CN106770775A - 一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法。该方法包括如下步骤：（1）样品前处理：取水样过滤膜，过滤膜后的水样中加入乙二胺四乙酸钠，再加入内标物；用HLB柱进行固相萃取，真空抽干，洗脱，吹干，定容，过滤膜，得到待分析样品，置于进样瓶中保存；（2）样品分析：采用液相色谱‑质谱联用对样品进行检测分析，其中质谱采用电喷雾离子化源正模式，检测得到水样中抗生素的浓度。本发明方法显著减少了样品处理过程中，由于吸附作用、水解作用、光降解作用和生物转化作用影响下，产生的抗生素浓度偏差；且测试效果好，操作简单，成功运用于农村饮用水中抗生素含量的检测，可同时测试多种抗生素，结果准确，提高了检验时效与效率。

Description

一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法
技术领域
本发明涉及水中污染物检测技术领域，具体涉及农村饮用水中抗生素的检测。
背景技术
抗生素是在人类医药和畜牧业中被广泛使用的药物，大量抗生素最终进入环境并成为环境中新型的重要污染物之一，对环境和人体构成巨大的威胁。
目前，我国饮用水水质标准(GB 5749-2006)并没有将抗生素列入为水质指标，因此抗生素更容易被忽视而造成污染。在农村地区，由于人类医药的频繁使用和畜牧业的发展，使得抗生素在农村地区的应用更为广泛，农村地区饮用水的抗生素检测已经成为一种迫切的需求。
目前饮用水中抗生素的前处理手段主要参照食品中兽产的国家标准，该方法操作复杂，且一次只能处理某一类抗生素，无法做到水中多类抗生素同时处理。
现有的同时分析多种抗生素的分析技术手段主要有：1、高效液相色谱(HPLC)技术基于气相色谱理论，在技术上采用高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器，具有分离速度快、效率高、操作自动化且重现性好等优点，但方法检测限太高，对于饮用水中低浓度或者超低浓度的抗生素无法检出。2、(超)高效液相色谱-紫外((U)HPLC-UV)检测联用技术最早用于检测环境中的抗生素，操作简便、成本低，目前主要用于检测畜禽废水中的抗生素残留；该方法同样受检测限的限制，无法满足饮用水中的抗生素检测。3、高效液相色谱-荧光检测联用技术(HPLC-FLD)检测灵敏度高，可用于抗生素特别是本身具有荧光性的抗生素的直接检测；但对于不具有荧光性或者荧光性差的抗生素，该方法灵敏度不高。4、高效液相色谱与质谱(HPLC-MS)联用或与串联质谱(HPLC-MS/MS)联用检测技术结合了液相色谱与质谱两者的优点，将色谱的高分离性能和质谱的高鉴别特征相结合，分析范围更广、灵敏度更高、检测限低、定性结构更可靠、可同时检测多组分污染物，对复杂化合物中微量和痕量组分的定性和定量分析具有重要的意义。
现有的检测方法处理过程复杂，且抗生素的种类繁多，难以做到保证回收率的情况下，一种处理手段同时测试多种抗生素浓度。因此，研发一种快速、准确、稳定的测试方法具有重大的意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法。该方法采用超高效液相色谱与质谱连用检测技术(UPLC-MS)。
本发明方法通过如下方案实现。
一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法，包括如下步骤：
(1)样品前处理：取水样过滤膜，过滤膜后的水样中加入乙二胺四乙酸钠，再加入内标物；用HLB柱进行固相萃取，真空抽干，洗脱，吹干，定容，过滤膜，得到待分析样品，置于进样瓶中保存；
(2)样品分析：采用液相色谱-质谱联用对样品进行检测分析，其中质谱采用电喷雾离子化源正模式，检测得到水样中抗生素的浓度。
进一步地，步骤(1)中，所述过滤膜是过0.45μm的GF/F玻璃滤膜，以去除水样中杂质。
进一步地，步骤(1)中，所述乙二胺四乙酸钠的加入量与过滤后的水样的比为3:10g/L；乙二胺四乙酸钠(EDTA-Na)加入水样中，消除抗生素螯合金属离子的影响，使抗生素固定。
进一步地，步骤(1)中，采用HLB柱固相萃取过程中，水样进入HLB柱的速度为5～10mL/min；通过HLB柱固相萃取，对水样中的抗生素进行富集，并进一步去除杂质的影响。
进一步地，步骤(1)中，HLB柱固相萃取过程中，过完水相后，缓慢通入超纯水，去除残留的乙二胺四乙酸钠，减小对抗生素洗脱效率的影响。
进一步地，该检测方法对磺胺类抗生素、四环素类抗生素、喹诺酮类抗生素以及大环类脂类抗生素的检出限分别为0.05μg/L、0.05μg/L、0.1μg/L以及0.05μg/L。
本发明检测方法应用与农村饮用水中抗生素的检测。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明方法显著减少了样品处理过程中，由于吸附作用、水解作用、光降解作用和生物转化作用影响下，产生的抗生素浓度偏差；
(2)本发明方法测试效果好，成功运用于农村饮用水中抗生素含量的检测，操作简单，可同时测试多种抗生素，结果准确，提高了检验时效与效率；
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述，但本发明不限于以下实施例。
本发明实施例的具体检测过程包括如下步骤：
(1)样品前处理方法：水样以0.45μm GF/F玻璃滤膜进行过滤，过滤后的1L水样加入0.3g乙二胺四乙酸钠(EDTA-Na)，然后再加入内标物(13C3-trimethylxanthine)；采用Waters Oasis HLB柱(6mL，500mg吸附剂)进行固相萃取，水样以5～10mL/min的速度通过HLB柱，水相过完后，以10mL的超纯水(Milli-Q水)缓慢通过HLB柱，去除EDTA-Na；然后真空抽干HLB柱1h，最后以7mL的甲醇和5mL二氯甲烷先后洗脱，混合洗脱液于氮气下轻轻吹干，1mL甲醇定容，过0.45um滤膜后，进样瓶品中-20℃保存，待分析；
(2)样品分析：采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)对样品进行检测分析，其中质谱采用电喷雾离子化源正模式；
色谱柱为Agilent Zorbax XDB-C18(2.1mmx50mm，1.8um)；
流动相为乙腈(A)和0.1％甲酸溶液(B)；
洗脱程序如下：0min5％A，5min10％A，6min30％A，6～8min30％，9min80％，12min80％；
流动相的流速为0.4mL/min；
柱温设置为45℃；
样品进样量为5uL；
质谱采用电喷雾离子化源(ESI)正模式下对抗生素进行分析：
雾化器压力为50psi；
干燥气流速为3L/min；
毛细血管和喷嘴(nozzle)电压分别为4000V和0V；
鞘气(shenth gas)流速和温度分别设置为12L/min和400℃；
碰撞能、碎裂电压(fragmentor voltage)、母离子和子离子选择等其他质谱条件则采用Agilent Optimizer软件优化，最终在多反应监测(MRM)模式下进行抗生素测定。
实施例1
磺胺类抗生素的检测
将4份1L的去离子水作为4个样品，分别依次编号。在每一份样品中分别添加1ml等量的10.0μg/ml的磺胺甲恶唑(SMZ)、磺胺喹噁啉(SQ)、磺胺间甲氧嘧啶(SMM)、磺胺二甲氧嘧啶(SDM)。
4个样品分别用本发明检测方法和农业部1025号公告-23-2008测试方法(因水中抗生素检测没有国标，以动物源食品检测标准代替)对样品中磺胺类抗生素经行检测分析，测试结果如下表1所示。
表1测定的水中磺胺类抗生素浓度(μg/L)
注：a.本发明检测方法；b.农业部公告检测方法。
由表1可知，对磺胺类抗生素的检测，本发明检测方法与兽产国标方法的检测数值相近(检测浓度基本高于国标)，检测饮用水中磺胺类抗生素浓度的结果准确，磺胺类抗生素浓度的回收率高于国家标准。
通过对磺胺类抗生素的检测实验，得到本发明方法对磺胺类抗生素检测限为0.05μg/L。
实施例2
四环素类抗生素的检测
将4份1L的去离子水作为4个样品，分别依次编号；在每一份样品中分别添加1ml等量的10.0μg/ml的金霉素(CTE)、土霉素(OTC)、四环素(TCY)、多西环素(DOX)。
4个样品分别用本发明检测方法和国标GB/T21317-2007测试方法(因水中抗生素检测没有国标，以动物源食品检测标准代替)对样品中四环素类抗生素经行检测分析，测试结果如下表2所示。
表2测定的水中四环素类抗生素浓度(μg/L)
注：a.本发明检测方法；b.国标GB/T21317-2007检测方法。
由表2可知，对四环素类抗生素的检测，本发明检测方法与兽产国标方法的检测数值相近(检测浓度基本高于国标)，检测饮用水中四环素类抗生素浓度的结果准确，四环素类抗生素浓度的回收率高于国家标准。
通过对四环素类抗生素的检测实验，得到本发明方法对四环素类抗生素检测限为0.05μg/L。
实施例3
喹诺酮类抗生素的检测
将4份1L的去离子水作为4个样品，分别依次编号；在每一份样品中分别添加1ml等量的10.0μg/ml的恩诺沙星(ENR)、环丙沙星(CIP)、氧氟沙星(OFL)、沙拉沙星(SAR)。
4个样品分别用本发明检测方法和国标GB/T20366-2006测试方法(因水中抗生素检测没有国标，以动物源食品检测标准代替)对样品中四环素类抗生素经行检测分析，测试结果如下表3所示。
表3测定的水中喹诺酮类抗生素浓度(μg/L)
注：a.本发明检测方法；b.国标GB/T20366-2006检测方法。
由表3可知，对喹诺酮类抗生素的检测，本发明检测方法与兽产国标方法的检测数值相近(检测浓度基本高于国标)，检测饮用水中喹诺酮类抗生素浓度的结果准确，喹诺酮类抗生素浓度的回收率高于国家标准。
通过对喹诺酮类抗生素的检测实验，得到本发明方法对喹诺酮类抗生素检测限为0.1μg/L。
实施例4
大环内酯类抗生素的检测
将4份1L的去离子水作为4个样品，分别依次编号；在每一份样品中分别添加1ml等量的10.0μg/ml的红霉素(ERY)、螺旋霉素(SPM)、克拉霉素(CLA)、罗红霉素(ROX)。
4个样品分别用本发明检测方法和国标GB/T 20762-2006测试方法(因水中抗生素检测没有国标，以动物源食品检测标准代替)对样品中四环素类抗生素经行检测分析，测试结果如下表4所示。
表4测定的水中大环类脂类抗生素浓度(μg/L)
注：a.本发明检测方法；b.国标GB/T 20762-2006检测方法
由表4可知，对大环内酯类抗生素的检测，本发明检测方法与兽产国标方法的检测数值相近(检测浓度基本高于国标)，检测饮用水中大环内酯类抗生素浓度的结果准确，大环内酯类抗生素浓度的回收率高于国家标准。
通过对大环内酯类抗生素的检测实验，得到本发明方法对大环类脂类抗生素检测限为0.05μg/L。
综上所述，本发明方法针对四类抗生素，用一种处理手段对比了四种处理手段的国家标准，结果显示，本方法检测结果准确，样品回收率较高。由于本方法是一种手段针对多种抗生素同时检测，因此大大提高了检测的时效性，测试效果好，操作简单，减轻了检测工作的负担，提高了水中抗生素的检测效率。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）样品前处理：取水样过滤膜，过滤膜后的水样中加入乙二胺四乙酸钠，再加入内标物；用HLB柱进行固相萃取，真空抽干，洗脱，吹干，定容，过滤膜，得到待分析样品，置于进样瓶中保存；
（2）样品分析：采用液相色谱-质谱联用对样品进行检测分析，其中质谱采用电喷雾离子化源正模式，检测得到水样中抗生素的浓度。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述过滤膜是过0.45µm的GF/F玻璃滤膜，以去除水样中杂质。
3.根据权利要求1所述的一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述乙二胺四乙酸钠的加入量与过滤后的水样的比为3:10g/L。
4.根据权利要求1所述的一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法，其特征在于，步骤（1）中，采用HLB柱固相萃取过程中，水样进入HLB柱的速度为5~10mL/min。
5.根据权利要求1所述的一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法，其特征在于，步骤（1）中，HLB柱固相萃取过程中，过完水相后，缓慢通入超纯水，去除残留的乙二胺四乙酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种用于检测农村饮用水中抗生素的方法，其特征在于，该检测方法对磺胺类抗生素、四环素类抗生素、喹诺酮类抗生素以及大环类脂类抗生素的检出限分别为0.05µg/L、0.05µg/L、0.1µg/L以及0.05µg/L。
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