RRLC-MS/MS法测定酒类产品中11种非法添加利尿组分

2021-12-27王超刘小芳徐慧杨钊

食品与发酵工业 2021年23期

王超,刘小芳,徐慧,杨钊*

1(青岛市食品药品检验研究院,山东青岛,266071) 2(中国水产科学研究院黄海水产研究所,农业农村部极地渔业开发重点实验室,山东青岛,266071)

酒类产品品种繁多,口味独特,在社交娱乐及养生保健方面都占有重要的位置。酒类产品中添加利尿剂能够促进机体快速排尿,去除饮酒而带入体内的大量水分。利尿剂通过选择性阻断钠-钾-氯等共同转运体来促进尿液中钠和水的排泄[1-2]或保钾以达到排钠排尿的作用,部分利尿剂联合使用可以起到更好的利尿效果[3]。但人体长期摄入利尿剂易引起低血钠、低血钾、低血镁等电解质紊乱及高尿酸血症等代谢紊乱症状,同时存在痉挛、尿频等其他不良反应[1-4],严重影响身体健康,必须严格控制机体的摄入来源。

目前,保健食品及中成药中非法添加化学药物的检测主要是先通过液相色谱法进行色谱分离初筛,采用保留时间和紫外吸收光谱初步定性,初筛为阳性的样品经液相色谱-串联四级杆质谱法、液相色谱-飞行时间质谱法或液相色谱-离子阱/轨道阱进行确证[5-7]。液相色谱法的分离能力有限,复杂基质的样品中干扰峰较多,增加了分离的难度和色谱分析的时间；液相色谱质谱法灵敏度较高,且各化合物之间在保留时间上不必完全分离,其中液相色谱-飞行时间质谱法和液相色谱-离子阱/轨道阱属于高分辨检测仪器,在未知化合物的碎片解析及已知化合物的定性确证方面应用较多,定量能力有待改进[8-11]；液相色谱-串联四级杆质谱法抗干扰能力较强,可针对每个化合物设定专有通道进行检测,且精密度较好,适合多种已知的化合物同时进行定性、定量分析检测[12]。

本文涉及的11种化合物中个别化合物因不同的功效在不同的基质中被检出的情况已有报道,所涉及的基质包括尿液、保健食品和化妆品[13-16],所涉及的检测技术包括液相色谱法初筛后经气相色谱-质谱法[13]或液相色谱-离子阱/轨道阱进行定性确证[14-15]、通过液相色谱-串联四级杆质谱法直接进行定性和定量分析[16],其中气相色谱-质谱法确证前需要进行衍生化处理,衍生过程繁琐且衍生物不稳定[13]。酒类产品中11种利尿化合物的定性定量检测未见报道。综上,本文建立酒类产品中非法添加利尿组分的快速分离液相色谱-质谱联用(rapid resolution liquid chromatography-mass spectrometry,RRLC-MS/MS)方法,上机后可在13 min内同时完成11种利尿化合物的定性及定量检测,方法筛查效率高、灵敏度高、准确性强,为监督酒类产品质量和打击酒类产品中非法添加利尿组分行为提供有力的技术支持。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

Agilent 1260 prime-6470A液相色谱-串联四极杆质谱仪,美国Agilent公司；Sartourious BT125D十万分之一电子天平,德国赛多利斯公司；AS 20500B超声波清洗器,天津奥特赛恩斯仪器有限公司；Milli-Q超纯水系统,美国Millipore公司。

1.2 材料与试剂

对照品：氢氯噻嗪(批号 100309—201103，含量99.8%)、茶碱(批号100121—201805，含量99.9%)、米诺地尔(批号100238—201702，含量99.7%)、氨苯蝶啶(批号100429—201602，含量99.8%)、呋塞米(批号100544—201503，含量99.3%)、吲达帕胺(批号100257—201605，含量97.7%)、螺内酯(批号100193—201704，含量99.9%)、非洛地平(批号 100717—201403，含量99.6%)，中国食品药品检定研究院；苄氟噻嗪(批号100007—200703，含量100%)、环戊噻嗪(批号100188—199701，含量100%)，中检所；坎利酮(批号MS190929—20，含量98.06%)，Stanford Chemicals。

样品：从山东省青岛市的超市和便利店采购10批酒类产品,涉及啤酒、葡萄酒、果酒、黄酒4种类型,其中啤酒3批,葡萄酒3批,果酒2批,黄酒2批。

甲醇、乙腈,色谱纯，德国默克；甲酸(色谱纯),赛默飞世尔科技有限公司；水为超纯水。

1.3 实验方法

1.3.1 样品前处理

1.3.1.1 对照品溶液的制备

分别精密称取11种化合物对照品10 mg至10 mL量瓶中,加入甲醇4 mL,振摇溶解,螺内酯、茶碱需超声处理(功率100%,频率40 kHz)5 min,并振摇溶解,冷却至室温,用甲醇稀释至刻度,摇匀；精密量取上述对照品溶液各0.1 mL至10 mL量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀；精密量取上述对照品溶液各1 mL至25 mL量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀,作为对照品的上机参数优化用溶液。

精密称取11种化合物对照品各50 mg至同1个50 mL量瓶中,加入甲醇25 mL,超声处理(功率100%,频率40 kHz)5 min,并振摇使溶解,冷却至室温,用甲醇稀释至刻度,摇匀,即得质量浓度为1 mg/mL的混合对照品溶液；精密量取上述混合对照品溶液0.1 mL至50 mL量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀,即得2 μg/mL的混合对照品溶液；精密量取上述混合对照品溶液50、100、300、500、1 000 μL至10 mL量瓶中,用甲醇-水(体积比9∶1)稀释至刻度,摇匀,作为线性方程用系列对照品溶液,质量浓度分别为0.01、0.02、0.06、0.1、0.2 μg/mL。

1.3.1.2 样品溶液的制备

精密称取样品约0.5 g至100 mL具塞比色管中,加入甲醇5 mL,超声处理(功率100%,频率40 kHz)提取5 min,冷却至室温,用甲醇定容至刻度,摇匀；精密量取上述溶液0.1 mL至100 mL量瓶中,用甲醇-水(体积比9∶1)稀释至刻度,摇匀,过0.22 μm的微孔滤膜即得样品溶液。

1.3.2 色谱条件

色谱柱：Agilent ZORBAX Eclipse plus C18 Rapid Resolution HD色谱柱(3.0 mm×50 mm,1.8 μm)；流动相：以0.1%(体积分数)的甲酸溶液为流动相A,以含0.1%(体积分数)甲酸的甲醇为流动相B,梯度洗脱(0～3 min：95%A→60%A；3～8 min：60%A →20%A；8～10.5 min：20%A→ 20%A；10.5～10.7 min：20%A→ 95%A；10.7～16.0 min：95%A)；流速0.3 mL/min；进样量5 μL；柱温30 ℃。

1.3.3 质谱条件

实验采用电喷雾离子源(AJS ESI),各化合物分别在正离子或负离子模式下通过动态多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM)模式进行测定；干燥气温度为300 ℃；干燥气流速为9 L/min；雾化气压力为37 psi；鞘气温度为350 ℃；鞘气流速为11 L/min；正离子模式时,毛细管电压为3 600 V,喷嘴电压为400 V；负离子模式时,毛细管电压为 3 000 V,喷嘴电压为400 V；质谱的碰撞气为高纯氮气。11种化合物22个通道优化后的动态MRM方法中母离子、定性子离子、定量子离子、碎裂电压及碰撞能量等参数见表1,11种化合物的提取离子色谱图见图1。

1-氢氯噻嗪;2-茶碱;3-米诺地尔;4-氨苯蝶啶;5-呋塞米;6-吲达帕胺;7-苄氟噻嗪;8-环戊噻嗪;9-螺内酯;10-坎利酮;11-非洛地平图1 11种化合物的提取离子色谱图Fig.1 Extracted ion chromatograms of 11 compounds

1.3.4 基质效应和方法专属性的考察

实验选取啤酒、葡萄酒、果酒、黄酒4种类型的阴性样品基质进行等体积混合,得到混合基质溶液。用甲醇-水(体积比9∶1)配制50 ng/mL的纯溶剂混合标准溶液,待测；精密称取混合基质溶液0.5 g至100 mL具塞比色管中,加入1.3.1.1中1 mg/mL的混合对照品溶液5 mL,按照1.3.1.2的方法制备得到50 ng/mL的混合基质加标溶液,待测。将50 ng/mL的纯溶剂混合标准溶液和50 ng/mL的混合基质加标溶液上机测定,通过计算2种溶液中化合物的响应值百分比来考察基质效应的影响[17-19]。

表1 11种化合物的母离子、子离子、碎裂电压和碰撞能量Table 1 Precursor ions,product ions,fragmentor and collision energy of 11 compounds

实验选取啤酒、葡萄酒、果酒、黄酒4种类型的阴性样品,分别按照1.3.1.2的制备方法得到空白基质溶液,按1.3.2和1.3.3的方法进样测定,考察方法的专属性。

1.3.5 方法的线性、检出限、定量限和回收率

将1.3.1.1中制备的线性方程用系列对照品溶液按照1.3.2和1.3.3项下的色谱条件和质谱条件进行测定,以化合物的质量浓度(μg/mL)为横坐标,以定量离子对的峰面积为纵坐标绘制线性方程。以3倍信噪比计算各化合物的检出限,以10倍信噪比计算各化合物的定量限。精密称取1.3.4中混合基质溶液0.5 g至100 mL具塞比色管中,加入1.3.1.1中1 mg/mL的混合对照品溶液10 mL,按照1.3.1.2的方法制备得到100 ng/mL的混合基质加标溶液,平行制备6份,按1.3.2和1.3.3的方法进样测定,计算平均回收率和相对标准偏差。

1.4 数据分析

数据分析采用美国Agilent公司的QQQ Quantitative Analysis程序软件和Microsoft Office Excel 2007软件,绘图采用Microsoft Office Excel 2007软件。

2 结果与讨论

2.1 质谱条件的优化

实验选用1.3.1.1的对照品上机参数优化用溶液上机,对11种化合物分别进行ESI+和ESI-条件下的一级全扫,根据一级全扫结果确认化合物的电离模式,并选定合适的母离子,通过设定不同的碎裂电压,以母离子的响应强度为观察目标选定最优碎裂电压,在此碎裂电压下进行目标母离子的二级全扫,选择强度最大的2个碎片离子分别进行碰撞能量的优化,在最优碎裂电压和最优碰撞能量下响应强度最大的定为定量子离子,响应强度次之的定为定性子离子,综合11种化合物的上述参数建立该11种化合物的MRM方法。为充分提高每种化合物的灵敏度,实验在MRM方法参数的基础上根据保留时间建立了11种化合物22个通道的动态MRM方法。

2.2 色谱条件的优化

在前期的实验基础上,选取了0.1%甲酸溶液-含0.1%甲酸的甲醇和0.1%甲酸溶液-含0.1%甲酸的乙腈2种流动相体系对11种化合物的色谱行为和响应强度进行考察。流动相为0.1%甲酸溶液-含0.1%甲酸的乙腈条件下,砍利酮、螺内酯响应较弱,氨苯喋啶响应较强；流动相为0.1%甲酸溶液-含0.1%甲酸的甲醇条件下,氨苯喋啶响应略有降低,但其他化合物响应与前一种流动相体系相比无较大影响或有增强。综合考虑化合物的出峰时间、分离情况和响应强度,实验选用0.1%甲酸溶液作为流动相A,含0.1%甲酸的甲醇作为流动相B进行测定。基于上述色谱条件,结合优化后的质谱参数,建立11种化合物22个通道的快速液相色谱-串联四级杆质谱联用方法。

2.3 溶剂的优化

以0.1%的甲酸溶液为流动相A,以含0.1%甲酸的甲醇为流动相B,考察对照品和样品上机前最后一步的稀释溶剂,实验选定甲醇-水(体积比1∶9)、甲醇-水(体积比5∶5)、甲醇-水(体积比9∶1)与甲醇共4种溶剂进行溶解并测定,结果见图2,发现氨苯喋啶、氢氯噻嗪、非洛地平的响应随着甲醇浓度的升高而增强,纯甲醇作为溶剂时响应最强,略高于甲醇-水(体积比9∶1)作为溶剂时的响应强度；其余化合物均在甲醇-水(体积比9∶1)作为溶剂时响应最强。

1-氢氯噻嗪；2-茶碱；3-米诺地尔；4-氨苯蝶啶；5-呋塞米；6-吲达帕胺；7-苄氟噻嗪；8-环戊噻嗪；9-螺内酯；10-坎利酮；11-非洛地平图2 溶剂对11种化合物的影响Fig.2 Effect of solvent to 11 compounds

为充分提高化合物的灵敏度,综合考虑,实验选定甲醇-水(体积比9∶1)作为对照品和供试品上机前最后一步的稀释溶剂。

2.4 基质效应和方法专属性

将1.3.4中50 ng/mL的纯溶剂混合标准溶液和50 ng/mL的混合基质加标溶液上机测定,计算2种溶液中化合物的响应值百分比,结果发现,氨苯喋啶、米诺地尔等响应值百分比大于1,呈现基质抑制效应,环戊噻嗪、苄氟噻嗪、氢氯噻嗪响应值百分比小于1,呈现基质增强效应,吲哒帕胺、螺内酯、砍立酮等基质效应影响不大。结果表明11种化合物的基质效应均在77.4%～112.8%,因为非法添加药物的添加剂量一般需要添加到能够发挥药效的剂量,通常为毫克级别,不属于痕量检测,所以常见的4种类型的阴性样品基质对该11种化合物的基质效应影响在可接受范围内[20]。

按照1.3.4考察该方法的专属性,结果发现4种类型的22个通道中均未见有干扰11种目标化合物的色谱峰,方法的专属性较好。

2.5 方法的线性、检出限、定量限和回收率

按照1.3.5的方法得到的线性方程、检出限和回收率结果见表2。11种化合物在本实验的线性范围内均具有良好的相关性,相关系数均大于0.999 0；以3倍信噪比计算的11种化合物的检出限在0.8～133.9 ng/g,定量限在2.7～446.3 ng/g,灵敏度较高；6份加标样品中11种化合物的平均回收率为88.3%～105.3%,平均相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)为0.3%～2.2%,回收率较高。

表2 11种化合物的线性方程、检出限和回收率Table 2 Liner equations,detection limits and recoveries of 11 compounds

2.6 样品测定

将1.2中10批酒类市售产品按照1.3.1.2方法制备,按照1.3.2和1.3.3方法上机测定,通过比较供试品和对照品中11种化合物的定性离子对和定量离子对的保留时间、定性离子对与定量离子对的离子比率进行定性,以定量离子对的峰面积进行外标法定量。结果发现样品中均未检出11种目标成分,这可能与该10批样品均为大型超市购买的正规市售产品有关。