CN107389835A - 一种hplc‑ms/ms法检测动物源性食品中抗球虫药物残留的样品前处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种HPLC‑MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,包括样品提取和磁性固相萃取两个步骤,所述磁性固相萃取的方法是:向样品提取液中加入吸附剂并萃取2‑5min,然后磁性分离吸附剂并用洗脱溶剂洗涤,收集洗涤液并在35‑45℃条件下氮气吹干,最后用甲酸水‑乙腈混合溶液复溶,滤膜过滤。本方法以磁性还原氧化石墨烯为吸附剂,建立的样品前处理方法操作简便、绿色高效,节省了分析时间和有机溶剂用量。本发明各项指标均能满足动物源性食品聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留分析的要求。
Description
技术领域
本发明属于分析化学及兽药残留分析技术领域,具体涉及HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法。
背景技术
样品前处理是兽药残留检测过程中的最基本步骤,也是影响检测准确度,精密度,灵敏度的关键。待检样品通过样品前处理的提取、净化、浓缩等过程后,可减少或消除基质干扰,分离浓缩待测目标物,从而达到保护仪器,提高检测方法灵敏度的目的。传统的样品前处理方法有索氏提取、蒸馏、过滤、液液萃取、色谱分离等,这些方法在不同程度上存在操作复杂,耗时长,有机溶剂消耗量大,容易引进误差,污染环境等问题。因此,建立快速、简便、高效、绿色的样品前处理技术是目前残留分析的重要发展方向之一。
近年来,新型的样品前处理技术不断涌现,如液液微萃取(LLME),固相微萃取(SPME),基质分散固相萃取(MSPDE),分子印迹固相萃取(MISPE),磁性固相萃取(MSPE)等。其中,MSPE由于绿色环保,提供快速分离等特性脱颖而出。MSPE 以磁性功能吸附剂为基础,将磁性吸附剂加入到样品溶液中,经过一段时间的作用,目标分析物附着到磁性吸附剂上。接着,通过外加磁场的作用将吸附剂与样品溶液分离。然后用合适的洗脱液将目标分析物从磁性吸附剂上洗脱下来,收集洗脱液,以便进一步的上机分析。
与传统的样品前处理方法相比,MSPE具有以下优势:(1)绿色环保,萃取过程中消耗的有机溶剂量相对较少,磁性吸附剂可回收利用,降低了样品前处理的成本;(2) 操作简便,不需要固相萃取小柱,节省了过柱时间,避免了过柱堵塞问题,提高了萃取效率;(3)由于吸附剂的超顺磁性,可将目标分析物与样品溶液快速分离;(4)样品中大多数杂质为反磁性物质,可有效降低杂质对分析过程的干扰;(5)磁性吸附剂易于合成,具有高比表面积和高吸附容积;(6)可根据目标化合物的性质对吸附剂进行修饰,以提高对待测物的选择性;(7)自动化易于实现。基于以上优点,MSPE已成为近年来迅速发展的样品前处理技术。
磁性功能材料是MSPE的核心。它在磁场的作用下,能够快速聚集并从样品溶液中分离出来,从而简化并加速分离过程。磁性功能材料具有超顺磁性,纳米量级,高比表面积,高吸附容积,高吸附效率,表面基团丰富可修饰,可重复利用等特点。
石墨烯是一种新型的二维碳基纳米材料,具有sp2杂化的碳原子,呈蜂窝状排列,是目前已知的世界上最薄的纳米材料。它具有高比表面积,高导电导热,高弹性等特点。石墨烯表面具有π共轭体系,也可与含有共轭系统的分子形成π-π相互作用。同时,石墨烯也可通过静电作用力,氢键,疏水作用力,范德华力等分子间作用力吸附目标分析物。将石墨烯作为非磁性部分,与铁氧化物作为磁性部分合成的磁性功能材料将很好的用于MSPE中。经文献调研发现石墨烯间存在很强的分子间作用力,因此石墨烯容易团聚堆积,并导致其实际表面积大大降低,这对石墨烯的应用造成了很大的困难。而还原氧化石墨烯表面含有大量的含氧官能团,提高了其在水中的分散性,也提高了它的吸附效果。同时,将还原氧化石墨烯与Fe3O4磁性纳米颗粒结合,也可减少还原性石墨烯的重新堆叠。
聚醚类和均三嗪类药物是当前预防和治疗球虫病常用的两种广谱抗球虫药,具有低毒高效的特点,常用作饲料添加剂。聚醚类抗球虫药包括莫能菌素、盐霉素、那拉霉素、马杜霉素、拉沙洛菌素、南昌霉素。均三嗪类抗球虫药地克珠利、妥曲珠利及其代谢产物妥曲珠利砜。这两类药物在发挥抗球虫作用的同时,有可能残留于动物组织中给动物性食品安全带来风险,国内外均制定了这两类药物在动物组织中的最高残留限量。建立动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药残留的检测方法具有重要意义。
在样品前处理方面,聚醚类和均三嗪类抗球虫药残留检测时所选方法主要是传统的液液萃取、固相萃取,也有一些新型样品前处理方法,如QuEChERS、基质固相分散萃取等,尚没有磁性固相萃取的方法被报道。液液萃取方法消耗有机试剂较多,提取杂质较多;固相萃取方法但操作复杂,耗时长,固相萃取柱成本较高;QuEChERS和基质固相分散萃取吸附剂较难与样品溶液分离。而磁性固相萃取方法可通过磁性作用实现快速分离,操作简便,消耗有机溶剂量少,成本较低,绿色环保。
在检测分析方面,目前聚醚类抗寄生虫药检测方法主要包括:微生物法,免疫学方法,高效液相色谱法(HPLC),液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)等。其中微生物法和免疫学方法适用于大量样品的快速筛查,不能满足痕量检测的需求,且存在假阳性。聚醚类抗寄生虫药不具有紫外吸收官能团,液相色谱紫外检测法需要衍生化,操作相对繁琐;而LC-MS/MS法不需衍生化,样品处理简单,可同时检测多种药物残留,且有更高的灵敏度,抗干扰能力强,可提供待测物的结构信息,是检测聚醚类抗寄生虫药较为理想的方法。均三嗪类药物检测方法主要有毛细管电泳法,气相色谱法,液相色谱法,液相色谱串联质谱法等。地克珠利和妥曲珠利在紫外吸收光谱上有所差异,因此,同时分析地克珠利与妥曲珠利药物残留的报道较少见。而HPLC-MS/MS是分离效能最高,分析速度最快,检测灵敏度最高,对样品的适用性最广的方法,并具有不受分析对象挥发性和热稳定性的限制等特点,很适用于这两种药物的检测。
综上所述,对于聚醚类和均三嗪类抗寄生虫药物,传统的样品前处理方法在不同程度上存在操作复杂,耗时长,有机溶剂消耗量大,容易引进误差,污染环境等问题。 HPLC-MS/MS是检测上述两种药物较为先进和合适的方法。因此,建立磁性固相萃取方法对动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药进行富集分离,并建立高效液相色谱 -串联质谱检测方法是很有意义的。
发明内容
本发明的目的是建立一种绿色快速高效的样品前处理方法即磁性固相萃取方法(MSPE),用于猪、鸡、牛、羊的肌肉、肝脏、肾脏以及鸡蛋、牛奶中莫能菌素、盐霉素、那拉霉素、马杜霉素、拉沙洛菌素、南昌霉素、地克珠利、妥曲珠利、妥曲珠利砜的分离富集,用于高效液相色谱串联质谱进行检测。
实现本发明的技术方案是:
一种HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,包括样品提取和磁性固相萃取两个步骤,所述磁性固相萃取的方法是:向样品提取液中加入吸附剂并萃取2-5min,然后磁性分离吸附剂并用洗脱溶剂洗涤,收集洗涤液并在35-45℃条件下氮气吹干,最后用甲酸水-乙腈混合溶液复溶,滤膜过滤。
优选地,所述吸附剂为磁性还原氧化石墨烯。
进一步优选地,按每1ml样品提取液计,所使用的磁性还原氧化石墨烯的用量为10-30mg。
优选地,所述洗脱溶剂为乙酸乙酯。
优选地,所述甲酸水-乙腈混合溶液为0.1%(重量)甲酸水-乙腈混合溶液,所述0.1%甲酸水与乙腈的体积比为25:75。
优选地,所述滤膜的孔径为0.22μm。
优选地,所述样品提取的方法是:
动物组织:取1g动物组织于50mL离心管中,加入5mL乙腈,涡旋和超声各2min,加入1g无水硫酸钠,涡旋1min,10000r/min离心5min,取上清液;剩余残渣加入5mL 乙酸乙酯,涡旋和超声各2min,加入1g无水硫酸钠,涡旋1min,10000r/min离心5min,取上清液;合并两次提取的上清液,涡旋混合均匀,在40℃条件下氮气吹干,用1mL 超纯水复溶,即为样品提取液;
鸡蛋、牛奶:取1g鸡蛋或1mL牛奶于50mL离心管中,直接用超纯水稀释至10mL 后用作样品提取液。
优选地,所述聚醚类和均三嗪类抗球虫药物为莫能菌素、盐霉素、那拉霉素、马杜霉素、拉沙洛菌素、南昌霉素、地克珠利、妥曲珠利、妥曲珠利砜。
本发明选择的吸附剂为磁性还原氧化石墨烯。聚醚类和均三嗪类抗球虫药含有苯环、碳碳双键、碳氧双键、三嗪环等共轭官能团,且具有疏水性,磁性还原氧化石墨烯可通过π-π共轭、疏水作用力、静电作用力来吸附目标化合物,以磁性还原氧化石墨烯为吸附剂,建立磁性固相萃取样品前处理方法,优化了提取溶剂,吸附剂用量,萃取时间,洗脱溶剂,洗脱溶剂用量等条件,然后通过高效液相色谱串联质谱进行检测,具有快速、绿色、高效、操作简便等特点,检测限为1-5μg/kg,具有灵敏度高、准确性好等优点。
附图说明
图1聚醚类和均三嗪类抗球虫药物标准溶液的质量色谱图(LOQ)
图2聚醚类和均三嗪类抗球虫药在牛奶中加标的质量色谱图(LOQ)
图3聚醚类和均三嗪类抗球虫药在鸡蛋中加标的质量色谱图(LOQ)
图4聚醚类和均三嗪类抗球虫药在鸡肉中加标的质量色谱图(LOQ)
图5聚醚类和均三嗪类抗球虫药在鸡肝中加标的质量色谱图(LOQ)
图6聚醚类和均三嗪类抗球虫药在鸡肾中加标的质量色谱图(LOQ)
图7聚醚类和均三嗪类抗球虫药在猪肉中加标的质量色谱图(LOQ)
图8聚醚类和均三嗪类抗球虫药在猪肝中加标的质量色谱图(LOQ)
图9聚醚类和均三嗪类抗球虫药在猪肾中加标的质量色谱图(LOQ)
图10聚醚类和均三嗪类抗球虫药在牛肉中加标的质量色谱图(LOQ)
图11聚醚类和均三嗪类抗球虫药在牛肝中加标的质量色谱图(LOQ)
图12聚醚类和均三嗪类抗球虫药在牛肾中加标的质量色谱图(LOQ)
图13聚醚类和均三嗪类抗球虫药在羊肉中加标的质量色谱图(LOQ)
图14聚醚类和均三嗪类抗球虫药在羊肝中加标的质量色谱图(LOQ)
图15聚醚类和均三嗪类抗球虫药在羊肾中加标的质量色谱图(LOQ)
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细地说明。
1.制备磁性还原氧化石墨烯:
称取0.4g氧化石墨,加入20ml乙二醇,充分溶解后在冰浴下用细胞粉碎机超声30min,超声功率60%,得到氧化石墨烯乙二醇溶液。取0.5g无水FeCl3,加入20ml乙二醇充分溶解,然后将制备好的氧化石墨烯乙二醇溶液与FeCl3乙二醇溶液混合,搅拌 1h,加入2gNaAc,搅拌20min后将混合液装入反应釜于200℃下反应10h。冷却后取出反应釜,倾出反应液,在外加磁场将产物分离,当液体为无色时证明反应完全。然后用去离子水对磁性氧化石墨烯进行洗涤,直至中性,再用乙醇清洗两次。在40℃真空干燥箱烘干,后研磨成粉末备用。
制备的磁性还原氧化石墨烯为黑色粉末,无明显结块。透射电子显微镜观察,可见Fe3O4纳米颗粒附着于石墨烯的表面。石墨烯呈片状褶皱,粒径0.5-5μm,厚度为1-3nm;Fe3O4纳米颗粒为黑色球形颗粒,附着与石墨烯褶皱的表面。Fe3O4纳米颗粒平均粒径约为50nm。用振动样品磁强计测试,绘制磁滞回线。磁滞回线过原点,磁化曲线剩磁和矫顽力接近与零,饱和磁性强度约为36emu/g,表现为超顺磁性。用X射线衍射测定磁性碳纳米管的晶体结构,可测到石墨烯的衍射峰以及Fe3O4纳米颗粒的(220),(311), (400),(422),(511),(440)和(620)晶面的衍射峰。
2.磁性固相萃取过程
吸附剂活化:取15mg磁性还原氧化石墨烯于10mL试管中,加入2mL甲醇活化,超声5min,在外部磁场作用下,将磁性吸附剂聚集在试管壁上,弃去上层液体;加入 2mL超纯水洗涤,涡旋2min,在外部磁场作用下,将磁性吸附剂聚集在试管壁上,弃去上层液体,重复此操作2次。
动物组织提取:取1g组织于50mL离心管中,加入5mL乙腈提取,间接涡旋和超声各2min,加入1g无水硫酸钠,涡旋1min,10000r/min,离心5min,取上清液至另一离心管中;剩余残渣加入5mL乙酸乙酯重复提取,涡旋和超声各2min,加入无水硫酸钠1g,涡旋1min,10000r/min,离心5min,取上清液。合并两次提取液涡旋混合均匀,在40℃温度下氮气吹干,用1mL超纯水复溶;
萃取:将活化后的磁性吸附剂加入到复溶的提取液中,涡旋4min,磁性分离吸附剂;用1mL乙酸乙酯洗涤吸附剂,重复3次,每次涡旋1min,收集洗涤液;将洗涤液在40℃温度下氮气吹干,用0.1%甲酸水-乙腈(25:75,v/v)复溶,过0.22μm滤膜,上样。
牛奶:萃取:取1mL牛奶于50mL离心管中,加入超纯水稀释至10mL。将活化后的磁性吸附剂加入到稀释液中,涡旋4min,磁性分离吸附剂;用1mL乙酸乙酯洗涤吸附剂,重复3次,每次涡旋1min,收集洗涤液;将洗涤液在40℃温度下氮气吹干,用 0.1%甲酸水-乙腈(25:75,v/v)复溶,过0.22μm滤膜,上样。
鸡蛋:萃取:取1g鸡蛋于50mL离心管中,加入超纯水稀释至10mL。将活化后的磁性吸附剂加入到稀释液中,涡旋4min,磁性分离吸附剂;用1mL乙酸乙酯洗涤吸附剂,重复3次,每次涡旋1min,收集洗涤液;将洗涤液在40℃温度下氮气吹干,用0.1%甲酸水-乙腈(25:75,v/v)复溶,过0.22μm滤膜,上样。
3.液相色谱串联质谱条件相条件:
色谱柱:Hypersil GOLD(5μm,150×2.1mm);柱温:40℃;流动相:0.1%甲酸水- 乙腈;流速:0.2mL/min;进样量:10μL。流动相梯度见表2。
表2流动相梯度洗脱条件
质谱条件:TSQ Quantum三重四级杆串联质谱仪:电喷雾离子源 (electrospray-ionization,ESI);碰撞气为氩气,辅助气为氮气;扫描方式:正、负离子同扫,选择反应检测(selective reaction monitoring,SRM);电喷雾电压(Spray Voltage): 4.2kV;毛细管温度(Capillary Temperature):350℃;鞘气压力(Sheath Gas Pressure): 40arb,辅助气压力(Aux Gas Pressure):15arb。
表4聚醚类药物和均三嗪类药物的质谱参数
注:药物中标注(-)的为负离子模式药物,没有标注的为正离子模式药物。
该方法避免了传统萃取中的复杂操作过程,节约了样品前处理的成本,消耗有机溶剂量较少且吸附剂可重复利用,更加绿色环保。
4.动物性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药含量的测定
选择牛、羊、猪、禽的肌肉、肝脏、肾脏和牛奶、鸡蛋为实验样本进行药物添加回收实验。取空白组织样品,加入药物标准溶液,制成加了药物的组织,用添加法测定回收率,选定3个添加浓度,对于有MRL规定的药物添加LOQ、MRL和2MRL三个浓度,无规定药物的添加浓度为1,2和4倍LOQ,进行回收实验,每一浓度5个样,进行3次单独实验。按样品处理方法萃取并检测,用外标法计算的回收率和变异系数。
5.测定结果分析
图1-15为聚醚类和均三嗪类抗球虫药物的药物标准溶液的质量色谱图和样品基质加标色谱图(添加浓度为定量限)。比较标准溶液和样品基质加标色谱图,在相同流动相梯度下,药物分离良好,无杂峰干扰,特异性强。与标准品相比,样品中目标化合物保留时间相对偏差小于±2.5%,特异性强,灵敏度高,能满足残留分析的需要。
本发明在猪、鸡、牛、羊的肌肉、肝脏、肾脏和鸡蛋、牛奶中的检测限为1-5μg/kg,回收率为72.9%-103.9%,变异系数小于17.3%,可满足动物性食品中聚醚类和均三嗪类药物残留检测的需要。
本发明建立了用于动物性食品中聚醚类和均三嗪类药物残留检测的磁性固相萃取方法。利用了磁性吸附剂对9种药物的吸附能力,在外加磁场的作用下将带有药物的吸附剂与复杂的样品溶液快速分离,然后将待测物洗脱下来。该方法避免了传统萃取中的复杂操作过程,节约了样品前处理的成本,消耗有机溶剂量较少且吸附剂可重复利用,绿色环保,可以满足动物性食品中聚醚类和均三嗪类药物残留检测的需要。
Claims (8)
1.一种HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,包括样品提取和磁性固相萃取两个步骤,其特征在于所述磁性固相萃取的方法是:向样品提取液中加入吸附剂并萃取2-5min,然后磁性分离吸附剂并用洗脱溶剂洗涤,收集洗涤液并在35-45℃条件下氮气吹干,最后用甲酸水-乙腈混合溶液复溶,滤膜过滤。
2.如权利要求1所述HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,其特征在于:所述吸附剂为磁性还原氧化石墨烯。
3.如权利要求2所述HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,其特征在于:按每1ml样品提取液计,所使用的磁性还原氧化石墨烯的用量为10-30mg。
4.如权利要求1所述HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,其特征在于:所述洗脱溶剂为乙酸乙酯。
5.如权利要求1所述HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,其特征在于:所述甲酸水-乙腈混合溶液为0.1%甲酸水-乙腈混合溶液,所述0.1%甲酸水与乙腈的体积比为25:75。
6.如权利要求1所述HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,其特征在于:所述滤膜的孔径为0.22μm。
7.如权利要求1-6任一项所述HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,其特征在于所述样品提取的方法是:
动物组织:取1g动物组织于50mL离心管中,加入5mL乙腈,涡旋和超声各2min,加入1g无水硫酸钠,涡旋1min,10000r/min离心5min,取上清液;剩余残渣加入5mL乙酸乙酯,涡旋和超声各2min,加入1g无水硫酸钠,涡旋1min,10000r/min离心5min,取上清液;合并两次提取的上清液,涡旋混合均匀,在40℃条件下氮气吹干,用1mL超纯水复溶,即为样品提取液;
鸡蛋、牛奶:取1g鸡蛋或1mL牛奶于50mL离心管中,直接用超纯水稀释至10mL后用作样品提取液。
8.如权利要求1-6任一项所述HPLC-MS/MS法检测动物源性食品中聚醚类和均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法,其特征在于:所述聚醚类和均三嗪类抗球虫药物为莫能菌素、盐霉素、那拉霉素、马杜霉素、拉沙洛菌素、南昌霉素、地克珠利、妥曲珠利、妥曲珠利砜。
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