UPLC-MS/MS法快速检测人工养殖淡水鱼中硝基呋喃类代谢物

郭添荣, 韩世鹤, 吴文林, 高媛, 张胜杰, 蔡雪静, 赵丽娟, 石拓. UPLC-MS/MS法快速检测人工养殖淡水鱼中硝基呋喃类代谢物[J]. 环境化学, 2022, 41(11): 3534-3543. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2021071302
引用本文: 郭添荣, 韩世鹤, 吴文林, 高媛, 张胜杰, 蔡雪静, 赵丽娟, 石拓. UPLC-MS/MS法快速检测人工养殖淡水鱼中硝基呋喃类代谢物[J]. 环境化学, 2022, 41(11): 3534-3543. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2021071302
GUO Tianrong, HAN Shihe, WU Wenlin, GAO Yuan, ZHANG Shengjie, CAI Xuejing, ZHAO Lijuan, SHI Tuo. Rapid detection of nitrofuran metabolites in cultured freshwater fish by UPLC-MS/MS[J]. Environmental Chemistry, 2022, 41(11): 3534-3543. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2021071302
Citation: GUO Tianrong, HAN Shihe, WU Wenlin, GAO Yuan, ZHANG Shengjie, CAI Xuejing, ZHAO Lijuan, SHI Tuo. Rapid detection of nitrofuran metabolites in cultured freshwater fish by UPLC-MS/MS[J]. Environmental Chemistry, 2022, 41(11): 3534-3543. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2021071302

UPLC-MS/MS法快速检测人工养殖淡水鱼中硝基呋喃类代谢物

    通讯作者: Tel:15210954081、15208427050,E-mail:327803544@qq.com wwl2008802@gmail.com
  • 基金项目:
    国家市场监督管理总局技术保障专项项目(2021YJ009),国家现代农业产业技术体系四川创新团队项目(sccxtd-2021-15),四川省科技计划应用基础研究项目(21YYJC0962)和成都市技术创新研发项目(2019-YFYF-00023-SN)资助.

Rapid detection of nitrofuran metabolites in cultured freshwater fish by UPLC-MS/MS

    Corresponding authors: HAN Shihe, 327803544@qq.com ;  WU Wenlin, wwl2008802@gmail.com
  • Fund Project: the Technical Support Special Project of the State Administration for Market Regulation (2021YJ009), the National Innovation Team Project of China (sccxtd-2021-15), the Applied Basic Research Project of Science and Technology Plan of Sichuan Province (21YYJC0962) and the Technology Innovation Research and Development Project of Chengdu City (2019-YFYF-00023-SN).
  • 摘要: 建立超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)快速检测人工养殖淡水鱼中AHD、AMOZ、AOZ、SEM等硝基呋喃类代谢物的分析方法。向鲜活乌鳢、鲢鱼、鲫鱼和草鱼试样中分别加入甲醇-水标准混合溶液,震荡并离心后弃去液体,保留残留物,残留物经盐酸水解,邻硝基苯甲醛酸性条件下衍生,利用乙酸乙酯提取,再用ACQUIYUPLC BEH C18色谱分析柱洗脱,电喷雾离子源(ESI)下以多重反应监测(MRM)正离子模式扫描进行检测,内标法定量。乌鳢、鲢鱼、鲫鱼和草鱼中4种硝基呋喃代谢物浓度在0.1—20 ng·mL−1范围内线性关系良好,相关系数均>0.9953,检出限均为0.25 μg·kg−1;平均回收率在97.6%—107.8%之间,相对标准偏差RSD在3.1%—9.6%之间。该方法简单高效,具有准确性好、灵敏度高、重现性强等特点,适用于多种人工养殖淡水鱼中硝基呋喃类代谢物的快速检测。
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  • 图 1  不同pH条件下4种硝基呋喃代谢物回收率

    Figure 1.  Recovery rates of 4 nitrofuran metabolites under different pH conditions

    图 2  空白鱼肉中添加10.0 μg·kg−1混标及其内标的衍生物色谱图

    Figure 2.  Chromatograms of blank fish samples spiked with mixed nitrofuran metabolite standards (10.0 μg·kg−1

    表 1  梯度洗脱条件

    Table 1.  Gradient elution conditions

    时间/min TimeA/%B/%
    0955
    0.6955
    2.51090
    3.01090
    4.5955
    时间/min TimeA/%B/%
    0955
    0.6955
    2.51090
    3.01090
    4.5955
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    表 2  硝基呋喃代谢物及其同位素内标物质谱分析参数

    Table 2.  Analysis of nitrofuran internal standard and its metabolite mass spectrometry

    化合物名称
    Compounds
    母离子
    Parent ion(m/z)
    子离子
    Daughter ion(m/z
    锥孔电压/V
    Taper voltage
    碰撞能量/eV
    Collision energy
    保留时间/min
    Retention time
    AMOZ335291*,2622811,201.64
    AMOZ-D534029632111.64
    SEM209166*,1923014,91.93
    SEM·HCl-13C-15N221216830111.93
    AHD249134*,104309,121.96
    AHD-13C325213428151.96
    AOZ236134*,1042811,202.05
    AOZ-D424013430122.05
      注:带*的离子为定量离子.
      Note: The ion with " * " is qualitative ion.
    化合物名称
    Compounds
    母离子
    Parent ion(m/z)
    子离子
    Daughter ion(m/z
    锥孔电压/V
    Taper voltage
    碰撞能量/eV
    Collision energy
    保留时间/min
    Retention time
    AMOZ335291*,2622811,201.64
    AMOZ-D534029632111.64
    SEM209166*,1923014,91.93
    SEM·HCl-13C-15N221216830111.93
    AHD249134*,104309,121.96
    AHD-13C325213428151.96
    AOZ236134*,1042811,202.05
    AOZ-D424013430122.05
      注:带*的离子为定量离子.
      Note: The ion with " * " is qualitative ion.
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    表 3  不同比例洗涤液对回收率和精密度的影响(n=6)

    Table 3.  The influence of different proportions of washing liquid on recovery rate and precision

    序号 No.甲醇∶水 Methanol∶Water回收率/% Recovery精密度/% RSD
    11∶195.86.3
    22∶189.85.9
    34∶190.15.7
    46∶193.16.0
    58∶194.36.1
    610∶193.73.8
    序号 No.甲醇∶水 Methanol∶Water回收率/% Recovery精密度/% RSD
    11∶195.86.3
    22∶189.85.9
    34∶190.15.7
    46∶193.16.0
    58∶194.36.1
    610∶193.73.8
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    表 4  不同萃取溶剂体积与提取次数对回收率的影响(n=6)

    Table 4.  The influence of different extraction solvent volume and extraction times on recovery (n=6)

    提取次数
    Extraction times
    溶剂体积 Solvent volume
    4 mL6 mL8 mL10 mL12 mL5 mL×210 mL×1
    1次85.2%84.7%85.0%88.0%89.6%92.6%88.0%
    2次92.0%94.3%96.096.8%94.2%
    3次87.9%93.796.596.5%93.4%
    提取次数
    Extraction times
    溶剂体积 Solvent volume
    4 mL6 mL8 mL10 mL12 mL5 mL×210 mL×1
    1次85.2%84.7%85.0%88.0%89.6%92.6%88.0%
    2次92.0%94.3%96.096.8%94.2%
    3次87.9%93.796.596.5%93.4%
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    表 5  4种硝基呋喃类代谢物在不同养殖鱼中的基质效应

    Table 5.  Matrix effects of four nitrofuran metabolites in different cultured fish

    分析物
    Analytes
    基质效应/% Matrix effect
    乌鳢 Snakehead fish鲢鱼 Silver carp鲫鱼 Crucian carp草鱼 Grass carp
    AMOZ97.9126.373.5101.3
    SEM103.5121.5123.697.5
    AHD99.2126.177.699.3
    AOZ106.3130.2129.6112.7
    分析物
    Analytes
    基质效应/% Matrix effect
    乌鳢 Snakehead fish鲢鱼 Silver carp鲫鱼 Crucian carp草鱼 Grass carp
    AMOZ97.9126.373.5101.3
    SEM103.5121.5123.697.5
    AHD99.2126.177.699.3
    AOZ106.3130.2129.6112.7
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    表 6  养殖鱼样品基质中硝基呋喃类代谢物的线性关系和方法检出限

    Table 6.  Linear relationships and detection limits of nitrofuran metabolites in the matrix of cultured fish samples

    品种
    Varieties
    分析物
    Analytes
    线性方程
    Linear equation
    相关系数(r
    Correlation coefficient
    检出限/(μg·kg−1
    LOD
    定量限/(μg·kg−1
    LOQ
    乌鳢AMOZy=0.715724 x + 0.05481220.9974230.250.80
    乌鳢SEMy=0.660234 x + 0.0701560.9988710.250.80
    AHDy=0.655721 x + 0.08913610.9964140.250.80
    AOZy=0.851029 x + 0.02647050.9963720.250.80
    鲢鱼AMOZy=0.14741 x − 0.04408010.9982820.250.80
    SEMy=0.177392 x − 0.01828220.9974670.250.80
    AHDy=0.124583 x + 0.01163150.9953970.250.80
    AOZy=0.169779 x − 0.01552450.9997370.250.80
    鲫鱼AMOZy=0.735794 x − 0.04981120.9984240.250.80
    SEMy=0.760354 x + 0.0608560.9958810.250.80
    AHDy=0.605711 x + 0.08813710.9954120.250.80
    AOZy=0.801019 x + 0.006747010.9973700.250.80
    草鱼AMOZy=0.14741 x − 0.04408010.9982820.250.80
    SEMy=0.177392 x − 0.01828220.9974670.250.80
    AHDy=0.124583 x + 0.01163150.9953970.250.80
    AOZy=0.169779 x − 0.01552450.9997370.250.80
    品种
    Varieties
    分析物
    Analytes
    线性方程
    Linear equation
    相关系数(r
    Correlation coefficient
    检出限/(μg·kg−1
    LOD
    定量限/(μg·kg−1
    LOQ
    乌鳢AMOZy=0.715724 x + 0.05481220.9974230.250.80
    乌鳢SEMy=0.660234 x + 0.0701560.9988710.250.80
    AHDy=0.655721 x + 0.08913610.9964140.250.80
    AOZy=0.851029 x + 0.02647050.9963720.250.80
    鲢鱼AMOZy=0.14741 x − 0.04408010.9982820.250.80
    SEMy=0.177392 x − 0.01828220.9974670.250.80
    AHDy=0.124583 x + 0.01163150.9953970.250.80
    AOZy=0.169779 x − 0.01552450.9997370.250.80
    鲫鱼AMOZy=0.735794 x − 0.04981120.9984240.250.80
    SEMy=0.760354 x + 0.0608560.9958810.250.80
    AHDy=0.605711 x + 0.08813710.9954120.250.80
    AOZy=0.801019 x + 0.006747010.9973700.250.80
    草鱼AMOZy=0.14741 x − 0.04408010.9982820.250.80
    SEMy=0.177392 x − 0.01828220.9974670.250.80
    AHDy=0.124583 x + 0.01163150.9953970.250.80
    AOZy=0.169779 x − 0.01552450.9997370.250.80
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    表 7  硝基呋喃代谢物在不同养殖鱼肉中的加标回收率与精密度(n = 6)

    Table 7.  Recovery and precision of nitrofuran metabolites in different cultured fish (n = 6)

    分析物
    Analytes
    品种
    Varieties
    1.0 μg·kg−1 2.0 μg·kg−1 10.0 μg·kg−1
    回收率/%
    Recovery
    精密度/%
    RSD
    回收率/%
    Recovery
    精密度/%
    RSD
    回收率/%
    Recovery
    精密度/%
    RSD
    AMOZ 乌鳢 98.6 3.6 99.4 5.6 99.3 3.3
    鲢鱼 99.1 4.2 98.4 6.1 99.6 4.1
    鲫鱼 98.1 4.4 98.1 5.9 99.0 3.9
    草鱼 102.4 3.9 99.4 7.1 97.8 4.4
    SEM 乌鳢 98.5 7.1 97.9 6.0 98.3 6.3
    鲢鱼 97.9 9.1 97.7 5.4 97.9 7.1
    鲫鱼 97.7 8.3 99.2 6.0 100.6 6.3
    草鱼 99.3 7.7 105.6 7.2 99.0 5.4
    AHD 乌鳢 97.6 6.1 101.4 7.4 98.7 3.8
    鲢鱼 97.9 4.3 99.0 8.2 99.4 4.5
    鲫鱼 100.3 7.3 102.1 9.6 98.2 5.1
    草鱼 107.8 6.3 99.7 8.1 99.6 5.5
    AOZ 乌鳢 99.2 8.1 105.2 7.4 99.3 6.0
    鲢鱼 98.1 8.5 99.8 7.9 98.6 6.3
    鲫鱼 101.2 7.9 104.1 9.5 100.4 5.7
    草鱼 99.3 8.0 100.9 8.2 107.7 5.2
    分析物
    Analytes
    品种
    Varieties
    1.0 μg·kg−1 2.0 μg·kg−1 10.0 μg·kg−1
    回收率/%
    Recovery
    精密度/%
    RSD
    回收率/%
    Recovery
    精密度/%
    RSD
    回收率/%
    Recovery
    精密度/%
    RSD
    AMOZ 乌鳢 98.6 3.6 99.4 5.6 99.3 3.3
    鲢鱼 99.1 4.2 98.4 6.1 99.6 4.1
    鲫鱼 98.1 4.4 98.1 5.9 99.0 3.9
    草鱼 102.4 3.9 99.4 7.1 97.8 4.4
    SEM 乌鳢 98.5 7.1 97.9 6.0 98.3 6.3
    鲢鱼 97.9 9.1 97.7 5.4 97.9 7.1
    鲫鱼 97.7 8.3 99.2 6.0 100.6 6.3
    草鱼 99.3 7.7 105.6 7.2 99.0 5.4
    AHD 乌鳢 97.6 6.1 101.4 7.4 98.7 3.8
    鲢鱼 97.9 4.3 99.0 8.2 99.4 4.5
    鲫鱼 100.3 7.3 102.1 9.6 98.2 5.1
    草鱼 107.8 6.3 99.7 8.1 99.6 5.5
    AOZ 乌鳢 99.2 8.1 105.2 7.4 99.3 6.0
    鲢鱼 98.1 8.5 99.8 7.9 98.6 6.3
    鲫鱼 101.2 7.9 104.1 9.5 100.4 5.7
    草鱼 99.3 8.0 100.9 8.2 107.7 5.2
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    表 8  质控测试样品验证结果(n=2)

    Table 8.  Quality control test sample validation results

    样品标号
    Sample label
    分析物
    Analytes
    检测结果/(μg·kg−1) Detection results
    GB/T 20752—2006本方法
    质控样#AOZ5.705.80
    质控样#AMOZ5.405.55
    样品标号
    Sample label
    分析物
    Analytes
    检测结果/(μg·kg−1) Detection results
    GB/T 20752—2006本方法
    质控样#AOZ5.705.80
    质控样#AMOZ5.405.55
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-13
  • 录用日期:  2022-06-21
  • 刊出日期:  2022-11-27

UPLC-MS/MS法快速检测人工养殖淡水鱼中硝基呋喃类代谢物

    通讯作者: Tel:15210954081、15208427050,E-mail:327803544@qq.comwwl2008802@gmail.com
  • 1. 中国检验检疫科学研究院,北京,100176
  • 2. 成都市食品检验研究院,成都,611130
  • 3. 中国科学院成都生物研究所,成都,610041
  • 4. 中国科学院大学,北京,100049
基金项目:
国家市场监督管理总局技术保障专项项目(2021YJ009),国家现代农业产业技术体系四川创新团队项目(sccxtd-2021-15),四川省科技计划应用基础研究项目(21YYJC0962)和成都市技术创新研发项目(2019-YFYF-00023-SN)资助.

摘要: 建立超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)快速检测人工养殖淡水鱼中AHD、AMOZ、AOZ、SEM等硝基呋喃类代谢物的分析方法。向鲜活乌鳢、鲢鱼、鲫鱼和草鱼试样中分别加入甲醇-水标准混合溶液,震荡并离心后弃去液体,保留残留物,残留物经盐酸水解,邻硝基苯甲醛酸性条件下衍生,利用乙酸乙酯提取,再用ACQUIYUPLC BEH C18色谱分析柱洗脱,电喷雾离子源(ESI)下以多重反应监测(MRM)正离子模式扫描进行检测,内标法定量。乌鳢、鲢鱼、鲫鱼和草鱼中4种硝基呋喃代谢物浓度在0.1—20 ng·mL−1范围内线性关系良好,相关系数均>0.9953,检出限均为0.25 μg·kg−1;平均回收率在97.6%—107.8%之间,相对标准偏差RSD在3.1%—9.6%之间。该方法简单高效,具有准确性好、灵敏度高、重现性强等特点,适用于多种人工养殖淡水鱼中硝基呋喃类代谢物的快速检测。

English Abstract

  • 硝基呋喃类药物是一类包括呋喃西林(nitrofurazone,SEM)、呋喃唑酮(furazolidone,AOZ)、呋喃它酮(furMtadone,AMOZ)和呋喃妥因(nitrofurantoin,AHD)等4种代谢产物的抗菌药物[1-2],因其对部分革兰氏性菌、真菌和原虫具有抑制与杀灭作用而曾被广泛用于淡水养殖业[3-4]。研究表明残留的硝基呋喃类药物可能会通过食物链危害人体健康[5-6]。尽管我国农业农村部在193号公告中明确规定了硝基呋喃类药物及代谢物不得用于可食动物,但仍然存在部分淡水鱼养殖户在利益驱使下非法滥用硝基呋喃类药物[7-8]。因此,对硝基呋喃类药物进行严密监控很有必要。

    目前,国内外报道用于检测水产品中硝基呋喃类药物的方法有酶联免疫法(ELISA)[9]、高效液相色谱法(HPLC)[10]、高效液相色谱质谱联用法(HPLC-MS)[11-12]、高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS/MS)[13-15]等。其中ELISA法一般用于定性筛查且阳性样品需要进一步确证;而HPLC法与HPLC-MS法存在灵敏度较低问题;HPLC-MS/MS法可同时进行高质量定性和定量分析,已被相应标准所采用[16-17],但该方法前处理及进样时间过长且多局限于单一基质样品[18-19]。此外,“农业部783号公告-1-2006”所述方法中,虽然4种硝基呋喃类代谢物保留得到增强且各目标物分离度较好,但峰形较宽,检测时间长效率较低,不利于大批量样品的快速检测。因此,探讨建立一种能够快速、准确检测多种鱼肉中硝基呋喃类代谢物的方法显得很有必要。

    本研究采用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS),在农业部783号公告-1-2006和GB/T 20752—2006的基础上,通过优化前处理步骤及色谱和质谱分析条件,构建用于快速检测乌鳢、鲫鱼、以及鲢鱼和草鱼等4种人工养殖淡水鱼中硝基呋喃类药物代谢物的检测方法。该方法简便、快捷、高效,可为人工养殖多种淡水鱼中硝基呋喃类代谢物的快速检测监控提供新的思路。

    • UPLC Xevo TQ-S micro超高效液相色谱串联质谱仪(配置电喷雾离子源)(美国Waters公司);ME204E型电子天平(瑞士METTLER TOLEDO公司);BT 125D型精密天平(德国Sartorius公司);MS3涡旋震荡搅拌器(德国IKA公司);3K15高速冷冻离心机(美国Sigma Aldrich公司);Milli-Q超纯水机(美国Millipore公司);5800H-C超声波仪(美国Branson公司)TurboVap LV多样品快速浓缩仪(瑞典Biotage);绞肉机(德国HanJiaOurs公司);色谱柱:ACQUIYUPLC BEH C18(1.7 μm ,2.1 mm×50 mm)。

    • 试剂:甲醇、乙腈、甲酸和正己烷均为色谱纯(美国Sigma Aldrich公司);盐酸为优级纯;氢氧化钠、乙酸乙酯均为分析纯(广州化学试剂厂);磷酸氢二钾为分析纯(阿拉丁公司);邻硝基苯甲醛为分析纯(德国CNW公司);试验用水均为超纯水。

      标准物质:4种硝基呋喃类药物代谢物AMOZ、SEM、AHD、AOZ及同位素内标AMOZ-D5、SEM·HCl-13C-15N2、AHD-13C3、AOZ-D4的对照品纯度均高于99%(德国Dr. Ehrenstorfer GmbH公司)。

      试验材料:从市场中随机采集乌鳢、鲫鱼、鲢鱼和草鱼等4种人工养殖的鲜活淡水鱼各9批次。

    • 活鱼制样:将鲜活鱼去鳞、去皮、去头尾后,沿鱼背脊对剖,取背脊两侧肌肉部分,再用绞肉机将制成肉泥状备用。

      水解及衍生化:准确称取各鱼样3 g(精确到0.01 g),转置50 mL离心管中,加入10 mL甲醇-水(V/V ,1∶1)混合溶液,振荡5 min并离心5 min后弃去液体。继续加入10 mL 0.2 mol·L−1盐酸,10000 r·min−1均质3 min,再加入内标混合标准溶液100 μL、邻硝基苯甲醛溶液100 μL,超声5 min后涡漩混合30 s,再充分振荡20 min,16 h过夜衍生(37℃恒温箱)。

      提取及净化:拾取离心管并放置冷却,至室温后加入3 mL 磷酸氢二钾溶液(1 mol·L−1),涡旋混匀,用氢氧化钠溶液(1 mol·L−1)调节pH值至7.0—8.0后,缓慢加入乙酸乙酯10 mL,经5 min振荡提取和5 min离心处理(8000 r·min−1),收集上清液转移至15 mL离心管中,用10 mL乙酸乙酯重复提取1次,合并上清液并在40℃下氮气吹干,残渣用1.0 mL 0.1 %甲酸水溶液溶解,再用3 mL饱和乙腈正己烷去脂,下层水相过0.20 μm滤膜,上机测试。同时进行空白试验。

    • 单标储备液(1 mg·mL−1):准确称取适量AMOZ、SEM、AOZ和AHD,用甲醇溶解并分别配制成浓度为1 mg·mL−1的单标储备液,4℃冷藏避光保存。

      混合标准工作溶液(10 ng·mL−1、100 ng·mL−1):准确吸取AMOZ、SEM、AOZ和AHD单标储备液,用甲醇逐级稀释为10 ng·mL−1、100 ng·mL−1的混合标准工作溶液,4℃冷藏避光保存。

      内标单标储备液(1 mg·mL−1):准确称取适量AMOZ-D5、SEM·HCl-13C-15N2、AOZ-D4和AHD-13C3,用甲醇溶解并分别配制成浓度为1 mg·mL−1的内标单标储备液,4℃冷藏避光保存。

      混合内标工作溶液(100 ng·mL−1):准确吸取AMOZ-D5、SEM·HCl-13C-15N2、AOZ-D4和AHD-13C3同位素内标单标储备液,用甲醇逐级稀释为100 ng·mL−1的混合内标工作溶液,4℃冷藏避光保存。

    • 分别准确移取硝基呋喃代谢物10 ng·mL−1混合标准工作溶液10、50、100、200、100 ng·mL−1混合标准工作溶液50、100、200 μL至7支离心管中,配制成浓度为0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 ng·mL−1系列混合标准工作液,按1.3.1操作并依次测定。

    • 色谱条件:采用ACQUIYUPLC BEH C18(1.7 μm ,2.1 mm×50 mm)为色谱分析柱,流动相为0.1% 甲酸水溶液(A)-乙腈(含0.1%甲酸)(B),梯度洗脱见表1;流速:0.3 mL·min−1,柱温:35℃;进样量:1.0 μL。

      质谱条件:离子化方式:电喷雾离子源(ESI);扫描方式:正离子模式;检测方式:多重反应监测(MRM);电喷雾电压(IS)3.0 kV;离子源温度(TEM)150℃;脱溶剂气温度和流量:400℃、800 L·h−1;锥孔气流量100 L·h−1;碰撞气流量0.15 mL·min−1。4种代谢物及内标物监测情况见表2

    • 将4种硝基呋喃类代谢物标准品分别通过鱼肉基质以及甲醇制备为标准溶液,通过甲醇纯溶剂和基质溶液中同一物质的标准曲线斜率之比进行基质效应评价。基质效应(ME%)计算公式如下:

      其中,80%≤ME%≤120%时,基质效应可忽略;ME%<80%或ME%>120%时,基质抑制或增强。

    • 利用UPLC Xevo TQ-S micro超高效液相色谱串联质谱仪系统配套的Waters MassLynx数据管理软件,并结合WPS和Origin 8.5进行数据处理与分析。

    • “农业部783号公告-1-2006”和“GB /T 20752—2006”方法中均使用梯度洗脱法,前者中甲醇的初始比例为40%,高比例的有机相导致色谱保留不明显且出峰早峰形宽;后者用0.3%乙酸乙腈溶液和0.3%乙酸水溶液,各代谢物之间分离度适中,但AMOZ存在较弱保留问题。本研究在上述2个标准方法的基础上,对色谱、质谱条件和前处理方法进行了优化。

    • 0.1%的甲酸水溶液是优选流动相[20],试验首先以0.1%甲酸水溶液和乙腈作为流动相,分别考察在Agilent Eclipse Plus C18(1.8 μm ,2.1 mm×100 mm)和ACQUIYUPLC BEH C18(1.7 μm ,2.1 mm×50 mm)两种色谱柱中的分离效果。发现后者能获得更加尖锐对称的色谱峰和较高的灵敏度,且4种代谢物的分离效果更好;低浓度(0.1%)甲酸的添加能够获取更高的离子化效率,故以0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸乙腈作为流动相;由于目标物与影响物难以完全分离在等度洗脱中持续存在,故采用梯度洗脱。多品类养殖淡水鱼样品的基质复杂,为避免大批量进样时色谱柱中蓄积未知杂质成分,该法设置初始比例为5%(0.1%甲酸乙腈)且在2 min内持续增加线性,使各化合物在C18柱中保留增强,随后将比例提高至90%, 以达到杂质的多量、快速洗脱目的。将乙腈的比例从90%降低为初始比例5%,充分平衡色谱柱,为下一针进样做准备。该法将进样分离时间提升至4.5 min内,相比于2个标准方法,各项评价指标均有所提高,优化后梯度洗脱程序见表1

    • 采用正离子(ESI+)电离扫描模式,对4种硝基呋喃代谢物及其内标物分别进行一级质谱扫描并获得高响应的母离子[M+H]+,在确定准分子离子峰的基础上分别优化锥孔电压;借助氩气的能量化碰撞产生子离子,在优化碰撞能量的基础上使选定的特征碎片离子的响应强度达到最大,最终确定以m/z为291.185的准分子离子和166.100、134.089、134.069的3个碎片离子组成监测离子对,质谱监测条件满足欧盟657/2002/EC号指令要求(见表2)。

    • 乌鳢、鲢鱼、鲫鱼、草鱼中脂质含量均较高,前处理时应考虑脱脂[21]。现行标准中均采用甲醇水溶液去除脂质[22-23],由于目前对洗涤液配比研究少有报道,本试验将甲醇与水的比例分别设置为1∶1、2∶1、4∶1、6∶1、8∶1、10∶1,考察回收率和精密度的受影响情况(见表3)。结果显示,不同比例的甲醇水洗涤液加标回收率在89.8%—95.8%之间,精密度在3.8%—6.3%之间。其中,比例为1∶1时,回收率和精密度均达到最高,分别为95.8%和6.3%。故洗涤液中甲醇与水比例选择为1∶1。

    • 衍生化产物往往受到光照条件的影响[24]。试验将同浓度硝基呋喃代谢物的衍生物分别放置于日间光照和夜晚避光条件下考察光照强度的影响,发现4种衍生物均呈现光敏性且敏感程度不一致。其中,AMOZ对光照最敏感,日间光照下放置6 h后衍生物几乎完全分解;AHD对光照最不敏感,日间光照下放置6 h前衍生物含量基本不变,而放置6 h后出现缓慢分解;SEM和AOZ相对稳定,但长时间日间光照会出现不同程度的分解。4种衍生物在夜晚避光条件下放置的衍生物含量几乎不变。因此选择过夜避光衍生化,以减少衍生物的分解,同时提高测定的灵敏度,避免假阴性的出现。

      溶液的pH对回收率的影响较大且现行方法工作效率较低[25],农业部783号公告-1-2006与文献方法中一般采用3—5 mL 1 mol·L−1磷酸氢二钾溶液或1 mol·L−1的氢氧化钠溶液来调节pH,这些方法在调节pH到最佳萃取范围难度较大,而在水解液中加入适量缓冲溶液可以保证萃取效率。故本实验在pH值为5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5等7个梯度下分别先加入3 mL 1 mol·L−1磷酸氢二钾溶液,充分涡旋混匀形成缓冲溶液,再用2 mol·L−1的氢氧化钠溶液调节pH,pH的首次调节时,需要逐滴加入氢氧化钠溶液并记录体积,经充分涡旋水解衍生化后的混合溶液,使试样中的酸充分释放。通过实验考察不同pH条件下4种硝基呋喃代谢物的回收率(见图1)。

      图1可知,不同pH条件下4种硝基呋喃代谢衍生物的回收率不同。其中AHD和AMOZ受pH的影响较大,当pH调节至弱碱性(7.0—8.0)时,均能达到90%及以上的回收率效果,而当pH偏低或过高时,均会对回收率造成不良影响回收率,原因可能是衍生物难以萃取造成。因此,溶液pH调节至7.0—8.0范围内,不仅缩短处理时间,有效提高工作效率,还能够获得更高的回收率。

    • 在选取适量萃取溶剂的基础上,适配最佳提取体积及次数。实验对比了4、6、8、10、12 mL不同体积条件下经乙酸乙酯提取1—3次与10 mL相同体积条件下经乙酸乙酯分2次(5 mL×2)和1次(10 mL×1)提取时,对回收率的影响(见表4)。实验表明,当以10 mL乙酸乙酯提取2次时回收率最高,这可能与非最优溶剂体积条件下提取时,药物提取不充分有关;而8 mL和10 mL乙酸乙酯3次提取时,回收率表现与10 mL乙酸乙酯提取2次相当,从节约成本和时间考虑,试验最终选择以10 mL乙酸乙酯提取2次。

    • 鱼肉样品基质较为复杂,UPLC-MS/MS分析过程中,目标共流物会对分析结果造成系统干扰。实验按照既定基质效应计算方法,对4种鱼肉样品开展基质效应评价。实验发现(见表5),在乌鳢和草鱼中,4种代谢物的基质效应均在80%—120%范围内,即基质效应不明显;在鲢鱼中,4种代谢物均表现为基质增强效应;在鲫鱼中,AMOZ、AHD表现为基质抑制效应,SEM、AOZ则表现为基质增强效应,从而可以判断本实验存在部分基质效应。本实验采用基质加标法构建标准工作曲线,结合同位素内标物使基质效应影响得到消减,从而提高定量检测水平。

    • 在UPLC-MS/MS优化条件分析中,分别以待测物浓度及对应离子峰面积为横纵坐标制作标准曲线,得到4类鱼肉样品基质中硝基呋喃类代谢物的线性方程(见表6)。表中数据显示,4种硝基呋喃代谢物在0.1—20 ng·mL−1线性范围内线性关系良好(r≥0.9953)。以响应信号分别大于3倍和10倍噪声时对应的物质含量作为方法的检出限(limit of detection,LOD)和定量限(limit of quantitation,LOQ),各物质方法检出限均为0.25 μg·kg−1,定量限均为0.80 μg·kg−1,表明本方法灵敏度较高。

    • 准确称取3 g乌鳢、鲢鱼、鲫鱼和草鱼样品,分别添加1.0、2.0、10.0 μg·kg−1的硝基呋喃代谢物,低、中、高的3个浓度水平下重复6次实验,计算方法回收率和精密度。结果显示,该方法在1.0—10.0 μg·kg−1添加水平下的平均回收率在97.6%—107.8%之间,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)在3.1%—9.6%之间,均符合标准检测分析的要求,试验结果见表7。空白鱼肉中添加10.0 μg·kg−1混标及其内标的衍生物色谱图见图2

    • 采用本方法和国家标准方法GB/T 20752—2006分别对市场中随机抽取的36批次人工养殖淡水鱼(乌鳢、鲢鱼、鲫鱼、草鱼各9批次)和乌鳢中硝基呋喃类代谢物质控样品(AOZ特性值5.50 μg·kg−1,量值范围1.74—9.26 μg·kg−1;AMOZ特性值5.75 μg·kg−1量值范围1.94—9.56 μg·kg−1)进行检测,结果显示,除质控样品检出阳性外,其他市售样品均显示未检出。用本方法与标准方法分别测试质控样,检测值无显著性差异且均保持在量值范围内(见表8)。在符合检测需求的基础上,本方法较标准方法可以省略固相萃取柱,在同等条件下检测效率得到提升。

    • 本实验通过对样品前处理和仪器条件的优化,建立了一种基于超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)对人工养殖淡水鱼中AHD、AMOZ、AOZ、SEM等4种硝基呋喃类代谢物的检测分析方法。硝基呋喃代谢物在0.1—20 ng·mL−1范围内线性关系良好,相关系数均>0.9953,检出限和定量限分别为0.25 μg·kg−1、0.80 μg·kg−1;在1.0、2.0、10.0 μg·kg−1的3个添加水平下,平均回收率在97.6%—107.8%之间,相对标准偏差RSD在3.1%—9.6%之间,方法学指标均能满足国家药物残留检测的要求。该方法简单高效、准确灵敏,为人工养殖淡水鱼中硝基呋喃类代谢物的快速检测提供了新的思路。

    参考文献 (25)

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