CN109387575A

CN109387575A - 一种地表水中人畜药物多组分残留的高精度检测方法

Info

Publication number: CN109387575A
Application number: CN201710660862.0A
Authority: CN
Inventors: 俞慎; 洪兵
Original assignee: University of Chinese Academy of Sciences; Institute of Urban Environment of CAS
Current assignee: University of Chinese Academy of Sciences; Institute of Urban Environment of CAS
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2019-02-26

Abstract

本发明专利针对人畜药物残留痕量检测技术的不足，提供了一种地表水中人畜药物多组分残留的高精度检测方法，所述方法可通过地表水单一处理流程同时进行多类别多组分人畜药物残留的痕量检测。所述发明专利检测技术流程包括地表水样采集及保存，水样前处理，固相萃取富集，氮吹浓缩，定容，高效液相色谱串联质谱仪测定，数据分析和方法适用范围。本方法具备前处理方法简便高效、单批次检测药物组分多、所测药物精度高和不同pH萃取共同药物化合物的检测结果可进行交叉校验等特点，极大程度地克服了前处理方式复杂及多组分多次测定带来的分析误差，提高了地表水样品中痕量残留人畜药物化合物的分析精度、可对比性及方法稳定性。

Description

一种地表水中人畜药物多组分残留的高精度检测方法

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种地表水中人畜药物多组分残留的高精度检测方法。

背景技术

药物是一类与人类生活关系密切的庞大化合物体系（普遍使用的药品大约有4000多种），大量和频繁的使用是药物进入环境的主要来源，已有超过100种人畜药物在环境介质中检出。随着快速城镇化和畜禽水产养殖集约化，大量人畜用药物被使用并在流域不同环境介质、生产的食品和饮用水中残留，威胁着生态安全和国民健康。由于环境残留药物的痕量水平及基质效应，使得不同介质检测和低剂量长期暴露风险评价十分困难，我国尚无人畜药物残留的标准化分析方法和环境标准。发达国家已在人畜药物环境残留方面进行了较深入的研究，欧盟和美国等国已对抗生素畜用和人用制定了严格的管理条例。美国环保署提出了用于药物和个人护理品（PPCPs）的标准分析程序（EPA1694），已为众多国家借鉴，但部分药物化合物存在回收率不稳定的技术问题。欧盟就药物环境残留出台了地表水和土壤风险阈值。我国在环境介质药物残留痕量分析技术上处于借鉴与适用性改良水平，尚未形成标准方法技术体系和环境质量标准，制约了药物残留环境污染问题的甄别、防治和管理。

我国药物环境残留来源较为复杂，畜禽和水产养殖中抗生素滥用、人用抗生素处方化时间过短、过期药物无回收和清洁处理机制、制药厂废水和固废以及医院污水处理不当等问题，这都成为环境残留人畜药物的重要来源，且种类繁多。由于缺乏人畜药物残留环境质量和排放标准，使环境微生物受低剂量残留药物长期持续暴露，导致环境耐药基因激增，近期已被大量报道，成为全国性的环境问题。可以预见，耐药基因问题将成为超越国界的环境问题，人畜药物环境残留将成为国际履约条例或贸易技术壁垒。综上，本专利提供了6大类94种人畜药物水环境痕量残留的检测方法，具体药物清单见图1。

发明内容

本发明专利针对人畜药物残留痕量检测存在的耗时废力、前处理复杂、回收率低和检出限高等众多技术不足，通过大量的分析测试，提供了一种地表水中人畜药物多组分残留的高精度检测方法，所述方法可通过地表水单一处理流程同时进行多类别多组分人畜药物残留的痕量检测，具有前处理方法简便高效、单批次检测药物组分多、所测药物精度高和不同pH萃取共同药物化合物的检测结果可进行交叉校验等特点，极大程度地克服了处理方式复杂和多组分多次测定带来的分析误差，提高了地表水样品中痕量残留人畜药物化合物的分析精度、可对比性及方法稳定性。

本发明所提供的一种地表水中人畜药物多组分残留的高精度检测方法，方法流程包括：地表水样采集及保存（1），水样前处理（2），固相萃取富集（3），氮吹浓缩（4），定容（5），高效液相色谱串联质谱仪测定（6），数据分析（7），方法适用范围（8）。所述方法依次进行，不可缺失或位序调整。

本发明专利通过以下方案解决其精度提高和多组分高效测定的关键技术问题：

所述方法流程（2）调节合适的pH提高地表水中不同理化性质的药物组分的提取效率；

所述方法流程（2）添加二水合乙二胺四乙酸二钠络合Ca²⁺、Mg²⁺等碱金属离子及微量重金属离子，提高大环内酯类和四环素类抗生素的检出水平；

所述方法流程（2）添加与人畜药物组分相应的同位素内标可降低实验过程中药物组分的损失；

所述方法流程（7）不同pH萃取共同药物化合物的检测结果进行交叉校验可提高方法稳定性和检测结果的可对比性；

所述方法流程（8）本发明方法现适用地表水中6大类94种人畜药物化合物检测，随着可获得药物化合物标准物质的增加，可进一步扩展适用药物化合物范围。

附图说明

图1为6大类94种人畜药物清单。

图2为本发明方法的主要步骤流程图。

图3正离子模式（A）和负离子模式(B)下人畜药物及其同位素内标的总离子流质谱图。

具体实施方式

本发明所述的地表水中人畜药物多组分残留的高精度检测方法具体实施方式如图2所示，方法流程包括：地表水样采集及保存（1），水样前处理（2），固相萃取富集（3），氮吹浓缩（4），定容（5），高效液相色谱串联质谱仪测定（6），数据分析（7），方法适用范围（8）。所述方法依次进行，不可缺失或位序调整。

地表水样采集及保存（1）：采集两份1L地表水样品于450^oC炙烧冷却后的玻璃瓶中，各加入50mL分析纯甲醇，4℃冷藏避光保存，样品需在24h内处理。

水样前处理（2）：地表水样品分别使用4mol/L稀硫酸溶液和2mol/L氢氧化钠溶液调节pH至3.0和9.0，再经0.7μm玻璃纤维滤膜（GF/F）过滤，过滤水样中依次准确加入0.2gNa₂EDTA·2H₂O和100ng同位素内标，每次添加需混匀溶解。

固相萃取富集（3）：依次使用10mL色谱纯甲醇和10mL超纯水活化HLB固相萃取柱（500mg，6mL），再将样品溶液转移至小柱上，转移完成后样品瓶以2×50mL分析纯甲醇-水（5:95，体积比）冲洗。

氮吹浓缩（4）：使用2×5mL超纯水淋洗小柱，弃去上述滤液；使用水浴氮吹仪氮吹干HLB固相萃取柱中水分；12mL色谱纯甲醇洗脱；洗脱液使用水浴氮吹仪和高纯氮于35℃水浴蒸发至快干。

定容（5）：使用色谱纯甲醇-水（1:1，体积比）定容至1mL，经0.2μm针头式滤器过滤至色谱瓶，待高效液相色谱串联质谱仪测定。

高效液相色谱串联质谱仪测定（6）：

1.液相色谱条件

a）色谱柱：Kinetex C18，100mm×2.1mm×2.6μm；

b）流动相：有机相：色谱纯甲醇；水相：0.1%甲酸水 + 2mmol/L乙酸铵溶液；

c）流速：0.3mL/min；柱温：40℃；进样量：10μL；

d）梯度洗脱程序：0-1.0min,有机相比例保持15%；1.0-2.0min，有机相比例从15%线性升至30%；2.0-5.0min，有机相比例从30%线性升至40%；5.0-10.0min，有机相比例从40%线性升至50%；10.0-14.0min，有机相比例从50%线性升至70%；14.0-16.0min，有机相比例从70%线性升至100%；16.0-20.0min，有机相比例保持100%；20.0-25.0min，有机相比例保持15%；25.0min结束；

2.串联质谱条件

分析所用仪器：安捷伦高效液相色谱-串联质谱联用仪（ABI 6500 Q TRAP HPLC/MS/MSSystem）；

离子源：电喷雾电离源（ESI）；

扫描方式：多反应监测模式（MRM），正离子模式和负离子模式同时扫描监测；

气帘气：25psi；碰撞气：9psi；雾化气：50psi；干燥气：60psi；

离子源喷雾电压：5500V（正离子模式），-4500V（负离子模式）；

质谱离子源温度：650℃；

气帘气、碰撞气为高纯氮气；雾化气为零级空气；干燥气为洁净干燥空气。

数据分析（7）：采用内标法定量；不同pH萃取共同药物化合物的检测结果可进行交叉校验。

方法适用范围（8）：本发明方法现适用地表水中6大类94种人畜药物化合物检测，随着可获得药物化合物标准物质的增加，可进一步扩展适用药物化合物范围；方法精度说明：参照GB/T 6379.1和GB/T 6379.2 的方法要求，所建立的地表水方法（pH3+0.2gNa₂EDTA）在10μg/L添加水平范围内的平均回收率为53%～137%，相对标准偏差均小于15%；在100μg/L添加水平范围内的平均回收率为51%～147%，相对标准偏差均小于18%。所建立的地表水方法（pH9+0.2gNa₂EDTA）在10μg/L添加水平范围内的平均回收率为51%～143%，相对标准偏差均小于17%；在100μg/L添加水平范围内的平均回收率为55%～143%，相对标准偏差均小于17%。

Claims

1.一种地表水中人畜药物多组分残留的高精度检测方法，其流程特征在于：地表水样采集及保存（1），水样前处理（2），固相萃取富集（3），氮吹浓缩（4），定容（5），高效液相色谱串联质谱仪测定（6），数据分析（7），方法适用范围（8）；

所述方法流程（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）依次进行，不可缺失或位序调整。

2.根据权利要求1所述的方法流程（1），其特征在于：需同时采集1L地表水样品两份，分别添加50ml分析纯甲醇，以抑制水样中微生物活性。

3.根据权利要求1所述的方法流程（2），其特征在于：pH调节（21），水样过滤（22），添加二水合乙二胺四乙酸二钠（23），添加同位素内标（24）；

所述方法流程（21）两份地表水样品pH分别调节至3.0和9.0；

所述方法流程（22）已调节pH的地表水样品经0.7μm玻璃纤维滤膜过滤，取滤液；

所述方法流程（23）过滤水样中添加二水合乙二胺四乙酸二钠的量为0.2g；

所述方法流程（24）过滤水样中添加与人畜药物组分相应的同位素内标的量为100ng。

4.根据权利要求1所述的方法流程（3），其特征在于：亲水亲油平衡固相萃取柱（规格为500mg,6mL）活化（31）；

所述方法流程（31）依次用10mL色谱纯甲醇和10mL超纯水活化。

5.根据权利要求1所述的方法流程（4），其特征流程在于：淋洗（41），氮吹干水分（42），洗脱（43）；

所述方法流程（41）使用10mL超纯水淋洗固相萃取柱；

所述方法流程（42）使用水浴氮吹仪氮吹干固相萃取柱中水分；

所述方法流程（43）使用12mL色谱纯甲醇洗脱固相萃取柱。

6.根据权利要求1所述的方法流程（5），其特征在于：使用色谱纯甲醇-水（1:1，体积比）定容至1mL。

7.根据权利要求1所述的方法流程（6），其特征在于：采用梯度洗脱方法进行液相色谱分离，流动相为有机相：色谱纯甲醇；水相：0.1%甲酸水 + 2mmol/L乙酸铵溶液，流速：0.3mL/min，串联质谱同时进行正离子模式和负离子模式扫描监测。

8.根据权利要求1所述的方法流程（7），其特征在于：采用内标法定量；不同pH萃取共同药物化合物的检测结果可进行交叉校验。

9.根据权利要求1所述的方法流程（8），其特征在于：本发明方法现适用于地表水中6大类94种人畜药物化合物检测，随着可获得药物化合物标准物质的增加，可进一步扩展适用药物化合物范围。