1

Size: px

Start display at page:

Download "1"

种佐卜
7 years ago
Views:

1 动物来源产品中兽药残留的筛查 Peter Hancock 1, James Morphet 1, Emmanuelle Cognard 2, and Didier Ortelli 2 1 Waters 公司, 曼彻斯特,UK 2 Food Authority Control of Geneva, 日内瓦, 瑞士目的为动物来源性产品中 150 多种兽药残留的筛查提供一种有效的解决方案前言兽药广泛的应用于治疗或预防动物疾病, 但会带来肉鱼奶蛋和蜂蜜等动物性产品中的痕量药物残留由于对人体健康存在潜在的危害, 食品链中药物残留的存在也引起了广泛的关注确实, 污染的动物产品可能导致过敏反应或由于细菌抵抗的发展导致临床治疗上间接的问题为了保护消费者的健康并确保动物性产品的质量, 在世界范围内设立了动物产品中药物允许的最高含量, 即最大残留量 (MRLs) 1-3 传统上, 生物材料中兽药残留由微生物和免疫组化技术进行分析 4 而这些方法可以为特定类别的化合物提供一种快速经济的筛查方法, 每种测试盒一般仅对一种化合物有效, 对模糊物质的鉴定缺乏选择性, 且结果仅近似定量至于阳性结果, 政府法规部门通常要求更加精确的色谱分析方法以确定抗生素的存在及含量该应用实例描述了 Waters 的 ACQUITY UPLC 及四级杆飞行时间 Xevo QTof 质谱用于超过 150 种兽药残留及代谢物, 包括阿凡曼菌素苯咪唑类 β- 激动剂 β- 内酰胺类皮质类固醇大环内酯类硝基咪唑类喹诺酮类磺胺类四环素类和其它兽药产品的定点筛查 ACQUITY UPLC 分离分析速度较快, 同时保持高效率和分离度 ACQUITY UPLC 与 Xevo QTof 质谱相结合, 以便保持高灵敏度的分离效率检测的选择性和准确质量数据采用 POSI±IVE 软件处理, 使得准确质量数据可在一个简单通道中进行定性和定量, 对阳性检测物质则直接得出重要的定量结果实验样品制备此前曾有报道描述了牛奶的样品准备方法 4 对于肝脏血鱼和肉样品, 采用 5g 样品与 20 ml 乙腈和 5 g 无水 Na2SO4 离心后, 在 4mL 上清液中加入 0.4 ml DMSO 挥干乙腈, 样品加入 0.8 g 水配成原来浓度, 进样前离心附录 1 列举了筛查的兽药残留物质由于 MRLs 相关法规变得更加严格, 发展定量方法以及确认和鉴定技术以使假阳性结果最小化就更为重要飞行时间质谱法 (TOF MS) 筛查具有一定的优势, 如历史数据追踪简化仪器方法设定和在增加化合物数量时方法的效果无需折衷, 因而受到广泛欢迎然而, 处理和检查 TOF 筛查数据通常包含一个复杂的工作流程, 当阳性峰首次确定后, 随后对消费者风险进行定量定性向定量过程的转化通常是手工完成的, 它设置了一个明显的数据检查资源渠道及较高的误差率

2 UPLC 条件 LC 系统 : ACQUITY UPLC 色谱柱 : ACQUITY UPLC BEH C18,1.7 µm, 2.1 x 100 mm 柱温 : 40 C 流动相 A: 0.1% 甲酸 ( 无水 ) 流动相 B: 乙腈 + 0.1% 甲酸梯度 : 时间 (min) %A 流速 : 0.40 ml/min 进样量 : 20 L 满定量环 MS 条件 MS 系统 : XEVO QTof MS 采集模式 : MS E 离子模式 : ESI + 毛细管压 : 2.4 kv 锥孔电压 : 30 V MS 碰撞能量 : 6 V MS E 碰撞能量范围 : 25 to 35 V 离子源温度 : 120 C 脱溶剂化温度 : 400 C 脱溶剂化气体流速 :800 L/hr 锥孔气流 : 20 L/hr 采集范围 : m/z 50 to 1000 for 0.1 s Xevo QTof 质谱 ( 采用甲酸钠和锁定质量检测进行质量校准 ) 采用 IntelliStart 软件进行自动设置数据获得及处理数据采用 Waters MassLynx 4.1 版本获得, 采用 POSI±IVE 软件处理在 MS E 采集模式下, 数据一直通过两个通道进行收集 : 低碰撞能量 (CE) 用于分子离子信息 ; 及高 CE 用于子离子图 1 显示了 TOF 筛选工作流非选择性样品提取物直接进样液 - 液提取物提高选择性 DisQue TM SPE ACQUITY UPLC 和 XevoTMQTof 色谱峰容量最大化并获得独立前体的简单综合数据资料及碎片信息所有的数据, 所有的时间目标分析采用保留时间, 准确质量和同位素类型在化合物库中搜索并生成可能的化合物清单自动定量可能的化合物图 1. TOF 筛查工作流程, 自样品准备至数据分析的理论步骤, 包含确保该流程无缝运行所整合的仪器和软件

3 结果和讨论对复杂材料的选择性来源于 ACQUITY UPLC 的高色谱分离度和 Xevo QTof 质谱的高质谱分离率及其在较窄质量窗内重现质谱图的能力图 2 显示了牛肝脏提取物中达氟沙星的总离子流色谱图 (TIC) 及其对应的精确质谱图, 并以此为例 High CE (m/z ) High CE (m/z ) Danofloxacin 达氟沙星 (m/z ) High CE (m/z ) Low CE (m/z ) TIC 图 3. 牛对相同精确质量相同的残基进行清晰的鉴定, MS E 下赛拉嗪 (2.44 min) 和莫仑太尔 (2.52 min) 子离子信息可通过进行源内裂解,MS/MS 或 MS E 获得 : 图 2. 牛肝脏中达氟沙星的总离子流色谱图 (TIC) 及其相应的质朴图高分离度对获得结果的选择性和提升可信性非常有帮助然而, 在一些情况下, 额外的信息, 如子离子, 将可能对待检的不确定化合物产生显著的益处图 3 显示了赛拉嗪和莫仑太尔监测结果中增加的可信性, 两种物质精确质量 (m/z ) 和元素组成 (C 12 H 16 N 2 S) 相同, 保留时间相似 (2.44 和 2.52 min) 赛拉嗪和莫仑太尔子离子相同(m/z ), 但可由指定的唯一的子离子 (m/z 和 ) 进行鉴定非常高的质谱分辨率将无法分离这些物质, 因此结构信息对待检残留的模糊鉴定非常重要源内裂解是一种直接获得产品离子的方式, 但与 MS 模式相比灵敏度较低且由于离子源条件随着流动相和基质的改变难于控制 MS/MS 是一种基于数字的技术, 它可以提供高质量的子离子谱, 但工作周期较低, 高丰度残留时产生偏移, 且必须在预先知道样品的成分的情况下使用 MS E 是一种专利的基于数字的技术, 可提供简单无偏移平行的途径, 传递每个可检测成分的准确质量分子 (MS) 及子离子 (MS E ) 信息, 无需多次进样

4 这些信息仅在子离子可于基质中相应水平被检测到时有效图 4 显示了牛血提取物中磺胺多辛在 MS E 模式下低碰撞能和高碰撞能质谱图, 证明了子离子可在基质中相应水平上被检测 C 6 H 6 N C 6 H 6 NO C 5 H 6 N 3 O 2 C 6 H 6 NO 2 S High CE High CE (m/z ) Low CE High CE (m/z ) Targeted high CE Increasing confidence of identity C 12 H 14 N 4 O 4 S High CE (m/z ) 图 5. 牛血中磺胺多辛在低 CE 和高 CE 中 MS E 模式谱图 Low CE (m/z ) Targeted low CE Maximising sensitivity 图 4. 牛血中磺胺多辛在低 CE 和高 CE 下的 MS E 模式质谱图, 显示子离子可在基质中的相关水平上可检测分析样品以便获得 9min 的总循环时间 ( 包括平衡时间 ) 这使得每天实际样品处理量超过 100 种样品然而, 这种样品处理量以及每种样品 150 种残留物给数据处理和运算带来了明显的问题图 5 显示了低 CE 和高 CE 在 MSE 模式下获得的光谱的差异, 低 CE 谱由分子离子主导, 而高 CE 谱包含子离子, 这增加了鉴定的可信性 POSI±IVE 软件是专为降低检查 TOF 质谱筛选数据的数据运算时间而研发的, 确保仅有阳性 ( 准确质量和保留时间在预定的偏差内 ) 及暂时的 ( 保留时间尚可, 但标识为准确质量超限 ) 检测将自动定量仅需要一张包含化合物名称结构式和保留时间的目标化合物列表 A, 而这一列表的长度不受限制

5 图 6. 牛血中甲氧苄啶经 POSI±IVE Xevo QTof MS 筛查结果在自动运算过程中,POSI±IVE 软件执行定性搜索, 采用质量准确度和保留时间决定化合物是否为阳性暂时或未检出, 以生成目标列表中化合物存在 / 不存在的信息所有阳性和暂时检测随后被自动定量, 并采用 TargetLynx 浏览器报告, 含有同位素组成 ifit 检测的方式列出图 6 显示了牛血提取物 POSI±IVE Xevo QTof 质谱筛查结果, 超过 150 种兽药中仅定性及定量检测出 3 种 : 氢化可的松磺胺多辛和甲氧苄啶受试样品中显示出血样中甲氧苄啶阳性鉴定和定量结果由于其不包括在运算方法内, 氢化可的松在原始定向分析中未有报告 POSI±IVE 半定向方式的优势之一是残留物列表的长度没有限制, 且无强制性校准标准记录的数据档案将被新的信息重新运算, 氢化可的松随后即被检测并在原始数据档案中量化

6 结论由于其对人体健康存在潜在危害, 食品链中兽药残留的存在受到广泛关注 ACQUITY UPLC 和 Xevo QTof 质谱方案简化了动物源性产品中超过 150 种兽药残留物在适当的 MRLs 下的筛查在对待检残留物指定鉴定时,MS E 信息增加了额外的可信性, 并克服了常规数据依赖性途径的局限性图 7. 牛血 POSI±IVE Xevo QTof MS 3 图 7 牛血提取物生成报告中的一部分, 其中 150 中残留物范围被缩小至 3 种经保留时间, 精确分子量和 ifit 鉴定为阳性 TOF MS 数据信息丰富的特性增加了其对数据处理软件的要求, 因此降低手工处理并自动重复性任务对提高结果的质量和 TOF MS 的接受性非常必要 POSI±IVE 通过确保仅有阳性和暂时的检测可被自动定量, 显著降低检查 TOF 质谱筛查数据处理的瓶颈自动处理的性质通过在工作流程中除去了人工转录步骤, 而降低了发生错误的可能性参考文献 D Ortelli, E Cognard, P Jan, and P Edder. J Chrom B. 877 (2009) POSI±IVE: Improving the Workflow for TOF Pesticide Screening. (2009) Waters Technical Note No en. Waters 和 ACQUITY UPLC 是沃特世公司的注册商标 Xevo, POSI+IVE, MassLynx, IntelliStart, TargetLynx, ifit, 和 The Science of What s Possible 是沃特世公司的商标所有其他商标属于各自的所有者 2009 沃特世公司中国印刷 2009 年 11 月 ZH AG-PDF 沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司沃特斯中国有限公司上海 : 北京 : 广州 : 香港 : 免费售后服务热线 :800 (400)

7 附录 1 甲泼尼龙克仑特罗马波沙星罗红霉素甲苯磺丁脲阿苯达唑克伦普罗甲苯达唑舒喘灵托芬那酸阿苯达唑砜氯吡多 5- 羟基甲苯咪唑沙氟沙星三氯苯达唑阿苯达唑亚砜氯唑西林 2- 氨基 -5- 苯甲酰苯螺旋霉素 -l 三氯苯达唑砜阿莫西林环苯达唑并咪唑磺胺苯酰三氯苯达唑亚砜氨苄西林达氟沙星美洛昔康磺胺醋酰三氟丙嗪阿奇霉素氨苯砜甲硝唑磺胺氯吡嗪钠甲氧苄啶苯佐卡因去甲金霉素羟基甲硝唑磺胺氯达嗪三乙酰竹桃霉素倍他米松地塞米松盐酸米诺环素磺胺嘧啶妥洛特罗溴布特罗二氨藜芦啶莫仑太尔磺胺地索辛泰洛星溴己新双氯西林莫仑太尔磺胺多辛维及霉素 M1 卡拉洛尔乙胺嗪萘啶酸磺胺噻唑赛拉嗪卡巴多司二氟沙星萘啶酸磺胺脒折仑诺羧苄西林二甲硝唑那他霉素磺胺甲嘧啶头孢克洛羚基二硝基咪唑诺氟沙星磺胺甲氧嘧啶头孢羟氨苄脱氧土霉素新生霉素磺胺二甲嘧啶头孢氨苄依诺沙星氧氟沙星磺胺二甲嘧啶头孢洛宁恩氟沙星奥喹多司磺胺甲唑头孢孟多红霉素磷酸竹桃霉素磺胺甲唑头孢唑林非班太尔苯唑西林磺胺间甲氧嘧啶头孢哌酮芬苯达唑奥芬达唑磺胺唑头孢噻肟芬苯达唑砜奥苯达唑磺胺硝苯头孢西丁氟罗沙星奥索利酸磺胺吡啶硫酸头孢喹肟氟苯达唑盐酸土霉素磺胺喹啉头孢磺啶氟苯咪唑培氟沙星磺胺噻唑头孢噻呋氟甲喹青霉素 G 磺胺曲沙唑头孢曲松氟甲喹青霉素 v 磺胺索嘧啶头孢呋辛氢化可的松吡喹酮磺胺异唑头孢乙腈异丙硝唑泼尼松龙特硝唑头孢噻吩羟基异丙硝唑泼尼松龙四环素头孢匹林交沙霉素异丙嗪四米唑头孢拉定酮洛芬乙胺嘧啶噻苯哒唑金霉素柱晶白霉素 A1 噻嘧啶 5- 羟基噻苯哒唑塞布特罗左旋咪唑利福昔明硫姆林西诺沙星左旋咪唑罗硝唑硫姆林环丙沙星洛美沙星罗沙胂替米考星

标题

第 33 卷第 12 期 2014 年 12 月环境化学 ENVIRONMENTAL CHEMISTRY Vol. 33, No. 12 December 2014 使用 ACQUITY UPLC H Class 和 Xevo TQD 液相 / 串联质谱仪进行水中药物和个人护理产品 (PPCP) 的多残留分析 Claude Mallet Gareth Cleland Jennifer A Burgess