CN114814046B - 一种快速检测肉类食品中达托霉素的方法及应用 - Google Patents
一种快速检测肉类食品中达托霉素的方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种快速检测肉类食品中达托霉素的方法及应用,属于检测技术领域。本发明将经过粉碎均质的肉类样品经快速溶剂萃取仪(Accelerated Solvent Extraction,ASE)萃取和C18吸附树脂净化,通过冷冻去除部分脂肪,无需进一步的浓缩,提取液直接采用串联液相色谱质谱法进行检测,可快速获得食品样本中达托霉素的残留量。本发明的方法的检出限为200μg/kg,定量限为500μg/kg,适用于肉及肉制品肽类抗生素达托霉素的快速检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速检测肉类食品中达托霉素的方法及应用,属于检测技术领域。
背景技术
超级抗生素“达托霉素”是继万古霉素之后上市的新一代环脂肽类抗生素,被视为抗生素领域的“里程碑”式进展。由于抗菌机理不同,达托霉素比其他抗生素引起细菌耐药性的几率要低很多,能用于治疗一些传统抗生素难以治疗的棘手疾病,也是目前治疗革氏阳性耐药菌株感染的最佳治疗药物。过量使用或者不遵循休药期使用,将可能导致动物源性食品中肽类抗生素残留,通过食物链传递给人类,长期积累会导致肝、肾毒性,危及健康,造成食品安全问题。而食品、环境中的抗生素残留也是老百姓普遍关注的民生问题。
达托霉素是由玫瑰孢链霉菌 (Streptomyces roseosporus) 产生的一种新型环脂肽抗生素,包含1个由10个氨基酸残基组成的大环核心和3个环外氨基酸连接1个癸酸脂肪酸侧链。达托霉素以钙离子依赖的方式与细胞膜相互作用并发挥杀菌活性。带正电的达托霉素-钙离子复合物主要与细胞膜中带负电荷的磷脂酰甘油(phosphatidylglycerol,PG)和心磷脂(cardiolipin, CL)等相互作用,造成细胞膜去极化,钾离子等细胞内容物外排,最终导致细菌死亡。达托霉素与万古霉素,以及现有的所有肽类抗生素及其他小分子抗生素结构与化学性质完全不同,抗菌作用机制也完全不同。由于这种药物比较新,目前我国国家标准GB 31650-2019 食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量中暂未规定其最大残留量,相关限量评估及检测方法标准均属于空白(药学学报 2018,53(6):839-844)。
快速溶剂萃取(Accelerate Solvent Extraction,ASE)是在一定的压力(10.3~20.6 MPa)和温度(50~200℃)下用溶剂对固体或者半固体样品进行提取的方法,和常规的溶剂萃取相比,主要是通过使用常规的溶剂、提高温度和增加压力方式来提高萃取的效率,大大缩短了萃取时间并明显降低萃取溶剂的使用量,是一种非常环保的前处理技术。ASE技术已逐渐在农兽药检测领域内得到了广泛应用,比如:2012年欧阳运富等利用ASE结合凝胶渗透色谱(GPC)检测22种农药残留(欧阳运富, 唐宏兵, 吴英,等. 加速溶剂萃取-在线凝胶渗透色谱-气相色谱-质谱联用法快速测定蔬菜和水果中多农药残留[J]. 色谱,2012.);2014年吴凤琪等经ASE提取后在C18填料净化检测53种农药残留(吴凤琪, 聂冬锐,沈金灿,等. 快速溶剂萃取在线凝胶渗透色谱-串联气质联用法测定大豆中53种农药残留量[J]. 食品安全质量检测学报, 2014(11):3410-3418.);2015年祝子铜等利用ASE技术检测蜂花粉中氯霉素(祝子铜, 雷美康, 彭芳,等. 快速溶剂萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定蜂花粉中氯霉素[J]. 食品工业科技, 2015, 36(20):5.);2018年纪律等利用ASE-UPLC-MS/MS检测竹笋中百草枯残留(纪律, 徐峻卿, 李启,等. 快速溶剂萃取-超高效液相色谱串联质谱法测定竹笋中的百草枯残留[J]. 中国卫生检验杂志, 2018, 28(1):4.)。
虽然ASE技术在农药残留方面具有良好的应用前景,但是在兽药残留中应用较少,目前尚未发现其在肽类抗生素检测中的应用,更未发现在食品基质中检测达托霉素的报道。
发明内容
技术问题
目前,达托霉素的研究主要集中在生物合成、耐药分析、制剂质控等方面,对食品中达托霉素残留的检测手段仍属于空白,形成监管的真空区域,造成较大的食品安全隐患。
技术方案
为了解决上述问题,本发明提供了一种基于快速溶剂萃取和液相色谱质谱来定量检测肉类食品中达托霉素残留量的方法。
本发明的第一个目的是提供一种基于快速溶剂萃取和液相色谱质谱来定量检测肉类食品达托霉素残留量的方法,包括如下步骤:
(1)快速溶剂萃取:
将待测肉类和水混合搅碎,得到样品;之后将样品和C18吸附树脂混合均匀,得到混合物;之后将混合物放入萃取池中;
将萃取池置于快速溶剂萃取仪的池托盘中,设置参数进行萃取;其中,萃取条件为:溶剂:乙腈,萃取温度:60℃,萃取压力:1500psi,静态循环次数:2,冲洗体积:60%,冲洗时间:60s,静置时间:5min;
萃取结束后,定容,冷却沉淀脂肪,离心,取上清液作为待测溶液;
(2)检测:
采用液相色谱-串联质谱联用仪对待测溶液进行检测,得到质谱响应值;将质谱响应值代入标准曲线,得到待测溶液中达托霉素的浓度,之后计算得到待测肉类中达托霉素的含量。
在本发明的一种实施方式中,步骤(1)所述的待测肉类和水的比例为200g:10mL。
在本发明的一种实施方式中,步骤(1)所述的搅碎是采用间歇方式进行搅碎,以防止过热造成损失,搅碎的转速为10000rpm,间歇的间隔为10s,搅碎的时间为0.5-1min。
在本发明的一种实施方式中,步骤(1)所述的样品和C18吸附树脂质量比为2:4。
在本发明的一种实施方式中,步骤(1)所述的定容是采用乙腈定容。
在本发明的一种实施方式中,步骤(1)所述的冷却是放入-18℃的冰箱中冷却0.5h。
在本发明的一种实施方式中,步骤(1)所述的离心是在10000 rpm下离心5 min。
在本发明的一种实施方式中,步骤(2)所述的液相色谱的条件为:
流动相A:0.1%甲酸-水溶液流动相B:0.1%甲酸-乙腈溶液
仪器:AB SCIEX Triple QUAD 5500
色谱柱:Phenomenex C18,2.1x100mm,2.6μm
流动相洗脱梯度如下:
RT min | 流速 mL/min | 流动相A | 流动相B |
0.0 | 0.3 | 95 | 5 |
1.0 | 0.3 | 95 | 5 |
2.0 | 0.3 | 40 | 60 |
4.0 | 0.3 | 23 | 77 |
4.5 | 0.3 | 2 | 98 |
6.0 | 0.3 | 2 | 98 |
6.1 | 0.3 | 95 | 5 |
在本发明的一种实施方式中,步骤(2)所述的质谱分析条件如下:
母离子m/z | 子离子m/z | Dwell ms | DP V | CE eV |
811.000 | 341.000(定量离子) | 200 | 80.000 | 33.000 |
811.000 | 313.000(定性离子) | 200 | 80.000 | 44.000 |
在本发明的一种实施方式中,步骤(2)所述的标准曲线的构建方法为:
取达托霉素标准物质,将不含达托霉素的空白样品提取液配制成10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、100ng/mL、200ng/mL、500ng/mL的标准工作溶液;之后采用液相色谱-串联质谱联用仪对不同浓度的标准工作溶液进行检测,得到质谱响应值;最后利用外标法定量,将达托霉素的浓度和其对应的质谱响应值构建标准曲线。
在本发明的一种实施方式中,步骤(2)所述的标准曲线为:y = 7444.70185 x + -5.05420e4 (r = 0.99257, r² = 0.98519);其中,y为质谱响应值,x为达托霉素浓度(ng/mL);检出限为200μg/kg,定量限为500μg/kg。
在本发明的一种实施方式中,步骤(2)所述的计算得到待测肉类中达托霉素的含量的计算公式为式(1):
式中:X—试样中达托霉素的含量,μg/kg;C—试样测定液中待测物含量,ng/mL;V—试样定容体积,mL;m—称取样品量,g;f —试样制备过程中的稀释倍数。
本发明的第二个目的是本发明所述的方法在肉及肉制品肽类抗生素达托霉素的快速检测中的应用。
有益效果
(1)本发明的方法适用于肉及肉制品肽类抗生素达托霉素的快速检测,检测时间小于3小时。
(2)本发明将经过粉碎均质的肉类样品经快速溶剂萃取仪(Accelerated SolventExtraction,ASE)萃取和C18吸附树脂净化,通过冷冻去除部分脂肪,无需进一步的浓缩,提取液直接采用串联液相色谱质谱法进行检测,可快速获得食品样本中达托霉素的残留量。本发明的方法的检出限为200μg/kg,定量限为500μg/kg。
附图说明
图1为典型的达托霉素标准物质色谱图。
图2为实施例1中达托霉素标准曲线图。
图3为实施例3中萃取温度的优化。
图4为实施例3中萃取循环次数的优化。
图5为实施例4中流动相的优化。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解实施例是为了更好地解释本发明,不用于限制本发明。
实施例中采用的仪器:
液相色谱-串联质谱联用仪(配ESI离子源,美国AB公司);
快速溶剂萃取仪(美国赛默飞ASE350):包含:34mL 不锈钢萃取池、纤维素滤膜、收集瓶;
分析天平(精度0.0001g,瑞士梅特勒);
肉类粉碎机(转速>10000rpm,格瑞德曼);
冷冻离心机(转速>10000rpm,Thermo Fisher);
冰箱(-18℃)。
实施例中采用的试剂:
C18吸附树脂(supelco公司);乙腈(色谱纯,默克公司);超纯水;
达托霉素标准物质(CAS 103060-53-3,上海源叶生物,纯度99.9%),用甲醇配制成10μg/mL的标准储备液,-18℃避光存放。
实施例1标准曲线的构建
取达托霉素标准储备液,采用不含达托霉素的空白样品提取液将其配制成10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、100ng/mL、200ng/mL、500ng/mL的标准工作溶液;
之后采用液相色谱-串联质谱联用仪对不同浓度的标准工作溶液进行检测,得到质谱响应值;其中,液相色谱的条件为:
流动相A:0.1%甲酸-水溶液流动相B:0.1%甲酸-乙腈溶液
仪器:AB SCIEX Triple QUAD 5500
色谱柱:Phenomenex C18,2.1x100mm,2.6μm
流动相洗脱梯度见表1;
表1 流动相洗脱梯度
RT min | 流速 mL/min | 流动相A | 流动相B |
0.0 | 0.3 | 95 | 5 |
1.0 | 0.3 | 95 | 5 |
2.0 | 0.3 | 40 | 60 |
4.0 | 0.3 | 23 | 77 |
4.5 | 0.3 | 2 | 98 |
6.0 | 0.3 | 2 | 98 |
6.1 | 0.3 | 95 | 5 |
质谱分析条件见表2;
表2 质谱分析条件
母离子m/z | 子离子m/z | Dwell ms | DP V | CE eV |
811.000 | 341.000(定量离子) | 200 | 80.000 | 33.000 |
811.000 | 313.000(定性离子) | 200 | 80.000 | 44.000 |
典型的达托霉素标准物质色谱图见图1。
最后利用外标法定量,将达托霉素的浓度和其对应的质谱响应值构建标准曲线,标准曲线(如图2)为:y = 7444.70185 x + -5.05420e4 (r = 0.99257, r² = 0.98519);其中,y为质谱响应值,x为达托霉素浓度(ng/mL)。
在色谱分析中,一般采用计算各目标物在空白基质中信噪比(S/N)为3时对应的浓度获得检出限(LOD),10倍信噪比对应的浓度获得定量下限(LOQ),根据该原则,本方法的检出限确定为200μg/kg,定量限为500μg/kg。
实施例2回收率和精密度的测定
一种基于快速溶剂萃取和液相色谱质谱来定量检测肉类食品达托霉素残留量的方法,包括如下步骤:
(1)快速溶剂萃取:
在200g肉(鲫鱼肉、猪肉)中加入一定量的达托霉素标准溶液,使得肉中达托霉素的浓度为0.5、1.0、5.0 mg/kg;之后分别加入10mL的超纯水,采用间歇方式进行搅碎1min,搅碎的转速为10000rpm,间歇的间隔为10s,以防止过热造成损失,搅碎后混合均匀,得到样品;重新进行称重来获得水分损失率用于折算;
称取2g(经折算后实际肉的质量)的样品与4g的C18吸附树脂进行混合均匀,得到混合物;之后将混合物转移到放有纤维素滤膜的34mL萃取池中;
将萃取池置于快速溶剂萃取仪的池托盘中,收集瓶用合适的数字标记好后放入收集盘;设置参数后开始萃取,其中,萃取条件为:溶剂:乙腈,萃取温度:60℃,萃取压力:1500psi,静态循环次数:2,冲洗体积:60%,冲洗时间:60s,静置时间:5min,总萃取体积为60mL;萃取结束后,用乙腈准确定容至100mL;取定容的溶液倒入离心管中,之后在设置为-18℃的冰箱中冷却0.5 h,使萃取出来的脂肪沉淀下来;最后将离心管在10000rpm下离心5min,得到上清液,取1mL上清液作为待测溶液进行分析;
(2)检测:
采用液相色谱-串联质谱联用仪对待测溶液进行检测,得到质谱响应值;其中,检测条件同实施例1;
将得到的质谱响应值代入标准曲线,得到待测溶液中达托霉素的浓度,之后计算得到待测肉类中达托霉素的含量;计算公式如式(1):
式中,X—试样中达托霉素的含量,μg/kg;C—试样测定液中待测物含量,ng/mL;V—试样定容体积,mL;m—称取样品量,g;f —试样制备过程中的稀释倍数。
测定结果以平行测定的算术平均值表示,保留2位有效数字;
最后,进行回收率和精密度的计算,结果如下:
表3回收率的检测结果
从表3可以看出:猪肉(畜禽肉)、鲫鱼(水产品)空白样品在0.5 mg/kg、1.0 mg/kg及5.0 mg/kg三个添加水平下测试结果的回收率均不低于70%,相对标准偏差不高于5%,可满足常规的检测要求。
实施例3萃取条件的优化
优化1:萃取溶剂
选择水:达托霉素的疏水性指数XLogP3为-5.1,属于疏水性较强的化合物,根本不能用水进行提取,也不易于后期的浓缩。
选择甲醇:甲醇属于亲水性溶剂,对多类化合物的提取效率较好,但经过预实验发现,采用甲醇作为快速溶剂萃取的提取试剂,易从肉类样品中提取出各种杂质,包括脂肪。这样导致质谱基质效应的显著增加,影响色谱分离的效率,降低了提取回收率(仅有55±6%)。
选择乙腈:肉类产品中含有较多的脂肪等杂质,而乙腈对脂肪的溶解性较差,采用乙腈进行提取不仅可以提高目标物的提取效率,也可以最大程度降低杂质的干扰,有利于分析仪器的检测,提高灵敏度。
因此方法最终选择乙腈作为提取的溶剂。
优化2:萃取温度
调整实施例2中萃取温度为40、50、70、80、90℃,选择200g的猪肉(达托霉素的浓度为1.0mg/kg)作为待测肉类,其他和实施例2保持一致,进行测试,计算回收率,结果如图3;
从图3可以看出:随着萃取温度的提高,各目标物的回收率也逐渐增加,当萃取温度达到60℃时,目标物的回收率效果最好,进一步提高温度反而导致峰面积下降,有可能是因为化合物降解导致的。
优化3:萃取循环次数
调整实施例2中萃取循环次数为1、2、3,选择200g的猪肉(达托霉素的浓度为1.0mg/kg)作为待测肉类,其他和实施例2保持一致,进行测试,计算回收率,结果如图4;
从图4可以看出:萃取2次和3次目标物的回收率没有太大差异(2次提取回收率在82.3%,SD=2.4%),因此综合考虑了回收率和提取效率以及最后得到的溶剂体积等因素,确定萃取循环次数为2次。
优化4:C18吸附树脂的加入
如果不加入C18吸附树脂,提取溶液浑浊,会增加样品基质对于质谱仪的污染,无法实现精确检测;而添加C18之后,提取溶液更加澄清,可以最大程度降低样品基质对质谱仪的污染。
实施例4检测条件的优化
优化1:质谱条件优化
达托霉素是一种环形酯肽大分子抗生素,分子量达到1620.67Da,传统的小分子质谱离子对优化方法难以电离优化出达托霉素的碎片离子对;
本发明在质谱入口处连接上三通装置,接头1用于泵入初始比例流动相,接头2用于补充泵入1%甲酸-水溶液,增加目标物质在正模式下电离程度,接头3用于泵入1μg/mL达托霉素标准溶液,通过优化碰撞能及裂解电压,得到达托霉素响应最佳的一对离子对用于定量定性分析,母离子带双电荷,其中定量离子对是811.0/341.0、定性离子对是811.0/313.0。
优化2:色谱柱条件优化
调整色谱柱Phenomenex C18,2.1x100mm,2.6μm为Waters Peptide CSH C18(2.1x100mm,1.7μm),选择200g的猪肉(达托霉素的浓度为1.0mg/kg)作为待测肉类,其他和实施例2保持一致,进行测试;
结果发现:Waters Peptide CSH C18(2.1 x100mm,1.7μm)色谱柱进行检测的目标物质峰形不佳,多刺,且灵敏度较低,因此选择色谱柱Phenomenex Kinetex C18(2.1x100mm,2.6μm)。
优化3:流动相
调整实施例2中的流动相A为0.1%甲酸-水溶液和0.2%甲酸-水溶液,选择200g的猪肉(达托霉素的浓度为1.0mg/kg)作为待测肉类,其他和实施例2保持一致,进行测试;
结果如图5,从图5可以看出:发现酸性增强后,目标物质响应有所降低;而且,本发明采用0.1%甲酸-乙腈溶液作为流动相B,有助于更佳的色谱峰形和色谱分辨率且有助于改善峰面积响应。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (8)
1.一种基于快速溶剂萃取和液相色谱质谱来定量检测肉类食品达托霉素残留量的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)快速溶剂萃取:
将待测肉类和水混合搅碎,得到样品;之后将样品和C18吸附树脂混合均匀,得到混合物;之后将混合物放入萃取池中;
将萃取池置于快速溶剂萃取仪的池托盘中,设置参数进行萃取;其中,萃取条件为:溶剂:乙腈,萃取温度:60℃,萃取压力:1500psi,静态循环次数:2,冲洗体积:60%,冲洗时间:60s,静置时间:5min;
萃取结束后,定容,冷却沉淀脂肪,离心,取上清液作为待测溶液;
(2)检测:
采用液相色谱-串联质谱联用仪对待测溶液进行检测,得到质谱响应值;将质谱响应值代入标准曲线,得到待测溶液中达托霉素的浓度,之后计算得到待测肉类中达托霉素的含量;
其中,所述的液相色谱的条件为:
流动相A:0.1%甲酸-水溶液流动相B:0.1%甲酸-乙腈溶液
仪器:AB SCIEX Triple QUAD 5500
色谱柱:Phenomenex C18,2.1x100mm,2.6μm
流动相洗脱梯度如下:
所述的质谱分析条件如下:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述的待测肉类和水的比例为200g:10mL。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述的样品和C18吸附树脂质量比为2:4。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述的标准曲线为:y =7444.70185 x -5.05420e4;其中,y为质谱响应值,x为达托霉素浓度,ng/mL;r² =0.98519;检出限为200μg/kg,定量限为500μg/kg。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述的标准曲线的构建方法为:
取达托霉素标准物质,采用将不含达托霉素的空白样品提取液配制成10ng/mL、20ng/mL、50ng/mL、100ng/mL、200ng/mL、500ng/mL的标准工作溶液;之后采用液相色谱-串联质谱联用仪对不同浓度的标准工作溶液进行检测,得到质谱响应值;最后利用外标法定量,将达托霉素的浓度和其对应的质谱响应值构建标准曲线。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述的离心是在10000 rpm离心5min。
8.权利要求1-7任一项所述的方法在肉及肉制品肽类抗生素达托霉素的快速检测中的应用。
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CN202210746160.5A Active CN114814046B (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | 一种快速检测肉类食品中达托霉素的方法及应用 |
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Citations (1)
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CN110702805A (zh) * | 2019-08-22 | 2020-01-17 | 舟山市食品药品检验检测研究院 | 基于c18的ase法建立养殖鱼中19种磺胺类残留的uplc-msms检测方法 |
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Non-Patent Citations (2)
Title |
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Determination of daptomycin in human plasma and breast milk by UPLC/MS-MS;Michele Dei Cas et al.;《Journal of Chromatography B》;20191231;第1116卷;摘要,第39-40页 * |
达托霉素血浆浓度的UPLC-MS/MS法测定及其在重症患者体内药代动力学;胡琳璘 等;《中国药科大学学报》;20151231;第46卷(第6期);全文 * |
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