CN105388245A - 适用于水产品中46种药物的筛查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于水产品中46种药物的筛查方法,包括以下步骤:样品提取;利用固相萃取小柱对生物样品中所含的药物进行富集;利用有机试剂将目标药物从固相萃取柱上洗脱下来;对洗脱液进行浓缩,溶剂替换、定容,过膜后保存;通过液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱对样品进行筛查和鉴定;对筛查发现的可疑化合物采用二级质谱信息库进一步确证;对于经过确证的化合物,采用空白样品基质溶液配制标准曲线,外标法定量。采用本发明的方法能快速、准确地定性定量测定水产品中的46种药物。
Description
技术领域
本发明属于分析化学领域,涉及一种适用于水产品中46种药物的筛查方法,即,适用于水产品中46种药物残留的液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱筛查方法。
背景技术
水产品中药物使用情况较普遍,且存在过量滥用、违规使用等现象。滥用和违规使用药物不仅会造成环境的恶化污染,更会通过食物链的富集作用转移到人体中,对人体健康产生危害。水产用药涉及种类繁多,因此建立一个普适的通用筛查方法十分有必要。
目前常用的药物残留检测方法有酶联免疫法、气相色谱串联质谱法、液相色谱法和液相色谱串联质谱法等。其中基于多反应监测模式的液相色谱/三重四级杆串联质谱联用技术(LC-MS/MS)具有灵敏度高、准确度高、重现性好等特点,在药物残留检测中的应用最为普遍。但LC-MS/MS方法大都只能针对某一类目标化合物,面对多组分药物残留需要建立多个检测方法,造成样品反复测定,费时费力。目前,基于四极杆/飞行时间质谱(Q-TOF/MS)的高分辨率质谱技术为多组分目标化合物的分析提供了新的研究方向。Q-TOF/MS技术具有高特异性、高质量准确度、高质量分辨率等优点,理论上能够在一次检测过程中分析数百种化合物。该技术通过建立不同种类化合物数据库匹配检索,可以方便、快速地对不同种类的药物进行筛查与鉴定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱方法快速、准确地定性定量测定水产品中46种药物的检测方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种适用于水产品中46种药物的筛查方法(适用于水产品中46种药物的高效液相色谱-飞行时间质谱联用方法高通量快速筛查方法),46种药物(目标药物)为磺胺胍、磺胺吡啶、磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑、磺胺噻唑、恶喹酸、磺胺甲嘧啶、磺胺二甲异唑、磺胺甲二唑、磺胺二甲基嘧啶、磺胺二甲基异嘧啶、磺胺对甲氧基嘧啶、磺胺间甲氧基嘧啶、磺胺氯哒嗪、磺胺喹恶啉、磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺二甲基哒嗪、诺氟沙星、依诺沙星、环丙沙星、培氟沙星、洛美沙星、丹诺沙星、恩诺沙星、氧氟沙星、氟罗沙星、沙拉沙星、司帕沙星、奥比沙星、双氟沙星、青霉素G、氨苄西林、阿莫西林、苯唑西林、萘夫西林、头孢氨苄、头孢匹林、头孢唑林、头孢洛宁、头孢匹罗、头孢喹肟、红霉素、甲基睾丸酮、丙酸睾酮、群勃龙和诺龙;依次进行以下步骤:
(A)样品提取:待测水产品经过提取液提取后静置,并用去离子水稀释(10倍~20倍)后过玻璃纤维滤膜(孔径1.5μm),得稀释液;
(B)固相小柱萃取:利用固相萃取小柱对生物样品中所含的药物(46种药物)进行富集,固相萃取小柱为OasisHLB小柱,使用前先用甲醇(6mL)活化,超纯水(6mL)淋洗,再将稀释液(50~100mL)通过活化好的HLB柱;富集过程中流速保持为4~6mL/min(较佳5mL/min),整个过程保持小柱湿润;
(C)溶剂洗脱:利用有机试剂将目标药物(即,上述46种目标药物)从固相萃取柱上洗脱下来;
(D)浓缩与定容:对洗脱液进行浓缩,溶剂替换、定容,过膜(0.22μm有机滤膜)后保存;
(E)上机筛查:通过液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱对样品进行筛查和鉴定,液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱条件为:
高效液相色谱仪:HPLC-Agilent1290;
色谱柱:AgilentPlusC18柱,尺寸为3.0nm×100nm,1.8μm;
柱温:40℃;
流速:0.25mL/min;
梯度洗脱流动相:
A:加入甲酸的5mmol乙酸铵水溶液,甲酸的体积浓度为0.1%;
B:加入甲酸的甲醇,甲酸的体积浓度为0.1%;
流动相梯度:
时间(min) | A(%) | B(%) |
0 | 95 | 5 |
0~1 | 95 | 5 |
1~5 | 70 | 30 |
5~8 | 50 | 50 |
8~18 | 2 | 98 |
18~20 | 2 | 98 |
质谱仪:AgilentQ-TOF6540;
离子源:DualAgilentJetStreamElectrosprayIonization(DualAJSESI)源;
电离模式:正离子模式;
MS扫描范围:100-1000m/z;
MS/MS碰撞电压固定3个强度通道(碰撞电压分别10eV,20eV,40eV);
进样量:2μL;
采用全扫描模式,调用已建立的质谱一级筛查谱库(如表1所述)以分子式匹配模式自动检索,质量允许误差设置5ppm;
(F)确证:对筛查发现的可疑化合物采用二级质谱信息库进一步确证;
具体为:
通过一级筛查谱库对样品进行46种化合物筛查匹配,一级筛查谱库具体要素包括化合物精确质量数,化合物质谱同位素峰丰度信息以及化合物的色谱保留时间,每个要素权重相同,并以此筛查匹配得分;对匹配得分超过70分的筛查结果确认其为疑似化合物,采用targetms/ms模式对其进行二级质谱信息采集,与建立的二级质谱信息库(如表1所述)进行匹配确证,如有两个二级特征碎片离子能够匹配成功的,即为确证;
备注说明:二级质谱信息就是该化合物母离子所对应的二级特征质谱碎片离子信息(即子离子),至少要求两个子离子碎片信息;
一级筛查时,匹配得分≤70分,即确定不含有此化合物,因此,无需上述确证;
(G)定量:对于经过确证的化合物,采用空白样品基质溶液配制标准曲线,外标法定量。
作为本发明的适用于水产品中46种药物的筛查方法的改进:所述步骤(A)中的提取液是由乙腈和水按体积比3:2配置而成。
作为本发明的适用于水产品中46种药物的筛查方法的进一步改进:所述步骤(C)中的有机溶剂是体积比为1:1的乙腈和甲醇的混合溶剂。洗脱1次即可。
作为本发明的适用于水产品中46种药物的筛查方法的进一步改进:所述步骤(D)中对洗脱液进行浓缩是用N2缓缓吹扫溶剂至近干;所述溶剂替换是用乙腈进行复溶;所述的定容是用体积浓度1%甲酸水溶液定容。
本发明与现有技术相比具有以下显著效果:
采用液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱高分辨率、高精确质量数的特点,所得定性结果比液相色谱-串联三重四级杆质谱更准确可靠,并且采用定性同时进行定量测定。
本发明前处理简单,操作易行,并且可以利用该仪器的目标化合物扫描模式来对化合物进行一级质谱全扫之后的二级质谱扫描,从而增强该方法的灵敏度和可信度,数据分析与处理的结果呈现简单明了,定性评价综合全面,可以实现传统仪器较难达到的全面筛选多组分药物这一功能。
综上所述,本发明采用基于液相色谱-飞行时间质谱技术建立的水产品中磺胺胍、磺胺吡啶、磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑、磺胺噻唑、恶喹酸、磺胺甲嘧啶、磺胺二甲异唑、磺胺甲二唑、磺胺二甲基嘧啶、磺胺二甲基异嘧啶、磺胺对甲氧基嘧啶、磺胺间甲氧基嘧啶、磺胺氯哒嗪、磺胺喹恶啉、磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺二甲基哒嗪、诺氟沙星、依诺沙星、环丙沙星、培氟沙星、洛美沙星、丹诺沙星、恩诺沙星、氧氟沙星、氟罗沙星、沙拉沙星、司帕沙星、奥比沙星、双氟沙星、青霉素G、氨苄西林、阿莫西林、苯唑西林、萘夫西林、头孢氨苄、头孢匹林、头孢唑林、头孢洛宁、头孢匹罗、头孢喹肟、红霉素、甲基睾丸酮、丙酸睾酮、群勃龙和诺龙的高通量快速筛查方法,并可对实际样品进行定性确证与定量。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是实施例1中的46种药物的提取离子流图;
图1中:Cpd59:Difloxacin:+ESIEIC(400.14672.417.17327.422.12867)ScanFrag=130.0VA-10ug.d。
图2是为筛查出样品中含有诺氟沙星的流程图;
2-1是筛出诺氟沙星的提取色谱图;2-2是所筛出的诺氟沙星质谱图;2-3是筛查匹配结果。
图3是鱼肉中检出的诺氟沙星的示意图;
3-1为诺氟沙星标准品二级碎片离子质谱图,3-2为鱼肉样品中所含诺氟沙星的二级碎片离子质谱图。
图4是可疑环丙沙星样品总离子流色谱图与质谱确证图;
4-1为环丙沙星样品总离子流色谱图(上图)与标准品色谱图(下图);4-2为可疑物的质谱图;4-3为环丙沙星标准品质谱图。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本发明进行阐述,然而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。所属技术领域的普通技术人员依据本发明公开的内容,均可实现本发明的结果。1试剂和材料
1.1乙腈、甲醇色谱纯
1.2醋酸铵,甲酸,色谱纯
1.3标准品:磺胺胍、磺胺吡啶、磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑、磺胺噻唑、恶喹酸、磺胺甲嘧啶、磺胺二甲异唑、磺胺甲二唑、磺胺二甲基嘧啶、磺胺二甲基异嘧啶、磺胺对甲氧基嘧啶、磺胺间甲氧基嘧啶、磺胺氯哒嗪、磺胺喹恶啉、磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺二甲基哒嗪、诺氟沙星、依诺沙星、环丙沙星、培氟沙星、洛美沙星、丹诺沙星、恩诺沙星、氧氟沙星、氟罗沙星、沙拉沙星、司帕沙星、奥比沙星、双氟沙星、青霉素G、氨苄西林、阿莫西林、苯唑西林、萘夫西林、头孢氨苄、头孢匹林、头孢唑林、头孢洛宁、头孢匹罗、头孢喹肟、红霉素、甲基睾丸酮、诺龙、丙酸睾酮和群勃龙(纯度均大于95%)。WatersOasisHLB小柱,200mg/6mL。
2仪器设备
2.1Agilent1290-6540液相色谱-四级杆飞行时间质谱仪,配有DualAgilentJetStreamElectrosprayIonization(DualAJSESI)源。
2.2天平:精确至0.001g和0.0001g。
2.3离心机:4000r/min。
2.450mL,500mL,1000mL容量瓶。
实施例1、一种同时快速筛查水产品中46种药物残留的液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱方法;具体步骤如下:
1)、制备待测样品溶液:
(A)样品提取:准确称取待测水产品(水产品生物样)2.00g,加入4mL水充分涡旋混匀1min后,加入6mL乙腈,涡旋混匀2min,静置2~3h后,3500r/min冷冻离心5min,取5mL上清液,超纯水稀释至50mL,过玻璃纤维滤膜(孔径1.5μm)。
(B)固相小柱萃取:利用固相萃取小柱对生物样品中所含的46种药物进行富集,固相萃取小柱为OasisHLB小柱,先用6mL甲醇活化,6mL超纯水淋洗,再将50mL稀释液通过活化好的HLB柱;富集过程中流速保持为5mL/min,整个过程保持小柱湿润;
(C)溶剂洗脱:用6mL甲醇/乙腈(V/V,1:1)洗脱,收集在10mL具塞刻度管;
(D)浓缩与定容:洗脱液35℃下氮吹至近干,100μL乙腈复溶,涡旋20s,再加入900μL1%(体积%)甲酸水溶液,涡旋10s,经过0.22μm有机滤膜过滤,待上机;
2)、46种药物一级、二级筛查谱库建立:
通过查阅资料,利用AgilentMassHunterPCDLManager软件初步建立46种药物的一级谱库信息。利用46种药物标准品配置浓度为10μg/mL的标准物质溶液(以甲醇为溶剂),通过液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱法确认化合物的保留时间,完善一级筛查谱库;再针对每种化合物,获取固定色质谱条件下的二级质谱信息,同样利用AgilentMassHunterPCDLManager软件建立化合物的二级筛查谱库。
所得的一级筛查谱库、二级筛查谱库如表1所述。
备注说明:浓度为10μg/mL的标准物质溶液上机前定容体积为1mL。
具体液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱条件为:
高效液相色谱仪:HPLC-Agilent1290;
色谱柱:AgilentPlusC18柱,尺寸为3.0nm×100nm,1.8μm;
柱温:40℃;
流速:0.25mL/min;
梯度洗脱流动相:
A:加入甲酸的5mmol乙酸铵水溶液,所述甲酸的体积含量为0.1%;
B:加入甲酸的甲醇;甲酸的体积含量为0.1%;
流动相梯度:
时间(min) | A(%) | B(%) |
0 | 95 | 5 |
0~1 | 95 | 5 |
1~5 | 70 | 30 |
5~8 | 50 | 50 |
8~18 | 2 | 98 |
18~20 | 2 | 98 |
质谱仪:AgilentQ-TOF6540;
离子源:DualAgilentJetStreamElectrosprayIonization(DualAJSESI)源;
电离模式:正离子模式;
MS扫描范围:100-1000m/z;
MS/MS碰撞电压固定3个强度通道(碰撞电压分别10eV,20eV,40eV)
进样量:2μL;
46种药物的一级筛查谱库信息见表1。
表1、46种药物的一级(二级)筛查谱库信息
备注说明:上述一级筛查谱库包含以下信息:化合物的精确质量数,化合物的同位素峰信息(由化合物分子式利用AgilentMassHunterPCDLManager软件可自行获取),以及化合物的保留时间,前两者由化合物本身决定,保留时间需要上文所述条件能获取。
3)、样品筛查:根据流程2)中仪器色质谱条件,采用全扫描模式,调用已建立的质谱一级筛查谱库以分子式匹配模式自动检索,质量允许误差设置5ppm;
即,具体为:将上述步骤1)所得的经过0.22μm有机滤膜过滤的滤液1ml,按照上述步骤2)所述条件进行检测;质谱仪器对化合物精确质量数进行扫描检测,实测值与理论实际值(理论实际值由化合物分子式决定)存在误差,该方法中质量误差不能超过5ppm。
4)、确证:对筛查发现的可疑化合物采用保留时间结合二级筛查谱库进一步确证;
具体为:通过一级筛查谱库对样品进行46种化合物筛查匹配,一级筛查谱库具体要素包括化合物精确质量数,化合物质谱同位素峰丰度信息以及化合物的保留时间,每个要素权重相同,并以此筛查匹配得分。对匹配得分超过70分的筛查结果确认其为疑似化合物,采用targetms/ms模式对其进行二级质谱信息采集,与建立的二级质谱信息库(表1)进行匹配确证,如有两个二级特征碎片离子能够匹配成功的,即为确证。
二级筛查谱库即每个化合物的二级质谱碎片信息,包含了化合物在本发明条件下获取的特征碎片离子。
二级质谱信息就是该化合物母离子所对应的二级特征质谱碎片离子信息(即子离子),至少要求两个子离子碎片信息;
一级筛查时,匹配得分≤70分,即确定不含有此化合物,因此,无需上述确证。
5)、定量:对于确证的药物,采用相应基质加标工作液曲线外标法定量。
具体为:对于经过二级质谱信息匹配后确证的化合物,根据检测样品种类,选择同种空白样品按本实施例步骤1制备基质提取液,用该液稀释配置各化合物标准曲线,外标法定量。
实验一、精密度实验及回收率实验
在各类液相色谱与质谱联用的分析中,基质效应客观存在,并随样品的不同影响作用不同。对常见的水产品鱼类、虾类、龟鳖类、蟹类基质下46种化合物的最低筛查限量值进行了分析,取在所有样品基质中的能够筛查该化合物的最低值作为该化合物的筛查检出限,筛查检出限的3倍值为定量浓度限。46种药物的提取离子流图见图1,线性范围、相关系数、最低筛查限量值以及定量限见表2。
表2、46种药物的基线性范围、最低筛查限量值、定量浓度限
为验证方法的适用性,分别对鱼类、虾类、龟鳖类、蟹类样品进行添加回收实验,添加浓度分别为10、20、50μg/kg,每个样品、每个浓度重复测定6次,基质加标曲线定量。以添加回收率计算方法准确度、相对标准偏差,结果见表3。
表3、46种药物的回收率及相对标准偏差(n=6)
实验二、筛查实际样品实验
以筛查食品中是否含有恩诺沙星为例说明筛查过程。
1)初筛:样品制备按上述实施例1步骤进行,再通过液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱方法进行一级谱库筛查,根据检索结果,结合同位素峰的丰度比和质量差匹配理论分子式组成以及其它特征离子信息与化合物在液相色谱上的保留时间实际判断。图2为检索流程(检索后自动形成)。
2)确证:欧盟2002/657/EC决议要求当使用高分辨质谱(飞行时间质谱属于高分辨率质谱)作为确证技术时,化合物的确证需要至少4个鉴别分数。其中检测到1个结构碎片获得2个鉴别分数,二级质谱中的每个子离子获得2.5个分数,即1个具有精确质量数的母离子和1个特征碎片子离子即可获得4.5分的鉴定分数。在本试验条件下所有化合物的结果均可达到这个要求。
再通过46种药物的色谱保留时间,可以确证可疑化合物。图3为鱼肉样品中检出的恩诺沙星,图3-1为恩诺沙星标准品碎片离子质谱图,图3-2为鱼肉样品中恩诺沙星的碎片离子质谱图。图4为虾肉样品中检出疑似环丙沙星,虽然质谱图(图4-2)与环丙沙星标准品的质谱图(图4-3)一致,但保留时间与环丙沙星标准品不一致(图4-1(下)),不能判定为环丙沙星。
对比例1、将实施例1中的“柱温”由40℃改成30℃,且,在“1)、制备待测样品溶液”中,取消“过1.2μm玻璃纤维滤膜(孔径1.5μm)”,即,所得的稀释液直接后续步骤。其余内容等同于实施例1。
所得结果为:待测药物磺胺类药物、喹诺酮类药物、头孢类药物检测定量限(分别为5~50μg/kg、5~10μg/kg、20~50μg/kg)均高于本发明的所涉及相同药物的定量限,检测灵敏度不如本发明。此外,待测药物阿莫西林,头孢氨苄和头孢喹肟的整体加标回收率(分别62.5%、69.7%、70.9%)均不如本发明。
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1.适用于水产品中46种药物的筛查方法,其特征在于:46种药物为磺胺胍、磺胺吡啶、磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑、磺胺噻唑、恶喹酸、磺胺甲嘧啶、磺胺二甲异唑、磺胺甲二唑、磺胺二甲基嘧啶、磺胺二甲基异嘧啶、磺胺对甲氧基嘧啶、磺胺间甲氧基嘧啶、磺胺氯哒嗪、磺胺喹恶啉、磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺二甲基哒嗪、诺氟沙星、依诺沙星、环丙沙星、培氟沙星、洛美沙星、丹诺沙星、恩诺沙星、氧氟沙星、氟罗沙星、沙拉沙星、司帕沙星、奥比沙星、双氟沙星、青霉素G、氨苄西林、阿莫西林、苯唑西林、萘夫西林、头孢氨苄、头孢匹林、头孢唑林、头孢洛宁、头孢匹罗、头孢喹肟、红霉素、甲基睾丸酮、丙酸睾酮、群勃龙和诺龙;依次进行以下步骤:
(A)样品提取:待测水产品经过提取液提取后静置,并用去离子水稀释后过玻璃纤维滤膜,得稀释液;
(B)固相小柱萃取:利用固相萃取小柱对生物样品中所含的药物进行富集,固相萃取小柱为OasisHLB小柱,使用前先用甲醇活化,超纯水淋洗,再将稀释液通过活化好的HLB柱;富集过程中流速保持为4~6mL/min,整个过程保持小柱湿润;
(C)溶剂洗脱:利用有机试剂将目标药物从固相萃取柱上洗脱下来;
(D)浓缩与定容:对洗脱液进行浓缩,溶剂替换、定容,过膜后保存;
(E)上机筛查:通过液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱对样品进行筛查和鉴定,液相色谱-串联四级杆/飞行时间质谱条件为:
高效液相色谱仪:HPLC-Agilent1290;
色谱柱:AgilentPlusC18柱,尺寸为3.0nm×100nm,1.8μm;
柱温:40℃;
流速:0.25mL/min;
梯度洗脱流动相:
A:加入甲酸的5mmol乙酸铵水溶液,甲酸的体积浓度为0.1%;
B:加入甲酸的甲醇,甲酸的体积浓度为0.1%;
流动相梯度:
质谱仪:AgilentQ-TOF6540;
离子源:DualAgilentJetStreamElectrosprayIonization(DualAJSESI)源;
电离模式:正离子模式;
MS扫描范围:100-1000m/z;
MS/MS碰撞电压固定3个强度通道(碰撞电压分别10eV,20eV,40eV);
进样量:2μL;
采用全扫描模式,调用已建立的质谱一级筛查谱库以分子式匹配模式自动检索,质量允许误差设置5ppm;
(F)确证:对筛查发现的可疑化合物采用二级质谱信息库进一步确证;
(G)定量:对于经过确证的化合物,采用空白样品基质溶液配制标准曲线,外标法定量。
2.根据权利要求1所述的适用于水产品中46种药物的筛查方法,其特征在于:
所述步骤(F)为:
通过一级筛查谱库对样品进行46种化合物筛查匹配,一级筛查谱库具体要素包括化合物精确质量数,化合物质谱同位素峰丰度信息以及化合物的色谱保留时间,每个要素权重相同,并以此筛查匹配得分;对匹配得分超过70分的筛查结果确认其为疑似化合物,采用targetms/ms模式对其进行二级质谱信息采集,与建立的二级质谱信息库进行匹配确证,如有两个二级特征碎片离子能够匹配成功的,即为确证。
3.根据权利要求1或2所述的适用于水产品中46种药物的筛查方法,其特征在于:所述步骤(A)中的提取液是由乙腈和水按体积比3:2配置而成。
4.根据权利要求1或2所述的适用于水产品中46种药物的筛查方法,其特征在于:所述步骤(C)中的有机溶剂是体积比为1:1的乙腈和甲醇的混合溶剂。
5.根据权利要求1或2所述的适用于水产品中46种药物的筛查方法,其特征在于:所述步骤(D)中对洗脱液进行浓缩是用N2缓缓吹扫溶剂至近干;所述溶剂替换是用乙腈进行复溶;所述的定容是用体积浓度1%甲酸水溶液定容。
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