起使用,使其抗菌譜擴大、抗菌活性增強,達到抗菌增效的效果[1-3]。甲氧芐啶可用于治療細菌感染性疾病,在獸醫臨床上應用十分廣泛[4]。如果養殖戶違規加大甲氧芐啶用量,且不遵守停藥時間,則容易導致上市畜禽產品中存在藥物殘留。動物產品的甲氧芐啶殘留一般不會對人體產生急性毒性作用,但長期大量攝入甲氧芐啶殘留的食品,可能在人體內蓄積,導致胃腸道損害、皮膚過敏癥狀等。目前,我國已批準甲氧芐啶作為增效劑與磺胺類藥物聯合使用。我國農業農村部2022年頒布的《食品安全國家標準 食品中41種獸藥最大殘留限量》(GB 31650.1—2022)規定甲氧芐啶在家禽蛋中的最大殘留限量值為10 μg·kg-1[5]。
目前,針對雞蛋中甲氧芐啶殘留量分析的檢測方法報道較少。我國已有相關標準來檢測動物源性食品中甲氧芐啶的含量,如《進出口動物源性食品中二甲氧芐氨嘧啶、三甲氧芐氨嘧啶和二甲氧甲基芐氨嘧啶殘留的檢測方法 液相色譜-質譜/質譜法》(SN/T 2538—2010)[6]適用于肌肉、內臟、牛脂肪、雞蛋、魚肉及蜂產品中甲氧芐啶殘留量的測定,但該標準未寫明雞蛋應按哪種前處理方式進行實驗;《動物源性食品中磺胺類藥物殘留量的測定 液相色譜-質譜/質譜法》(GB/T 21316—2007)[7]用于測定動物源食品(肝臟、腎臟、肌肉、水產品和牛奶)中甲氧芐啶的殘留量,針對雞蛋中甲氧芐啶殘留量的檢測方法相對較少。因此,本文對比不同的萃取方法包括固相萃取法、液液萃取法和QuEChERS法的檢出限、回收率、精密度以及基質效應,建立了液相色譜-串聯質譜法檢測雞蛋中甲氧芐啶殘留的方法,為監測雞蛋中的甲氧芐啶殘留提供技術支持。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
甲氧芐啶(738-70-5),BePure公司;氨水、乙腈、甲醇、正己烷、甲酸,上海安譜科技股份有限公司;氯化鈉、無水硫酸鈉,廣州化學試劑廠;固相萃取小柱PCX(60 mg,3 mL),天津博納艾杰爾科技有限公司;ProElut QuEChERS(15 mL)凈化管,迪馬公司。
超高效液相色譜-串聯質譜儀,Waters公司;天平,梅特勒-托利多有限公司;離心機,天美中國科學儀器有限公司;渦旋振蕩器,廣州綠百草生物科技有限公司;氮吹儀,睿科儀器有限公司。
1.2 實驗方法
1.2.1 試料的制備
取500 g雞蛋,攪拌均勻后裝入潔凈容器內,密封并做好標識。
1.2.2 固相萃取法
稱取2.0 g試樣于50 mL離心管中,加入20 mL乙腈,渦旋振蕩3 min,超聲20 min,10 000 r·min-1離心5 min,轉移上清液待凈化。PCX固相萃取小柱用3 mL水和3 mL甲醇活化后,取備用液過小柱。依次用3 mL水和3 mL甲醇淋洗,用3 mL 5%氨水-甲醇溶液洗脫,收集洗脫液,35 ℃水浴中濃縮至近干。用1 mL 50%乙腈水溶液溶解殘渣,混勻過0.22 μm有機濾膜過濾后供UPLC-MS/MS測定。
1.2.3 液液萃取法
稱取2.0 g試樣于50 mL離心管中,加入20 mL乙腈,渦旋振蕩3 min,超聲20 min,10 000 r·min-1離心5 min,將上清液轉移至另一離心管中,加入
20 mL乙腈飽和正己烷渦旋振搖5 min,10 000 r·min-1離心5 min,取乙腈層于35 ℃水浴中濃縮至近干。用1 mL 50%乙腈水溶液溶解殘渣,混勻過0.22 μm有機濾膜過濾后供UPLC-MS/MS測定。
1.2.4 QuEChERS萃取法
稱取2.0 g試樣于50 mL離心管中,加入20 mL乙腈,渦旋振蕩2 min,超聲20 min,加入3 g氯化鈉和3 g無水硫酸鈉,渦旋振蕩2 min,10 000 r·min-1離心5 min。轉移上清液于QuEChERS凈化管中,渦旋混合1 min,10 000 r·min-1離心3 min,準確吸取
5 mL已凈化的提取液于35 ℃水浴中濃縮至近干。用1 mL 50%乙腈水溶液溶解殘渣,混勻過0.22 μm有機濾膜過濾后供UPLC-MS/MS測定。
1.2.5 色譜條件
色譜柱:C18柱(100 mm×2.1 mm,2.6 μm);流速:0.4 mL·min-1;柱溫:40 ℃;進樣量:2 μL;流動相:A為0.1%甲酸水溶液,B為甲醇。梯度洗脫程序:0.00~0.50 min,95%A;0.51~3.00 min,95%A→5%A;3.01~4.00 min,5%A;4.01~
6.00 min,95%A。
1.2.6 質譜條件
通過電噴霧離子源正離子模式下進行多反應監測,電離電壓1.2 kV,源溫度150 ℃,霧化氣溫度400 ℃,錐孔氣流速50 L·h-1,霧化氣流速
1 000 L·h-1。
1.2.7 標準曲線的配制與基質效應
按1.2.2、1.2.3、1.2.4 3種前處理方法,分別用空白基質溶液與50%乙腈水溶液配制成0.500 μg·mL-1、1.000 μg·mL-1、2.000 μg·mL-1、
5.000 μg·mL-1、10.000 μg·mL-1、20.000 μg·mL-1和50.000 μg·mL-1的基質匹配標準工作溶液和溶劑標準工作溶液。在相同條件下進行測定,分別建立基質標準工作曲線和溶劑標準工作曲線,通過計算基質效應(Matrix Effect,ME)值,判斷基質效應。公式為ME=(基質匹配標準工作曲線的斜率/無基質標準工作曲線的斜率-1)×100%。|ME|值大于50%,為強基質效應;|ME|值在20%~50%,為中等基質效應;|ME|值小于20%,為弱基質效應[8]。
1.3 結果處理
實驗結果采用MassLynx V4.2軟件進行繪圖和數據處理。
2 結果與分析
2.1 液相色譜條件的選擇
甲氧芐啶呈弱堿性,正離子掃描模式下,在流動相中加入甲酸可提高待測目標化合物的電離效率和改善峰形。因此本試驗考察了0.1%甲酸水溶液-甲醇、0.1%甲酸水溶液-乙腈、水-甲醇和水-乙腈對甲氧芐啶的分離效果、靈敏度及峰形的影響。結果表明,水相中加入0.1%甲酸可較好地提高檢測響應,峰形尖銳對稱,保留時間穩定,重復性好。甲醇極性較乙腈強,在反相液相色譜中甲醇保留強于乙腈,且響應比乙腈高。因此本文選用含0.1%甲酸水溶液-甲醇溶液作為流動相。甲氧芐啶的總離子流圖如圖1。
圖1 甲氧芐啶標準溶液的總離子流圖
2.2 質譜條件的選擇
基于目標物的分子結構和物理化學性質,選擇ESI+離子化模式,通過流動注射進樣對母離子和子離子進行掃描,優化目標物的錐孔電壓與碰撞能量參數,獲得母離子、定量離子和定性離子最優質譜參數見表1。
2.3 萃取凈化方法的選擇
雞蛋中含有大量的蛋白質和脂肪,特別是磷脂,存在雜質多、基質干擾嚴重等問題,去除干擾因素是獸藥殘留檢測分析的難題。本實驗對比了陽離子交換固相萃取柱萃取、乙腈飽和正己烷液液萃取和QuEChERS萃取3種不同萃取凈化方法。QuEChERS萃取凈化的色譜圖有較多雜峰,容易產生干擾,基質效應較大,回收率偏低。液液萃取法能得到較為滿意的除雜效果和回收率,但需要使用大量溶劑,并需要濃縮,費時。固相萃取法能有效地將干擾組分與目標物分離,減小雜質干擾,回收率高,重現性好,且不需要使用大量有機溶劑,對環境的污染小。3種不同萃取凈化方法的圖譜見圖2。相比較,固相萃取法更有優勢。
2.4 方法學考察
2.4.1 線性范圍、檢出限與定量限
配制系列甲氧芐啶標準溶液,在設定好的儀器條件下進行測定。通過測定甲氧芐啶的峰面積(Y)與其濃度(X)進行回歸分析,甲氧芐啶在0.5~
50.0 μg·L-1線性良好,回歸方程為Y=1 014.9X+
87.444,相關系數R2=0.999 8,可用于準確定量。以信噪比為3作為檢出限,以信噪比為10作為定量限。結果表明,3種檢測方法的檢出限為0.5 μg·kg-1,定量限為1.0 μg·kg-1。
2.4.2 基質效應
基質效應是指基質中除待測物之外的其他成分對待測物分析的影響。在離子化過程中,基質中的成分與目標組分存在競爭,改變了目標物的電離效率,表現為離子增強或抑制作用,影響檢測結果的準確性[9]。按1.2.7操作所得基質標曲與溶劑標曲的線性方程、相關系數以及基質效應見表2。結果表明,液液萃取法和固相萃取凈化法基質效應較弱,而QuEChERS萃取凈化法為中等基質效應,需要通過配制基質標準工作曲線進行定量,降低基質效應的影響。
2.4.3 加標回收率與精密度
向陰性雞蛋樣品中分別添加濃度為1.00 μg·kg-1、5.00 μg·kg-1、20.00 μg·kg-1的甲氧芐啶,進行3水平的回收率試驗,每個添加水平重復測定6次。
3種前處理方法3個添加水平下雞蛋樣品中甲氧芐啶的回收率和精密度如表3所示。3種前處理方法回收率均符合《實驗室質量控制規范 食品理化檢測》
(GB/T 27404—2008)[10]中回收率與精密度的判定:被測組分含量<0.1 mg·kg-1,回收率為60%~120%;被測組分含量低于100 μg·kg-1,實驗室內變異系數小于15%。可以看出,3種前處理方法回收率和精密度良好,可滿足雞蛋中甲氧芐啶殘留檢測的需求。QuEChERS法基質效應大,回收率偏低,使用該方法時最好配制基質標曲進行定量。
3 結論
樣品采用乙腈提取,對比了陽離子交換固相萃取柱萃取、乙腈飽和正己烷液液萃取和QuEChERS萃取的萃取凈化效果。3種前處理方法操作簡便,提取時間較短,精密度和加標回收率都在參考控制范圍內,方法的檢出限均為0.5 μg·kg-1,定量限為1.0 μg·kg-1。3種前處理方法均適用于雞蛋中甲氧芐啶含量的測定,適用于日常篩選和監測工作,并為農業行政主管部門制定政策和加強管理提供參考。
參考文獻
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