CN111220731A - 一种水质中氟苯尼考的检测方法 - Google Patents

一种水质中氟苯尼考的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水质中氟苯尼考的检测方法,包括:将第一次过滤后的水样匀速通过固相萃取小柱进行富集;富集完成后挤干所述小柱,用乙腈对所述小柱进行洗脱并收集洗脱液;将洗脱液旋转蒸干后定容,并进行第二次过滤;使用液相色谱三重四极杆质谱联用检测水质中的氟苯尼考。本发明采用固相萃取作为提取和净化方法,在充分净化样品的同时,进一步浓缩了样品,采用外标法作为定量曲线,提高了方法的准确度和重现性。通过固相萃取小柱对过滤后的水质样品进行富集,并通过液相色谱三重四极杆质谱联用检测水质中的氟苯尼考。经方法学验证和实际样品测定,充分证明了本方法具有灵敏度高、准确度高、快速高效,适用于水质样品中氟苯尼考的痕量检测。

Description

一种水质中氟苯尼考的检测方法
技术领域
本发明涉及一种水质中氟苯尼考的检测方法,属于检测领域。
背景技术
氟苯尼考,又名氟甲砜霉素,是甲砜霉素的单氟衍生物。化学名称:D (+)-苏-1-对甲砜基苯基-2-二氯乙酞胺基-3-氟丙醇,分子式C12H14Cl2FNO4S, 相对分子量为358.2,是一种广谱抗生素,属于酰胺醇类抗生素,与它同类的抗生素包括氯霉素、甲砜霉素等。由于其抗菌谱广、吸收良好、体内分布广泛,无潜在的致再生障碍性贫血作用,无致畸、致癌和致突变等三致作用,被用作氯霉素的替代品,广泛用于动物感染性疾病的防治。
氟苯尼考是第三代氯霉素类药物目前已广泛用于猪、牛、羊、水产、禽类等动物的细菌性疾病防治,其年使用量与生产量很大。我国于1999年批准上市,主要用于敏感细菌所致的动物细菌性疾病的防治,在2013年我国氟苯尼考的使用量已高达1万吨。氟苯尼考的消除半衰期长,如果临床用药不科学,很容易产生药物残留问题。与早期的酰胺醇类药物相比,氟苯尼考虽不会引起再生障碍性贫血,但却能够可逆性地抑制红细胞生成,且具有胚胎毒性,用药后动物还会出现厌食、腹泻等不良反应。因此动物性组织中残留的氟苯尼考或氟苯尼考胺(florfenicolamine,FFA)会对消费者的健康造成威胁。将于2020年4月1日开始实施的《GB31650-2019食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量》规定了残留标志物为氟苯尼考与氟苯尼考胺之和,不同动物种类不同靶组织最大残留限量100~3000μg/kg,抗生素经动物服用后并不能完全吸收利用,有40%~90%的母体药物成分被患病动物最终以粪尿的形式排放到环境中,且有些药物代谢物排放到环境后再转化成母体成分,进入到生态环境中,从而对土壤、水体等生态环境产生不良影响,并进一步通过食物链对生态环境产生毒害作用,最终影响自然环境中动植物和微生物的生命活动而影响人类健康,其造成的危害不容忽视。国内外生态毒理学研究广泛关注了兽药对各种生态环境中生物的影响。
氟苯尼考及其代谢物氟苯尼考胺等从养殖场到土壤和水环境的途径主要包括直接排放和间接扩散两种方式。一部分是通过养殖废水直接排放进入到水体环境中,另一部分是通过动物粪便发酵成肥料进入到土壤环境中。一旦氟苯尼考及其代谢物氟苯尼考胺被排放到环境中,药物中的活性成分就会渗滤到地下水体中,或者迁移到地表水体中,或者被土壤吸附,从而改变陆生动植物和水生生物的生长环境而影响生长,其残留物最终可以通过生物食物链的放大作用而传递到人的身体中,必将对人体和生态环境产生毒害作用。虽然与早期的酰胺醇类药物相比,氟苯尼考不会引起再生障碍性贫血,但却能够可逆性地抑制红细胞生成,且具有胚胎毒性,其造成的危害不容忽视。
目前关于氟苯尼考及FFA的检测方法很多,主要为动物源性食品中残留量的检测,包括免疫分析法、气相色谱法、高效液相色谱法、色谱-串联质谱法等,不同方法各有优缺点。其中免疫分析法特异性强,检测成本低,但需要提前制备标记抗原或标记抗体,操作繁琐,且抗原或抗体质量不稳定,一定程度上限制了该方法的应用。因氟苯尼考及FFA都不具有挥发性,气相色谱法必须对样品进行衍生化处理,过程繁琐耗时,限制了气相色谱法的应用范围。液相色谱法检测氟苯尼考及FFA,可以同时选择荧光检测器或紫外检测器,但检测费用相对较高。液质法检测动物源性食品中氟苯尼考报道较多,所用仪器设备昂贵,检测成本较高。水中氟苯尼考的检测方法尚未见报道。
发明内容
本发明设计开发了一种水质中氟苯尼考的检测方法,通过固相萃取小柱对过滤后的水质样品进行富集,在富集完成后进行洗脱,并将洗脱液浓缩后进行检测,检出限与定量限低至pg/L级别,前处理环节简单。
本发明的另一发明目的,将水样匀速通过固相萃取小柱,并将洗脱液旋转蒸干得到目标产物,实现了样品的准确获取和高倍浓缩。
本发明提供的技术方案为:
一种水质中氟苯尼考的检测方法,包括:
将第一次过滤后的水样匀速通过固相萃取小柱进行富集;
富集完成后挤干所述固相萃取小柱,用乙腈进行洗脱并收集洗脱液;
将洗脱液旋转蒸干后定容,并进行第二次过滤;
通过液相色谱三重四极杆质谱联用对氟苯尼考进行检测。
优选的是,所述固相萃取小柱中为PRiME HLB固相萃取小柱。
优选的是,所述水样用量为1000mL,所述水样匀速通过所述PRiME HLB 固相萃取小柱的速度为1mL/min。
优选的是,采用20ml乙腈对富集完成后的所述固相萃取小柱进行洗脱。
优选的是,所述旋转蒸干温度为40℃,所述定容选用1mL甲醇定容。
优选的是,所述第一次过滤使用0.45μm微孔滤膜,所述第二次过滤使用 0.22μm微孔滤膜。
优选的是,所述液相色谱三重四级杆质谱联用的条件包括:
色谱条件:色谱柱为BEH C18柱,以0.1%甲酸水为A相,以甲醇为B 相,组成流动相,采用梯度洗脱,柱温为25℃,流速为0.2mL/min,进样量为10μL,分析时间4分钟;
质谱条件:采用电喷雾离子模式,脱溶剂气流量为1000L/h,脱溶剂气温度为500℃。
优选的是,所述梯度洗脱具体包括:
0分钟时,流动相A为80%的甲酸溶液,流动相B为10%的甲醇溶液;
1分钟时,流动相A为20%的甲酸溶液,流动相B为80%的甲醇溶液;
2分钟时,流动相A为20%的甲酸溶液,流动相B为80%的甲醇溶液;
4分钟时,流动相A为80%的甲酸溶液,流动相B为10%的甲醇溶液;
其中,流速为0.2mL/min,进样量为10μL。
优选的是,所述BEH C18的规格为2.1mm×50mm,1.7μm。
本发明所述的有益效果:
1、实现了水质中,氟苯尼考的检测,将基质中氟苯尼考的方法检出限与定量限低至pg/L级别,方法灵敏度极高。
2、选用PRiME HLB固相萃取小柱,实现了样品的快速高效净化和超高倍率浓缩。区别于一般固相萃取小柱,PRiME HLB固相萃取小柱中亲水性单体(N-乙烯吡咯烷酮)起到类似于抓勾的作用,使水溶液可以直接进入到内孔,从而省去活化和平衡步骤,为确保测试结果良好的重现性,仅使用少量水浸润小柱,样品在过柱后无需进行淋洗,可直接洗脱,从而实现在尽可能短的时间内获得更加洁净的测试样品。净化过程操作简易,方便快捷,节省了大量时间和有机试剂,环保又低成本。
3、水质样品中目标化合物实现了高达浓缩1000倍的浓缩效率,从而实现了极高的灵敏度。水质样品分析过程中最主要的难点之一就是样品的高倍率浓缩。本方法选用将目标化合物保留于固相萃取小柱的方法策略,其中最主要难点在于样品匀速通过固相萃取小柱的方式为1mL/min,1000mL水样流经SPE总时间约为17小时,从而实现了高倍率的浓缩效率。
本发明的建立为研究生态系统中氟苯尼考的现状与发展和氟苯尼考通过食物链逐级传递方式及影响提供了重要途径,对于保护生态环境及保障人类健康及遗传发展具有极其重要意义;本发明采用固相萃取作为提取和净化方法,在充分净化样品的同时,进一步浓缩了样品,采用外标法作为定量曲线,提高了方法的准确度和重现性。经方法学验证和实际样品测定,充分证明了本方法具有灵敏度高、准确度高、重现性好,快速高效、安全经济,适用于水质样品中氟苯尼考的痕量检测。
附图说明
图1为本发明所述的氟苯尼考色谱图。
图2为本发明所述的氟苯尼考的标准曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-2所示,本发明提供一种水质中氟苯尼考的检测方法,通过固相萃取小柱对过滤后的水质样品进行富集,并通过液相色谱三重四极杆质谱联用对水质中残留的氟苯尼考进行检测,检出限与定量限低至pg/L级别,具体包括如下步骤:
取水样通过0.45μm微孔滤膜进行第一次过滤,过滤后将水样匀速通过固相萃取小柱进行富集,并且无需活化处理;
富集完成后挤干固相萃取小柱,用20mL乙腈进行洗脱并收集洗脱液;
洗脱完成后在40℃下将洗脱液旋转蒸干,采用1mL甲醇进行定容,并使用0.22μm微孔滤膜进行第二次过滤;
过滤后进行液质测定,通过液相色谱三重四极杆质谱联用对氟苯尼考进行检测。
其中,液相色谱三重四极杆质谱联用的条件为:
色谱条件:色谱柱为BEH C18柱(2.1mm×50mm,1.7μm),以0.1%甲酸水为A相,以甲醇为B相,组成流动相,采用梯度洗脱,柱温为25℃,流速为0.2mL/min,进样量为10μL,分析时间4分钟,
质谱条件:采用电喷雾离子模式,脱溶剂气流量为1000L/h,脱溶剂气温度为500℃。
实施例
1材料
1.1试剂
Figure RE-GDA0002454561480000051
1.2仪器
Figure RE-GDA0002454561480000052
Figure RE-GDA0002454561480000061
2、方法
2.1标准溶液的配制
取质量浓度为100mg/L的氟苯尼考标准品100μL,用甲醇定容于棕色容量瓶中,配制质量浓度为1000μL/mL的中间液,避光-16~20℃冷冻保存,使用时用水逐级稀释至所用浓度。
2.2样品采集和净化
取1000mL水样,将水样用0.45μm微孔滤膜进行第一次过滤后备用;固相萃取小柱用1mL纯净水进行淋洗,将1000mL水样以1mL/min的速率匀速通过固相萃取小柱进行(固相萃取小柱无需活化处理),富集完成后挤干小柱,用20mL乙腈进行洗脱,收集洗脱液,于40℃蒸发至近干,用1mL甲醇定容,过0.22μm微孔滤膜进行第二次过滤,供液质测定。
2.3上机检测
2.3.1色谱图
通过液相色谱三重四极杆质谱联用对氟苯尼考进行检测。
液相色谱三重四极杆质谱联用的条件为:
色谱条件:色谱柱为Waters BEH C18柱(2.1mm×50mm,1.7μm),以 0.1%甲酸水为A相(1%为体积分数),以甲醇为B相,组成流动相,采用梯度洗脱(梯度洗脱参数见表1,A相和B相的百分比均为体积分数比),柱温为25℃,流速为0.2mL/min,进样量为10μL,分析时间4分钟;
质谱条件:采用电喷雾负离子模式;多级反应检测(multiple reactionmonitoring,MRM)采集模式;脱溶剂气流量为1000L/h,脱溶剂气温度为 500℃,具体参数见表2。
表1氟苯尼考流动相梯度洗脱条件
Figure RE-GDA0002454561480000062
Figure RE-GDA0002454561480000071
表2氟苯尼考质谱采集参数条件
Figure RE-GDA0002454561480000072
按色谱条件进行分析,氟苯尼考与干扰物质完全分离,保留时间为 2.37min,峰形良好,标准色谱图如图1所示。
2.3.2提取与净化
水样经0.45μm微孔滤膜过滤后,通过Oasis PRiME HLB固相萃取小柱净化。该固相萃取小柱吸附剂可以吸附样品中非极性干扰物而不影响任务目标物的回收率,特别是对于造成基质干扰的脂肪和磷脂,去除效率高达95%以上,从而达到用最简单的过滤式样品制备流程实现最洁净样品净化的目标。该SPE小柱无需活化平衡,相比于三步法SPE流程大大节省了操作时间和溶剂。样品通过该SPE小柱后,目标化合物与该吸附剂结合。方法考察了5mL、 10mL、15mL、20mL不同体积乙腈的洗脱效率,其中以20mL结果最优。
2.4线性范围、检出限和定量限
2.4.1线性范围
配制氟苯尼考的7个不同质量浓度标准溶液,浓度分别为0.5ng/L、1ng/L、 10ng/L、20ng/L、50ng/L、100ng/L、1000ng/L,以峰面积响应为纵坐标,氟苯尼考浓度为横坐标通过外标法绘制标准曲线,如图2所示,得到氟苯尼考的线性回归方程Y=374.129X-31.717401,其中(Y=bX+a,a为截距,b为斜率)和方程的线性相关系数为,r=0.999438,如图2、表3所示。
表3氟苯尼考标准曲线测定结果
Figure RE-GDA0002454561480000081
利用相关系数法对该回归方程的线性进行检验:查相关系数检验表得r =0.874,因为r=0.999438>0.874=r(0.01,n=7),所以该曲线线性相关关系特别显著,此曲线可以用于准确定量。
2.4.2检出限和定量限
根据GB/T27417-2017对方法检出限和定量限的要求,测定氟苯尼考标准品及加标样品,通过对加入最低可接受浓度0.5ng/L溶液测定21次,水样取样量1000mL,经计算公式换算得平均检测结果为0.64pg/L,测定结果标准偏差为0.10pg/L,按LOD=0+3S计算得方法检出限为0.30pg/L,方法定量限按 LOQ=0+10S计算得方法的定量限为1.0pg/L,具体见表4所示。
表4最低可接受浓度样品测定
Figure RE-GDA0002454561480000082
2.4.3方法精密度和回收率
根据GB/T27417-2017等对方法精密度和回收率的要求,分别测试1.0、 2.0、10pg/L浓度水平阳性样品各3份,测定结果见表5。本方法在3个不同添加水平的回收率为93%~107%,对应的平均相对标准偏差为7.9~10%。经对不同地区5月、8月、10月份的19个水生态环境样品实际测定,均未检出氟苯尼考。
表5回收率和精密度试验结果
Figure RE-GDA0002454561480000091
3、结论
本实验采用固相萃取作为提取和净化方法,将样品匀速通过固相萃取小柱,在充分净化样品的同时,进一步浓缩了样品,采用外标法作为定量曲线,提高了方法的准确度和重现性。经方法学验证和实际样品测定,充分证明了本方法具有灵敏度高、准确度高、重现性好,快速高效、安全经济,检出限与定量限低至pg/L级别。适用于水质样品中氟苯尼考的痕量检测。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种水质中氟苯尼考的检测方法,其特征在于,包括:
将第一次过滤后的水样匀速通过固相萃取小柱进行富集;
富集完成后挤干所述固相萃取小柱,用乙腈进行洗脱并收集洗脱液;
将洗脱液旋转蒸干后定容,并进行第二次过滤;
通过液相色谱三重四极杆质谱联用对氟苯尼考进行检测。
2.根据权利要求1所述的水质中氟苯尼考的检测方法,其特征在于,所述固相萃取小柱中为PRiME HLB固相萃取小柱。
3.根据权利要求2所述的水质中氟苯尼考的检测方法,其特征在于,所述水样用量为1000mL,所述水样匀速通过所述PRiME HLB固相萃取小柱的速度为1mL/min。
4.根据权利要求3所述的水质中氟苯尼考的检测方法,其特征在于,采用20ml乙腈对富集完成后的所述固相萃取小柱进行洗脱。
5.根据权利要求4所述的水质中氟苯尼考的检测方法,其特征在于,所述旋转蒸干温度为40℃,所述定容选用1mL甲醇定容。
6.根据权利要求5所述的水质中氟苯尼考的检测方法,其特征在于,所述第一次过滤使用0.45μm微孔滤膜,所述第二次过滤使用0.22μm微孔滤膜。
7.根据权利要求6所述的水质中氟苯尼考的检测方法,其特征在于,所述液相色谱三重四级杆质谱联用的条件包括:
色谱条件:色谱柱为BEH C18柱,以0.1%甲酸水为A相,以甲醇为B相,组成流动相,采用梯度洗脱,柱温为25℃,流速为0.2mL/min,进样量为10μL,分析时间4分钟;
质谱条件:采用电喷雾离子模式,脱溶剂气流量为1000L/h,脱溶剂气温度为500℃。
8.根据权利要求7所述的水质中氟苯尼考的检测方法,其特征在于,所述梯度洗脱具体包括:
0分钟时,流动相A为80%的甲酸溶液,流动相B为10%的甲醇溶液;
1分钟时,流动相A为20%的甲酸溶液,流动相B为80%的甲醇溶液;
2分钟时,流动相A为20%的甲酸溶液,流动相B为80%的甲醇溶液;
4分钟时,流动相A为80%的甲酸溶液,流动相B为10%的甲醇溶液;
其中,流速为0.2mL/min,进样量为10μL。
9.根据权利要求8所述的水质中氟苯尼考的检测方法,其特征在于,所述BEH C18的规格为2.1mm×50mm,1.7μm。
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