抗生素主要用于預防和治療細菌性感染類疾病,促進畜禽健康生長,以提高養(yǎng)殖質量和效率。在 奶牛養(yǎng)殖中,抗生素主要用于治療乳牛乳腺炎、腹瀉等疾病。泌乳期乳牛若過量使用抗生素或休 藥期不足,可能導致牛奶中殘留抗生素,并通過食物鏈對人體健康造成不良影響,如引起胃腸不適、 過敏反應、肝功能損害等。此外,濫用抗生素或長期攝入含抗生素食品可能會產生細菌耐藥 性,對人類健康危害更加嚴重,同時,抗生素殘留對環(huán)境中微生物群落也會產生影響,并通過食 物鏈影響高級生物,破壞生態(tài)系統(tǒng)。為保障食品安全,我國農業(yè)部第 235 號公告規(guī)定了動物源性食 品中抗生素的最大殘留限量( MRL) ,許多國家及組織也制定了抗生素最大殘留限量,限量標準日益 嚴格。因此,建立一種快速、簡便、靈敏的食品中抗生素檢測方法十分必要。 目前,抗生素的檢測方法主要有微生物法、生 物 傳 感 法、酶 聯(lián) 免 疫 法、液 相 色 譜 法、液相色譜 - 串聯(lián)質譜法等。但微生物法、生物傳感法及酶聯(lián)免疫法的特異性不高,靈 敏度較差; 液相色譜法存在檢測抗生素種類有限、檢出限高等缺點。超高效液相色譜 - 串聯(lián)質譜法 ( UPLC - MS /MS) 因分析效率高、靈敏度高等優(yōu)勢,成為抗生素殘留分析的主流檢測方法。王浩等利用液相色譜 - 串聯(lián)質譜在 30 min 內測定了牛奶中 5 類 35 種抗生素殘留,李寧等開發(fā)了牛奶中 4 類 25 種抗生素殘留的檢測方法。但已有方法存在操作繁瑣、耗時較長、檢測抗生素種類或數(shù)量相對較 少,以及不適于樣品快速篩查分析的不足??股貧埩魡栴}日漸突出,由此帶來的潛在風險引起了社 會公眾廣泛關注,為確保我國食品和環(huán)境安全,探索一種快速、高效、靈敏的多種類抗生素殘留同時 測定方法迫在眉睫。 本文以奶牛養(yǎng)殖業(yè)中常用的抗生素為研究對象,針對不同種類抗生素理化性質的差異,優(yōu)化了提 取溶劑和凈化條件,考察了基質效應,建立了同時測定牛奶中 5 類( 磺胺類、喹諾酮類、四環(huán)素類、氯 霉素類、大環(huán)內酯類) 38 種抗生素殘留的 UPLC - MS /MS 方法。本方法成功應用于實際牛奶樣品中目 標抗生素的測定,可為牛奶中多類別、多組分抗生素的快速篩查提供參考。
Waters Acquity UPLC H - Class Xevo TQ - S 超高效液相色譜 - 串聯(lián)質譜儀( 美國 Waters 公司) ; 渦 旋振蕩器( 德國 IKA 公司) ; HGC - 36A 氮吹儀( 天津恒奧有限公司) ; KQ-500DE 超聲儀( 昆山市超聲儀器有限公司) ; Anke TDL - 5 - D 離心機( 上海安亭科學儀器廠) ; Milli-Q 超純水器( 美國 Millipore 公 司) 。 甲醇、乙腈( 均為 HPLC 級,德國 Merck 公司) ; 甲酸( HPLC 級,上海麥克林公司) ; Oasis PRiME HLB( 60 mg,3mL) 固相萃取小柱( 美國 Waters 公司) ; 磺胺醋酰、磺胺嘧啶、磺胺吡啶、磺胺甲 唑、 磺胺噻唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺異 唑、磺胺苯酰、磺胺二甲基嘧啶、磺胺間甲氧嘧啶、磺胺甲氧噠 嗪、磺胺氯噠嗪、磺胺喹 啉、磺胺間二甲氧嘧啶、丹諾沙星、氧氟沙星、依諾沙星、諾氟沙星、環(huán) 丙沙星、培氟沙星、洛美沙星、恩諾沙星、氟羅沙星、沙拉沙星、司帕沙星、奧比沙星、雙氟沙星、 喹酸、氟甲喹、四環(huán)素、土霉素、強力霉素、金霉素、氯霉素、甲砜霉素、氟苯尼考、紅霉素、羅 紅霉素標準物質購于德國 Dr. Ehrenstorfer 公司,純度均≥98% 。
準確稱取各標準物質適量,分別用甲醇溶解并定容至 10 mL,配制成質量濃度均為 1 mg /mL 的單 標儲備液; 量取各單標儲備液 0. 1 mL 至同一 10 mL 容量瓶中,以甲醇定容并混勻,配制成質量濃度為 10 μg /mL 的混合標準工作溶液,于 - 20 ℃ 下密閉保存。準確移取一定量的混合標準工作溶液,配制 成系列空白樣品基質匹配標準溶液,現(xiàn)用現(xiàn)配。
準確稱取 1. 00 g 牛奶樣品至 15 mL 聚丙烯離心管中,加入 5 mL 0. 5% ( 體積分數(shù)) 甲酸乙腈溶液, 渦旋振蕩后超聲 10 min,以 5 000 r/min 離心 5 min,取上清液,待凈化。 Oasis PRiME HLB 固相萃取小柱經 5 mL 乙腈 - 水溶液( 體積比 1 ∶ 1) 活化平衡后,上樣,流速為 1 mL /min,用 5 mL 乙腈 - 水溶液( 1 ∶ 1) 洗脫,收集流出液,在 40 ℃下氮吹近干,用初始流動相溶解并定容至 1 mL,過 0. 22 μm 濾膜后,待 UPLC - MS /MS 分析。
色譜條件: Waters Acquity UPLC HSS T3 色譜柱( 100 mm × 2. 1 mm i. d. ,1. 8 μm) ; 流速: 0. 4 mL / min; 柱溫: 40 ℃ ; 進樣量: 2 μL; 流動相: A 為 0. 1% ( 體積分數(shù)) 甲酸水溶液,B 為甲醇。梯度洗脫 程序: 0 ~ 0. 20 min,95% A; 0. 20 ~ 2. 50 min,95% ~ 50% A; 2. 50 ~ 4. 50 min,50% ~ 5% A; 4. 50 ~ 4. 51 min,5%~ 95% A; 4. 51 ~ 8. 00 min,95% A。 質譜條件: 電噴霧離子源( ESI) ; 待測磺胺類、喹諾酮類、四環(huán)素類、大環(huán)內酯類抗生素為正離子 模式,毛細管電壓: 2. 5 kV; 氯霉素類抗生素為負離子模式,毛細管電壓: - 2. 5 kV; 多反應監(jiān)測模 式( MRM) 檢測; 離子源溫度: 150 ℃ ; 脫溶劑溫度: 600 ℃ ; 脫溶劑氣和錐孔氣均為氮氣,流速分別 為 1 000、150 L /h; 碰撞氣為氬氣( 純度 > 99. 999% ) ,流速為 0. 15 mL /min。其他質譜參數(shù)見表 1。
5 類抗生素在不同離子模式下的響應不同,磺胺類、喹諾酮類、四環(huán)素類、大環(huán)內酯類抗生素在 正離子模式下響應較強,而氯霉素類在負離子模式下響應較強。因此,本研究選擇正、負離子模式同 時監(jiān)測以提高效率。 考察了 Acquity UPLC HSS T3 色譜柱( 100 mm × 2. 1 mm i. d. ,1. 8 μm) 和 Acquity UPLC BEH C18色 譜柱( 100 mm × 2. 1 mm i. d. ,1. 7 μm) 對 38 種抗生素的分離效果。結果顯示,經 Acquity UPLC HSS T3 色譜柱分離后 38 種抗生素的峰形相對更佳,這是由于 HSS T3 柱為硅膠基質色譜柱,適用于較寬極性 范圍的物質分析,對于同時分析多種目標物的效果相對較佳。 通過質譜掃描分析,分別對各抗生素進行正離子、負離子掃描,確定各目標物的分子離子,再對 分子離子進行二級質譜掃描( 子離子掃描) ,對錐孔電壓、碰撞能量等參數(shù)進行優(yōu)化,選擇響應強度較 高的子離子為特征離子。設定駐留時間及采集通道,確保色譜峰采集點數(shù)在 12 點以上,以得到準確的 定量結果。各抗生素的母離子、子離子、錐孔電壓、碰撞能量見表 1。
本研究建立了 UPLC - MS /MS 同時測定牛奶中 5 類( 磺胺類、喹諾酮類、四環(huán)素類、氯霉素類和大 環(huán)內酯類) 38 種抗生素殘留的分析方法,對提取溶劑、凈化方式等因素進行了優(yōu)化。在最佳條件下, 38 種抗生素在各自線性范圍內具有良好的線性關系,LOQ 為 0. 10 ~ 1. 0 μg /kg,在低、中、高 3 個加 標水平下的平均回收率為 70. 7%~ 94. 9% ,RSD 為 4. 0% ~ 9. 4% ,各指標均滿足分析檢測的要求。該 方法對于牛奶中多類別、多組分抗生素殘留的分析監(jiān)測、快速篩查具有參考意義。