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液相色谱-串联质谱法测定养殖鱼中痕量安眠酮的残留量

2012-01-29于慧娟沈康俊李向军惠芸华金高娃黄冬梅

质谱学报 2012年1期
关键词:正己烷硅胶提取液

于慧娟,沈康俊,李向军,惠芸华,金高娃,黄冬梅,苏 惠

(1.中国水产科学研究院东海水产研究所,上海 200090;2.上海海洋大学,上海 200090;3.大连海洋大学,辽宁 大连 116023)

安眠酮又称甲苯喹啉酮(methaqualone,C16H14N2O),白色结晶粉末,无臭、微苦,熔点120℃,微溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等,具有吸湿、镇静和催眠的作用。安眠酮系喹唑酮类衍生物,临床上常用作催眠药、镇定药,主要用于动物过度兴奋或惊厥,可使机体平静;但该药副作用较大,进入人体后,会表现出恶心、呕吐、头晕、无力、四肢及口舌麻木,个别较重患者会有短时间的精神失常,过量服用可出现昏迷、心跳过速、呼吸抑制等症状;如果长期摄入,人体可产生耐药性。近年来,随着养殖业的迅速发展,一些不法分子在经济利益的驱动下,置法律法规于不顾,为达到保活、保重以及增加捕获量的目的,在鱼类产品运输和捕捞过程中擅自在饲料中非法添加安眠酮,导致该药物在产品中的残留,给食品安全带来严重隐患。为严格控制安眠酮被非法使用,农业部在235号公告中将安眠酮规定为“禁止使用的药物,在动物性食品中不得检出”[1]。

目前安眠酮的检测方法主要有薄层色谱法[2-3]、气相色谱-质谱联用法[4]、光谱法[5]、液相色谱法[6-8]和超高压 液质联 用法等[9],这些方法主要用于人体血浆、头发及猪肉、猪肾和饲料中安眠酮的测定,而关于水产品中安眠酮的残留检测却鲜有报道。本研究采用高效液相色谱-串联质谱技术开发鱼组织中痕量安眠酮的残留检测方法,探讨样品前处理方法,并对方法的有效性进行评价,为水产行业安眠酮残留检测标准的制定提供技术支撑。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

TSQ Quantumn Acesses高效液相色谱-四极杆串联质谱联用仪:美国Thermo-Fisher公司产品;3510超声波清洗器;固相萃取装置,Organomation氮吹仪:美国Supelco公司产品;TDL-60B离心机:上海安亭科学仪器厂产品。

1.2 主要试剂与材料

安眠酮(MTQ,1g/L甲醇溶液)、安眠酮同位素标记物(MTQ-D7,1g/L 甲醇溶液):购自美国剑桥公司;甲醇、甲酸、正己烷、乙醚和丙酮(色谱纯):购自美国Fisher公司;实验用水为Milli-Q超纯水;硅胶柱(3mL/500mg):美国Supelco公司产品;样品为均质后的草鱼、鲈鱼和鳗鲡鱼糜。

1.3 工作液的配制

1.3.1 标准工作液的配制 采用逐级稀释法用V(甲醇)∶V(水)=1∶1的溶液将安眠酮配制成浓度分别为0.1、0.5、2.0、10、25和100μg/L系列标准工作溶液,此工作液中均含有2μg/L MTQ-D7。

1.3.2 内标工作液的配制 采用逐级稀释法用甲醇将安眠酮同位素标记物溶液配制成浓度为50μg/L的工作液。

1.4 样品前处理

称取5.00g(精确到0.05g)已均质好的样品于50mL离心管中,加入100μL内标工作液,放置30min,使内标物完全渗透,然后加入3 mL水和15mL正己烷,用玻璃棒搅拌,分散均匀,超声提取10min,震荡提取3min以4 000 r/min离心10min,转移上层清液至25mL容量瓶中;残渣中再加入10mL正己烷,按上述方法重复提取1次,合并提取液,用正己烷定容至25 mL。取10mL提取液加入预先用5mL丙酮和5mL正己烷活化好的硅胶柱中,用10mL 25%的乙醚-正己烷混合液淋洗,弃去淋洗液;用8 mL 50%的乙醚-正己烷混合液洗脱,收集洗脱液于离心管中,吹氮浓缩至干。准确加入1mL V(甲醇)∶V(水)=1∶1的溶液溶解残留物,经0.22μm水相滤膜过滤后,供高效液相色谱-串联质谱测定。

1.5 液相色谱-质谱条件

1.5.1 液相色谱条件 色谱柱:Capcell PAK MGⅡC18柱(100mm×2.1mm×3.0μm);流动相为0.1%甲酸水溶液(A)和甲醇(B);梯度洗脱程序:0~1min、50%B,1~1.1min、50%~95%B,1.1~8min、95%B;流速0.3mL/min;柱温25℃;进样量20μL。

1.5.2 质谱条件 电喷雾离子源(ESI),正离子多反应监测(MRM)模式,喷雾电压4 500V,离子传输毛细管温度350℃,源内碰撞诱导解离电压10V,鞘气流速11.0L/h,辅助气流速为6.0L/h。多反应监测离子对和碰撞能量列于表1。

表1 安眠酮的监测离子对和碰撞能量Table 1 Optimized multiple reaction monitoring parameters and collision energy for methaqualone

2 结果与讨论

2.1 离子源条件的优化及安眠酮定性、定量信息的确定

将浓度为1mg/L安眠酮标准溶液以蠕动泵进样方式注入质谱仪中,在m/z 150~500扫描范围内以正离子模式对其进行一级质谱全扫描,以确定安眠酮分子的[M+1]+峰;以分子离子峰为母离子,对离子源参数(喷雾电压、鞘气、辅助气、源内碰撞诱导解离电压)进行优化,使质谱仪的测定灵敏度达到最高;然后在一定的碰撞能量下对安眠酮的子离子进行全扫描,以确定安眠酮的主要离子碎片,二级质谱扫描图示于图1。由图1可以看出,安眠酮可产生3个主要碎片离子,分别为m/z 91.19、117.16和132.17,结合样品空白基质的质谱图选取离子丰度最高、本底干扰最小的m/z 251.1/91.19为定量离子对,m/z 251.1/132.17和 m/z 251.1/117.1为定性离子对。

2.2 样品前处理方法的研究

2.2.1 提取剂及提取方式的优化 为了使水产品中残留的安眠酮提取效果达到最高,综合安眠酮的性质,分别采用正己烷和乙腈为提取剂进行提取实验,通过比较回收率大小来评价提取剂的提取效果。具体方法为:分别在5g草鱼阴性样品中加入100ng安眠酮标准品,不加内标物,然后用乙腈和正己烷分别进行提取,经浓缩、净化后,按1.5.1条件进行分析,通过比较回收率的大小来评价提取剂的提取效率。实验结果表明:正己烷的提取效率为85%,而乙腈的提取效率为93%。虽然乙腈的提取效率大于正己烷,但用乙腈作提取剂时,乙腈需蒸干,且在蒸干过程中因提取液中含有少量的水,易产生爆沸现象,使蒸发浓缩过程难以控制,后处理麻烦;而用正己烷作提取剂,提取液可直接用硅胶柱进行净化,操作简便容易控制,所以将正己烷确定为最佳提取剂。

由于水产品的水分较高,使样品在正己烷中分散不好,故本实验选择先加入3mL水使鱼类样品在水中分散后,再用正己烷提取的样品前处理方法。

图1 安眠酮的子离子扫描图Fig.1 Product ion scans spectra for methaqualone

2.2.2 硅胶柱对安眠酮吸附性能的研究及洗脱剂配比的优化 样品用正己烷提取后,提取液中含有大量的脂溶性杂质,这些杂质如不去除,将会污染色谱柱和离子源,影响安眠酮的定性与定量。安眠酮属于脂溶性物质,较易溶于正己烷,所以不能采用常规的正己烷液-液萃取净化方法。本实验使用极性硅胶柱净化,通过分析上样流出液中安眠酮的浓度,确定硅胶柱是否能够吸附安眠酮。具体实验方法为:选用规格为3mL/500mg极性硅胶柱;将阴性的草鱼和鲈鱼样品用25mL正己烷提取2次,提取液经离心合并后,加入250ng安眠酮;取10mL提取液用硅胶柱净化,接收上样流出液,取5mL流出液用氮气吹干,然后用1mL V(甲醇)∶V(水)=1∶1的溶液溶解,上机分析,看上样流出液中是否有安眠酮被检出。实验结果表明,草鱼和鲈鱼上样流出液中没用安眠酮的存在,所以可以认为硅胶柱对安眠酮有良好的吸附性能,适用于提取液中安眠酮的富集。

将吸附有安眠酮的硅胶柱分别用8mL 25%、35%、40%、50%的乙醚-正己烷混合溶液进行洗脱,洗脱液经氮气吹干后,用1mL V(甲醇)∶V(水)=1∶1的溶液溶解,上机测定,通过比较回收率的大小来寻找最佳洗脱剂配比,实验结果列于表2。可以看出,随着洗脱剂中乙醚比例的增加,安眠酮的回收率从0上升至95%以上,所以最佳洗脱剂为V(乙醚)∶V(正己烷)=1∶1的洗脱液。

表2 不同洗脱剂条件下安眠酮的回收率Table 2 Recoveries of methaqualone in different eluting agent

2.3 方法有效性评价

2.3.1 选择性评价 按照1.4和1.5处理鳗鲡、鲈鱼、草鱼的空白样品和加标样品,通过分析空白样品和加标样品色谱峰的出峰情况,考察方法的选择性。样品空白谱图及加标谱图示于图2~5。图2~4为3种空白样品谱图,图5为定量限下鳗鲡加标谱图。经空白样品与加标样品谱图对比分析可以看出,3种空白样品在安眠酮出峰处基质干扰很小,样品中安眠酮的定性与定量准确,所以该分析方法选择性高。

2.3.2 准确度和精密度 分别以阴性的草鱼、鲈鱼和鳗鲡为测试对象,进行加标回收率和精密度实验,通过标准添加实验考察方法的准确度、重现性及对不同种类鱼的适用性。实验按1.4和1.5进行,安眠酮的添加水平分别为0.2、0.5、1.0和20μg/kg,每个加标水平做5个平行实验,每个水平重复5次加标,批内和批间测定结果列于表3和表4。

图2 鲈鱼空白样品多反应监测色谱图Fig.2 Chromatograms of Japanese sea bass blank sample by MRM mode

图3 鳗鲡空白样品多反应监测色谱图Fig.3 Chromatograms of marbled eel blank sample by MRM mode

由表3和表4可知,3种受测水产样品的实际加标回收率均大于80%,信噪比≥10,精密度小于15%,方法的准确度和精密度均能满足药残检测的要求,由此证明该方法适用于不同种类鱼类样品中安眠酮残留的测定。

图4 草鱼空白样品多反应监测色谱图Fig.4 Chromatograms of grass carp blank sample by MRM mode

图5 鳗鲡加标样品多反应监测色谱图(0.2μg/kg)Fig.5 Chromatograms of marbled eel blank sample spiked with methaqualone by MRM mode(0.2μg/kg)

表3 鱼肌肉中安眠酮批内回收率和精密度(n=5)Table 3 The intra-batch recovery and RSD of methaqualone in fish

表4 鱼肌肉中安眠酮批间回收率和精密度(n=5)Table 4 The inter-batch recovery and RSD of methaqualone in fish

2.3.3 检出限、定量限及线性范围 为确定方法的定性检出限和定量限,分别处理草鱼、鳜鱼和鳗鲡空白样品,考察空白样品的背景值,确定方法的定性检出限为0.05μg/kg(S/N≥3),定量限为0.20μg/kg(S/N≥10),定量限下批内和批间测定结果列于表3和表4。

将安眠酮配制成不同浓度的标准溶液,上机分析,以安眠酮与安眠酮同位素标记物(MTQD7)的峰面积比为纵坐标,安眠酮浓度为横坐标进行线性回归分析。由实验结果可知,安眠酮在1~100μg/L浓度范围内呈良好的线性关系,相关系数R2大于0.998 2,回归方程为y=0.225 67x+0.000 677 6。

2.4 方法应用

应用液相色谱-串联质谱法分别对上海农贸市场的鳗鱼、鲈鱼、鳜鱼和大黄鱼等鱼类样品进行检测,结果表明,该方法简单、灵敏度高、适用性强,适用于鱼类样品中痕量安眠酮残留量的测定。

[1]中华人民共和国农业部公告,第235号.

[2]员克明,李贵明,王英元,等.安眠酮薄层色谱扫描检测研究[J].中国法医学杂志,1997,12(1):25-27.

[3]BUDD R D,YANG F C,LEUNG W J.Mass screening and confirmation of methaqualone and its metabolites in urine by radiommunoassary-thinlayer chromatography[J].J Chromatogr,1980,190(1):129-132.

[4]孙红雷,李文海.血中安眠药物的固相萃取GC/MS分析方法研究[J].分析测试技术与仪器,2008,14(4):209-213.

[5]吴玉红,谭家镒,朱桂生.血中安眠酮的硅藻土提取紫外导数光谱测定法[J].中国法医学杂志,1996,11(4):229-233.

[6]郭幼梅,诸秋珉,姜 宴.用HPLC法同时检测生物检材中安眠酮及其2-羟甲基代谢物[J].上海医科大学学报,1996,23(1):43-45.

[7]中华人民共和国农业部.NY/T 1463—2007饲料中安眠酮的测定 高效液相色谱法[S].北京:农业出版社,2007.

[8]MICHEL E B,BARBEL S T,GERD V U.Determination of monoureides in biological fluides by high-pressure-liquid-chromatography [J]. Arch Toxicol,1978,41:187-193.

[9]孙 雷,张 骊,徐 倩,等.超高效液相色谱-串联质谱法检测猪肉和猪肾中残留的10种镇静剂类药物[J].色谱,2010,28(1):38-42.

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