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FSHW:自动化在线固相萃取-液相色谱-串联质谱法快速分析猪肉和鱼肉样品中的十五种磺胺残留
时间:2023-05-30 21:16 点击次数:102

  磺胺类药物是对氨基苯磺酸的酰胺N-取代衍生物,因其抗菌谱广、价格低廉、性能稳定、疗效优良等特点,广泛应用于兽药中细菌和原虫感染的预防和治疗。但磺胺类药物在食物中的残留可能引起过敏反应、尿毒症和造血功能障碍。长期积累可能对损害肾功能、耐药性、致癌性等,对人体健康造成极大危害。为保证消费者的食品安全,欧盟委员会、美国食品药品监督管理局(FDA)和中国农业部都对食品中磺胺类药物的残留量规定了最高残留限量。

  目前已提出了多种检测磺胺类药物的分析方法,如毛细管电泳、生物传感器技术、免疫分析以及高效液相色谱、气相色谱、液相色谱-串联质谱等。毛细管电泳对磺胺类药物表现出良好的分离能力,但存在精度低的问题。生物传感器技术具有良好的灵敏度,但容易出现假阳性。免疫测定不适合多残留和确证分析。气相色谱法相对困难,因为磺胺类药物极性高、挥发性低,分析前必须挥发。高效液相色谱-串联质谱法因其特异性强、灵敏度高,是分析磺胺类药物的有力技术。动物性食品的基质复杂,如果没有净化步骤或净化方法不当,很容易对目标物造成干扰,对仪器造成污染。目前已开发了一些分析方法来测定猪肉、鱼类等各种食品样品中的磺胺类物质,但大多数报道的方法采用离线固相萃取(SPE)、液-液萃取纯化或缺乏样品纯化步骤。离线SPE和液-液萃取纯化方法操作复杂,且纯化步骤耗时长、成本高。

  本研究采用的在线SPE技术实现了样品预处理与仪器分析的结合,提高了样品分析的自动化程度,简化了预处理程序,提高了工作效率,避免了传统样品制备过程中的人为误差。目前,在线SPE技术在动物源性食品中磺胺类药物检测中的应用报道很少。现有的在线SPE技术检测磺胺类药物是与高效液相色谱相结合,但仅基于紫外检测器的方法由于灵敏度和特异性较低,并不是合适的确认方法。河北省食品检验研究院的Junmei Ma、Yan Zhang、Qiang Li等,在本研究中将在线SPE装置与液相色谱-串联质谱法相结合进行内标校正。通过优化在线SPE峰聚焦,实现了高效的纯化和分离。通过对回收率、线性、准确度和重复性的评价,该方法可用于监测磺胺类药物的非法使用。

  为了验证合适的在线固相萃取程序,本研究对一些关键参数进行了评估。对于HLB滤芯,洗脱溶剂的极性越强,目标物越容易被洗脱,但同时也会洗出杂质。本研究以甲醇和乙腈为洗脱溶剂进行了比较,结果如图1所示,除磺胺异恶唑(SFZ)和磺胺甲基异恶唑(SMZ)外,甲醇的洗脱效果均优于乙腈。因此,本实验采用甲醇作为洗脱溶剂。

  优化在线SPE的目的是为了获得最大的提取效率和样品净化。洗脱步骤的流速是需要优化的一个重要参数。在50 μL进样量和200 μL洗脱量的条件下,比较了100、150、200和250 μL/min的洗脱流速。根据15 种磺胺类药物(10 ng/mL)的反应和峰型,对洗脱效果进行了研究。洗脱流速的优化结果如图2所示。当洗脱流速为100 μL/min时,15 种化合物的峰型最佳,回收率最大;当洗脱流速继续增大时,洗脱不充分,部分化合物的峰面积较小,故选择洗脱流速为100 μL/min。

  在50 μL注入样品量和100 μL/min洗脱流速的条件下,比较了50、100、150、200、250 μL的洗脱量。洗脱流速的优化结果如图3所示。结果表明,当洗脱体积为50 μL和100 μL时,目标化合物无法有效洗脱。随着洗脱体积的增大,目标化合物的峰面积逐渐增大。当洗脱体积达到200 μL时,目标化合物的峰面积变化趋于稳定,因此选择洗脱体积为200 μL。

  本研究采用Symbiosis Pico自动在线SPE系统,该系统由在线SPE装置和液相色谱组成。经在线SPE纯化的样品直接注入LC柱进行分析,会造成目标物的洗脱液扩散,因此需要利用流动相稀释降低甲醇比例,使目标物峰集中在LC柱前端。本研究中,总流速固定为0.6 mL/min,初步流动相中有机物的比例固定为2%。洗脱流速为0.1 mL/min,为避免总流速变化引起的压力波动,造成异常峰,需降低流动相的速率(从0.6 mL/min降至0.5 mL/min)。

  为使所有化合物达到最佳分离效果,研究了液相色谱条件的优化。采用不同的流动相体系,包括乙腈-水、乙腈-0.1%(V/V)甲酸水、甲醇-水,以及甲醇-0.1%(V/V)甲酸水。在ESI+的条件下,甲酸的加入可以提高化合物的电离度,从而提高分离效率和质谱信号的强度。甲醇和乙腈作为流动相对信号强度的影响不大。以甲醇为流动相进行梯度洗脱时,柱压变化较大,平衡时间较长。因此,选择乙腈-0.1%甲酸水溶液作为流动相。

  采用注射器注射将15 种磺胺类化合物和内标溶液(100 ng/mL)以5 μL/min的速率直接注入质谱仪。在Q1 MS全扫描中发现前体离子,利用产物离子扫描模式选择两个片段。采用多反应监测(MRM)模式监测前体到产物离子的转变。优化了产物的去簇电压(DP)和碰撞能(CE)。MRM采集模式下记录的化合物的提取离子色谱图如图4所示。

  本研究基于在线SPE技术,建立了快速、灵敏的15种磺胺类药物的LC-MS/MS分析方法,并采用同位素标记的内标进行定量分析。对该方法的线性、灵敏度、准确度和精密度进行了研究,并将该方法成功地用于猪肉和鱼肉样品中15种磺胺类药物的检测。

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