在线净化液相色谱串联质谱法测定茶叶中11种磺胺类抗生素
2021-11-07罗漪涟王雨晴朱佳明唐媛媛
罗漪涟 王雨晴 朱佳明 唐媛媛
磺胺类抗生素属于广谱抗菌药物,具有价格低廉、疗效显著等特点,广泛用于畜牧水产养殖行业。抗生素经人体或动物摄入后,大部分以原形或代谢产物的形式排放进入环境,对生态系统和人类健康造成威胁。茶叶在种植过程中通常会施用有机肥,可能存在磺胺类抗生素残留的风险。目前,对于环境中抗生素的检测方法相对成熟,而茶叶中抗生素的检测方法较少。
本文采用在线净化液相色谱串联质谱法,对茶叶中11种磺胺类抗生素进行了研究分析,建立了在线净化液相色谱串联质谱法测定茶叶中11种磺胺类抗生素的方法。样品经提取液(乙腈︰0.1mol/L的Na2EDTA-Mcllvaine缓冲液)提取、在线净化柱Cyclone-P净化、Hypersil Gold色谱柱分离,用液相色谱串联质谱检测。结果表明,11种磺胺类抗生素在茶叶中的回收率为79.7%-116.6%,相对标准偏差RSD为2.37%-13.4%,并且在10-500μg/kg浓度范围内有良好的线性关系。本检测方法简便快捷,灵敏度高,定性定量结果准确可靠,为茶叶质量安全提供了技术保障。
一、仪器与试剂
1.仪器。TurboFlow在线净化液相色谱串联质谱仪,美国ThermoFisher公司,包括CTC多功能自动进样器、2个四元梯度液相泵、六通阀切换装置、多元柱切换装置和TSQ Quantum Ultra三重四级杆液质联用仪;漩涡混合器,美国Talboys公司;KS 4000i振荡器,德国IKA公司;5804R冷冻离心机,德国Eppendorf公司;纯水仪,美国Millipore公司。
2.试剂。甲醇和乙腈为质谱纯,甲酸为色谱纯,一水合柠檬酸、十二水合磷酸氢二钠、氢氧化钠、乙二胺四乙酸二钠均为分析纯,实验用水为超纯水。
0.1mol/L的Na2EDTA-Mcllvaine缓冲液:将12.9g一水合柠檬酸和27.58g十二水合磷酸氢二钠溶于1L水中,完全溶解后加入37.2g乙二胺四乙酸二钠,超声至全溶,用1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至4.0±0.5。
3.材料。磺胺类标准品:磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺噻唑、磺胺甲噻二唑、磺胺氯哒嗪、磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺异恶唑,天津阿尔塔科技有限公司;磺胺甲恶唑、磺胺二甲嘧啶、磺胺喹恶啉、磺胺间二甲氧嘧啶,德国Dr.Ehrenstorfer公司。
以甲醇为溶剂,将上述磺胺类标准品配制成浓度为100mg/L或10mg/L的标准储备液,在-20℃条件下储存。再用甲醇将标准储备液逐级稀释成适当浓度的标准混合工作液,为后续实验做准备。
二、实验与方法
1.样品前处理。准确称取2.00g茶叶样品于50mL塑料离心管中,加入V(乙腈):V(0.1mol/L的Na2EDTA-Mcllvaine缓冲液)为1︰1的提取液16mL,于漩涡混合器上涡旋1min,振荡20min,8000r/min离心5min,取上清液过0.22μm滤膜,上机测定。
2.分析条件。(1)在线净化条件。在线净化环節在四元泵Loading泵作用下进行,主要包括目标物的净化和富集。在线净化柱:Cyclone-P柱(0.5mm×50mm);流动相A为甲酸水溶液(0.4%),B为乙腈,C为乙腈-异丙醇-丙酮(体积比为45︰45︰10);进样体积:50μL。
(2)液相色谱条件。液相梯度洗脱环节在四元泵Eluting泵作用下进行,使净化后的目标物在分析柱上进行洗脱分离并在质谱中分析。色谱柱:Hypersil GOLD柱(100mm×2.1mm,3μm);流动相A为甲酸水溶液(0.4%),B为乙腈。在线净化和梯度洗脱程序详见表1。
(3)质谱条件。电喷雾离子源(ESI),正离子扫描模式,多反应监测(MRM),电喷雾电压:3500V,离子源温度:300℃,鞘气压力:40Arb,辅助气压力:10Arb,毛细管温度:350℃。11种化合物的质谱参数详见表2。
三、结果与讨论
1.提取条件优化。分别对比提取液为纯乙腈、不同体积比的乙腈和0.1mol/L的Na2EDTA-Mcllvaine缓冲液的提取效率,结果表明,当乙腈和0.1mol/L的Na2EDTA-Mcllvaine缓冲液的体积比为1︰1时,提取效率高,故以此作为实验的提取液。因为茶叶样品制备后,相对土壤样品需要体积较多的提取液才能保证充分提取,所以提取液体积适当增加至16mL。
2.在线净化和液相条件优化。在线净化过程中,对比使用甲酸水溶液(0.4%)、甲酸水溶液(0.1%)和乙酸铵溶液(10mmol/L)作为上样流动相A,磺胺类化合物都能有效保留,相比之下在甲酸水溶液(0.4%)条件下,目标分析物的峰形和响应更好,故选其作为上样流动相A。为了简化实验程序,在液相梯度洗脱过程中,仍选用甲酸水溶液(0.4%)作为流动相A,发现目标分析物能够有效地被洗脱分离进质谱中,且保留时间、峰形和响应值均满足要求。
3.线性范围。在空白茶叶样品中分别加入适量混合标准溶液,使其浓度分别为10μg/kg、20μg/kg、50μg/kg、100μg/kg、200μg/kg、500μg/kg,按照上述实验方法进行检测,以目标分析物的峰面积和浓度作图,得出11种化合物的线性方程和相关系数,详见表3。结果表明,11种磺胺类药物在10-500μg/kg的浓度范围内具有良好的线性关系,相关系数r均大于0.99。
4.回收率和精密度。在空白茶叶样品中分别添加不同量的混合标准溶液,使11种磺胺类药物的浓度分别为50μg/kg、100μg/kg、200μg/kg,每个浓度均有6个平行样,按照上述实验方法测定各自的回收率和精密度。结果表明,茶叶中11种磺胺类药物的回收率在79.7%-116.6%,相对标准偏差RSD在2.37%-13.4%,满足残留分析的要求,详见表3。
本文建立了在线净化液相色谱串联质谱测定茶叶中11种磺胺类抗生素的方法,实现了样品前处理的在线自动化操作,节省了时间、人力和消耗品成本,有效降低了基质效应,提高了检测灵敏度,从而得到准确可靠的定性定量结果。
作者简介:罗漪涟,农艺师,从事农产品质量安全检测工作。