DOi:10.13590/j.cjfh.2017.04.012
同位素内标-超高效液相色谱-串联质谱法测定蜂蜜中氯霉素及甲硝唑
图雅,崔建平,赵宏

(内蒙古呼和浩特市疾病预防控制中心,内蒙古 呼和浩特010070)

作者简介: 图雅女中级检验技师研究方向为物理化学 E-mail:tuya1983@126.com

收稿日期: 2017-05-20

摘要:目的采用同位素内标-超高效液相色谱-串联质谱法测定蜂蜜中氯霉素及甲硝唑的残留量。方法样品经乙酸乙酯提取,MCS复合型固相萃取柱(500 mg/6 ml)净化,采用ZORBAXSB-C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.8 μm)分离,以甲醇和5 mmol/L乙酸铵溶液(含0.05%甲酸)为流动相进行梯度洗脱,采用电喷雾正/负离子多反应监测模式检测,同位素内标法定量。结果氯霉素、甲硝唑的浓度为0.05~5.00 ng/ml时,线性关系良好,相关系数r>0.999。添加0.5、2.0、5.0 μg/kg三个不同水平时,氯霉素、甲硝唑的回收率为79.3%~96.7%,相对标准偏差(RSD)为5.5%~14.8%,定量限均为0.15 μg/kg,检出限均为0.05 μg/kg。结论该方法灵敏度及准确度良好,可应用于日常大批量样品的高灵敏分析。
关键词:  超高效液相色谱-串联质谱; 同位素内标; 甲硝唑; 氯霉素; 蜂蜜; 食品污染物; 兽药残留
中图分类号: R155      文献标识码:A      文章编号:1004-8456(2017)04-0450-04
Determination of chloramphenicol and metronidazolel in honey by ultra performance liquid 
     chromatography-mass spectrometry with isotope-labelled internal standards
TU Ya, CUI Jian-ping, ZHAO Hong

(Hohhot Center for Disease Control and Prevention,Neimenggu Hohhot 010070,China)

Abstract:ObjectiveTo determine chloramphenicol and metronidazolel in honey by isotope-labelled internal standards ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry. MethodsSamples were extracted with ethyl acetate solution, and cleaned up on a MCS cartridge. The target analytes were separated on a ZORBAX SB-C18 column with gradient elution using a mobile phase made up of methanol and 5 mmol/L ammonium acetate solution (containing 0.05% formic acid). Detection was carried out using positive and negative electrospray ionization and multiple reaction monitoring (MRM), and quantified with isotope internal standardmethod . ResultsThe chloramphenicol and metronidazolel showed good linearity in the range of 0.05-5.00 ng/ml. The recovery at three spiked levels of 0.5, 2.0 and 5.0 μg/kg were in the range of 79.3%-96.7%. The relative standard deviation (RSD) was 5.5%-14.8%. The limits of quantitation were 0.15 μg/kg, the limits of detection were 0.05 μg/kg. ConclusionThe method is sensitive and accurate. It could be applied to the high-throughput analysis of chloramphenicol and metronidazolel.
     
Key words: Ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry; isotope labelled internal standards; metronidazolel; chloramphenicol; honey; food contaminants; veterinary drug residues
    氯霉素(chloramphenicol,CAP)属抑菌性广谱抗生素,用于动物各种传染病的治疗。它在动物性食品中的残留会对人体造血系统产生严重不良反应,威胁人类的健康[1-2]。美国仅允许氯霉素用于非食用动物,规定在动物性食品中不得检出氯霉素,我国早在2002年将氯霉素列为禁用药物,在动物性食品中不得检出。甲硝唑(metronidazolel,MNZ)属于硝基咪唑类合成抗菌药,常添加于动物饲料中,用于治疗和预防动物体内的某些细菌和原虫疾病。硝基咪唑类药物在动物性食品中的残留存在潜在的致癌作用[3-4]。有些蜂农在蜜蜂临近产蜜期,仍然使用抗生素,是导致蜂蜜中含有抗生素或者超标的原因之一,NY/T 5030—2016《无公害农产品 兽药使用准则》[5]中规定,甲硝唑片禁止在采蜜期使用。2016年随州市生产的某一品牌蜂蜜成品有3批次检出甲硝唑及氯霉素,引起了社会的广泛关注,产品不合格的主要原因是蜂蜜源头存在安全隐患,因此,必须加强监督控制抗生素的滥用,保障蜂蜜成品的质量。
目前,测定抗生素残留量的方法主要有高效液相色谱法[6-7]、气相色谱法[8-9]、气相色谱-质谱法[10-11]及液相色谱-串联质谱法[12-13]。高效液相色谱-串联质谱法具有准确、高效、高灵敏度等优点,是目前测定抗生素残留量最为通用的检测手段。本试验采用超高效液相色谱-串联质谱法对蜂蜜中氯霉素及甲硝唑残留量进行测定,使用各目标分析物的同位素内标进行定量,该方法的灵敏度、回收率和重现性较好,定量准确,可满足日常检测的需要。
 1材料与方法     
1.1主要仪器与试剂
    Agilent 6460A超高效液相色谱-串联四级杆质谱仪(美国Agilent)、千分之一电子天平(精度为0.001 g)、超纯水器、离心机、涡旋混合器、氮吹仪、MCS复合型固相萃取柱(500 mg/6 ml)。
氯霉素(CAS:56-75-7)、甲硝唑(CAS:443-48-1)、D4-甲硝唑(CAS:1261392-47-5)标准品均购自德国Dr.Ehrenstorfer GmbH,D5-氯霉素标准品(CAS:202480-68-0,美国Cambridge Isotope Laboratories),乙酸乙酯、甲醇均为色谱纯,盐酸、氨水、氢氧化钠均为分析纯。  
1.2方法   
1.2.1标准溶液的配制
    氯霉素、甲硝唑标准储备液:分别称取0.010 g(精确到0.000 01 g)氯霉素、甲硝唑标准品,分别用甲醇溶解并定容至10 ml,浓度均为1.0 mg/ml,-20 ℃避光保存。混合标准溶液:分别准确吸取氯霉素、甲硝唑标准储备液100 μl于100 ml容量瓶中,用甲醇定容至刻度,浓度为1.0 μg/ml,-20 ℃避光保存。D5-氯霉素、D4-甲硝唑标准溶液:分别称取0.005 g(精确到0.000 01 g)D5-氯霉素、D4-甲硝唑标准品,分别用甲醇溶解并定容至10 ml,浓度为0.5 mg/ml,-20 ℃避光保存。D5-氯霉素、D4-甲硝唑应用液:分别用甲醇稀释D5-氯霉素、D4-甲硝唑标准溶液至浓度均为20.0 ng/ml,4 ℃保存。    
1.2.2样品前处理
    称取蜂蜜5 g(精确到0.01 g)于50 ml离心管中,分别加入100 μl D5-氯霉素、D4-甲硝唑应用液,加水10 ml,混匀溶解,再加入10 ml乙酸乙酯,涡旋、超声提取5 min,3 000 r/min离心3 min,吸取上清液在50 ℃氮气下吹干。加入0.1 ml甲醇溶解,再加入1.9 ml 40 mmol/L盐酸溶液,超声溶解1 min,10 000 r/min离心2 min,上清液待净化。依次用5 ml甲醇、5 ml水、5 ml 40 mmol/L盐酸溶液活化平衡MCS复合型固相萃取柱,将上清液移至MCS柱内,待样品过柱后用5 ml水淋洗除杂真空抽干,加入5 ml乙酸乙酯洗脱,得到洗脱液1;再用5 ml甲醇淋洗除杂真空抽干,用5 ml 5%氨化甲醇洗脱,得到洗脱液2;将洗脱液1和2在50 ℃氮气下吹干,分别先加入0.1 ml甲醇超声溶解残留物,再加入0.9 ml 10%甲醇水溶液混匀,过0.22 μm滤膜后进样,洗脱液1用于分析氯霉素,洗脱液2用于分析甲硝唑。     
1.2.3仪器条件
    色谱:ZORBAX SB-C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.8 μm),流动相为甲醇-5 mmol/L乙酸铵溶液(含0.05%甲酸),流速为0.2 ml/min,进样体积为2 μl,洗脱方式为梯度洗脱。洗脱程序:0~0.5 min,40%甲醇;0.5~1.0 min,90%甲醇;0.5~1.5 min,90%甲醇;1.5~2.0 min,40%甲醇。
质谱:电喷雾离子源;氯霉素、D5-氯霉素为负离子扫描,甲硝唑、D4-甲硝唑为正离子扫描;多反应监测(MRM)模式;干燥气流量为11 L/min;雾化器压力为241 kPa;毛细管电压为4 000 V(正离子)、3 500 V(负离子)。
     2结果与分析    
2.1样品提取与净化
    氯霉素、甲硝唑均易溶于乙酸乙酯,试验表明乙酸乙酯对氯霉素、甲硝唑均有较高的提取效率,因此选用乙酸乙酯提取样品。本试验选择MCS复合型固相小柱,填料为硅胶和阳离子交换树脂,对蜂蜜中氯霉素和甲硝唑的测定起到良好的净化效果。
MCS复合型固相萃取柱对氯霉素、甲硝唑的回收率均在70%以上,且除杂效果好。用乙酸乙酯从MCS柱洗脱获得组分氯霉素,5%氨化甲醇从MCS柱洗脱获得组分甲硝唑。通过MCS柱对蜂蜜中氯霉素及甲硝唑进行分级净化,采用乙酸乙酯和5%氨化甲醇分别洗脱氯霉素和甲硝唑进行分析,可有效除去干扰物质,满足试验要求。    
2.2流动相的选择
    比较甲醇-5 mmol/L乙酸铵溶液和乙腈-5 mmol/L乙酸铵溶液两种体系,试验发现氯霉素和甲硝唑在甲醇-5 mmol/L乙酸铵溶液体系中响应较高。试验表明,在5 mmol/L乙酸铵溶液中加入少
量的甲酸可以提高甲硝唑的离子化效率,增加灵敏度。为了不影响氯霉素在负电离模式下的离子化效率,本试验还对甲酸的浓度进行了优化,结果表明甲酸浓度为0.05%时对氯霉素的电离没有明显
影响,故本试验采用甲醇-5 mmol/L乙酸铵溶液(含0.05%甲酸)为流动相。由于等度洗脱时待测物与干扰杂质一起流出,对氯霉素及甲硝唑的离子化产生抑制作用和色谱峰背景干扰,因此,本试验采用梯度洗脱的方法,使目标物和杂质达到完全分离。
2.3质谱条件的优化
在电喷雾质谱正/负离子监测模式下,分别对分解电压、碰撞能量和选择离子等进行了充分的优化,选取经碰撞后所得丰度较高的两个离子作为定量和定性离子,并确定其最佳碰撞能量及分解电压。4种化合物的质谱分析参数见表1。
2.4方法的线性关系及检出限
表1质谱分析参数
Table 1Mass spectrometry parameters
注:*表示定量离子    
用空白蜂蜜基质溶液配制系列混合标准溶液,氯霉素和甲硝唑的浓度分别为0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00和5.00 ng/ml,其中D5-氯霉素、D4-甲硝唑的浓度均为2.0 ng/ml。以峰面积对应的浓度进行线性回归,其线性关系良好,相关系数r>0.999。根据信噪比S/N=3和S/N=10计算检出限(LOD)和定量限(LOQ),结果见表2。
表2方法的线性回归方程、相关系数和检出限
Table 2Regression equations, correlation coefficient and limits of determination of the method    
2.5方法的回收率与精密度
选择一份空白蜂蜜样品进行加标回收率和精密度试验,样品分别添加0.2、2.0和5.0 μg/kg的混合标准液各6份,摇匀、静置20 min后按1.2.2方法处理并进行分析,计算平均回收率和相对标准偏差(RSD),结果见表3。可以看出,各添加水平的回收率范围为79.3%~96.7%,RSD为5.5%~14.8%,方法的准确度与精密度均满足抗生素分析的要求。加标样品(2.0 μg/kg)的MRM色谱图见图1。
表3方法的精密度及加标回收率试验(n=6)
Table 3Relative standard deviation and recoveries of      
samples of the method     
2.6实际样品的测定
按本试验所建立的方法对呼和浩特市超市采购的20份蜂蜜样品进行测定,甲硝唑及氯霉素均未检出。   
3小结
本试验采用乙酸乙酯提取,MCS复合型固相小柱净化,内标法定量,超高效液相色谱-串联质谱法同时测定了蜂蜜中甲硝唑及氯霉素的残留量。该方法与单独测定氯霉素或甲硝唑的方法比较,不仅节省了样品前处理时间、提高了工作效率,而且灵敏度较好,回收率和重现性符合检测要求,可应用于日常大批量样品的检测。
注:A为氯霉素(320.9>256.9);B为氯霉素(320.9>152.0);C为D5-氯霉素(326.0>157.0);
     D为甲硝唑(172.1>128.1);E为甲硝唑(172.1>82.1);F为D4-甲硝唑(176.2>128.1)     
图1加标样品(2.0 μg/kg)的MRM色谱图     
Figure 1MRM chromatograms of add mark samples (2.0 μg/kg)    
参考文献
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