QuEChERS前处理方法结合高效液相色谱-串联质谱测定蜂蜜和蜂王浆中14 种喹诺酮类药物残留

张中印 1,赵柳微 2,曹葳蕤 2,周金慧 2,*

(1.河南科技学院资源与环境学院,河南 新乡 453003;2.中国农业科学院蜜蜂研究所,农业部蜂产品质量监督检验测试中心,北京 100093)

摘 要:建立一种快速、简便的测定蜂蜜和蜂王浆中14 种喹诺酮类药物残留的分析方法。样品经1%乙酸-乙腈提取,C 18-EC和N-丙基乙二胺吸附剂分散净化后以高效液相色谱-串联质谱测定。结果表明,14 种喹诺酮类药物在3 个添加水平的回收率范围为80.4%~110.2%,相对标准偏差不大于16.3%,在0.1~100 ng/mL质量浓度范围内线性关系良好,相关系数大于0.99,蜂蜜的检出限和定量限分别为0.45~2.58 ng/g和 1.51~8.59 ng/g;蜂王浆的检出限和定量限分别为0.51~3.22 ng/g和1.69 ~10.75 ng/g。该方法操作简单、灵敏度高,适用于蜂蜜和蜂王浆14 种喹诺酮类药物残留的测定。

关键词:蜂蜜;蜂王浆;QuEChERS前处理;高效液相色谱-串联质谱;喹诺酮类药物

蜂蜜是由蜜蜂采集花蜜而来,富含人体必需的各类营养物质如葡萄糖、果糖、氨基酸、酶类、矿物质和抗氧化物质等 [1-2],是重要的天然食品。蜂王浆是由工蜂的舌腺和上颚腺分泌的混合物质,具有非常好的保健和药用价值 [3]。然而,实际生产中蜜蜂容易受到细菌、真菌、病毒和外来寄生螨类的侵染而引起病害 [4]。控制和治疗这些疾病通常的方法是直接饲喂兽药或者在蜂巢中喷洒,因此可能导致蜂蜜和蜂王浆等蜂产品中的兽药残留问题,对消费者造成潜在威胁。喹诺酮类药物作为一种常用抗生素类兽药,在养蜂生产中通常用来防治和治疗各类细菌疾病,尤其是可以有效地防治美洲幼虫腐臭病引起的蜜蜂数量减少和蜂蜜产量降低 [5]。但是由于没有蜂蜜和蜂王浆中抗生素类药物最大残留限量值规定 [6],美国和中国的养蜂业禁止使用喹诺酮类药物,因此很有必要建立蜂蜜和蜂王浆中多种喹诺酮类药物的痕量检测方法。目前,一些文献中报道了蜂蜜或蜂王浆中喹诺酮类药物残留的检测方法,主要有液相色谱法 [7-10]和液相色谱-串联质谱法 [11],因液相色谱-串联质谱法检出限低、灵敏度和精确度高而广泛使用,它也是我国蜂蜜和蜂王浆标准中的规定方法 [12-13]。前处理方法多采用固相萃取技术,如固相萃取柱萃取 [14-16]、分子影印固相萃取 [17],因其都需要分别进过净化、浓缩等一系列过程,操作复杂、费时费力,灵敏度和重复性差,不能同时用于蜂蜜和蜂王浆中喹诺酮类药物残留的前处理。鲜有一种简单、快速的样品前处理方法能同时检测蜂蜜和蜂王浆中喹诺酮类药物残留。

2003年美国农业部的Anastassiades等开发了QuEChERS(quick, easy, cheap, effective, rugged, safe),该方法将均质后的样品经乙腈提取,盐析分层,利用基质分散萃取机理除去基质中大部分干扰物,然后直接用于仪器分析 [18]。QuEChERS方法操作步骤简单,有机溶剂用量比传统的液液分配和固相萃取小。最初是用于蔬菜和水果中农药残留分析,后经过改良用于兽药和环境污染物的分析 [19-21]。另外,高效液相色谱-串联质谱由于可以同时定性定量分析多种化合物,且选择性和灵敏度高等特点而成为分析食品中抗生素残留的重要工具。

本研究的目的是基于QuEChERS前处理方法和高效液相色谱-串联质谱建立蜂蜜和蜂王浆中多种喹诺酮类药物的同时检测方法。样品前处理过程中需要克服两个难题,一是蜂蜜中糖和蜂王浆中蛋白质的干扰,二是使多种喹诺酮类药物能够在色谱分析中获得较好的分离效果并达到需要的灵敏度。本研究对提取溶剂、盐以及吸附剂种类和用量进行优化以减少基质效应的影响,提高灵敏度和样品处理量,以期所建方法可用于蜂蜜和蜂王浆样品中喹诺酮类药物残留风险评估分析。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蜂蜜和蜂王浆样品均来自中国农业科学院蜜蜂研究所试验蜂场。

14 种喹诺酮标准品(氟甲喹CAS号:42835-25-6、恶喹酸CAS号:14698-29-4、诺氟沙星CAS号:70458-96-7、依诺沙星CAS号:74011-58-8、环丙沙星CAS号:85721-33-1、达氟沙星CAS号:112398-08-0、恩诺沙星CAS号:93106-60-6、氧氟沙星CAS号:82419-36-1、马波沙星CAS号:115550-35-1、氟罗沙星CAS号:79660-72-3、沙氟沙星CAS号:98105-99-8、司帕沙星CAS号:110871-86-8、奥比沙星CAS号:113617-63-3、双氟沙星CAS号:98106-17-3,纯度>95.0%)德国Dr. Ehrenstorfer公司;乙腈、甲醇和乙酸(均为色谱纯) 美国Dima Technology公司;NaCl和Na 2SO 4(均为分析纯) 北京试剂公司;无水Na 2SO 4在600 ℃条件下加热6 h,在干燥器内冷却至室温,放在密闭容器内保存,备用;N-丙基乙二胺(primary secondary amine,PSA,40 µm)、端基的封尾十八烷基键合硅胶(C 18-EC,40 µm) 北京艾杰尔科技有限公司;超纯水由美国Milli-Q超纯水系统纯化制得。

单个标准品母液(1.0 mg/mL):称取适量标准品约10 mg,将其置于10 mL容量瓶中,根据目标物的溶解度用乙腈-甲醇与不同比例的水(50∶50或80∶20)混合将其溶解,并用溶液定容至刻度;混合标准品工作液(1.0 µg/mL):取适量单个标准品溶液配制成混合标准品溶液,用于准确度实验;所有母液和工作液在4 ℃ 冰箱避光保存3 个月。

1.2 仪器与设备

6460高效液相色谱-串联质谱仪、Poroshell 120 EC-C 18(100 mm×2.1 mm,2.7 μm)、Zorbax SBC 18(50 mm×2.1 mm,1.8 μm)、Zorbax XDB-C 18(50 mm×2.1 mm,1.8 μm)、Poroshell 120 SB-C 18(100 mm×2.1 mm,2.7 μm) 美国Agilent公司;CR22GⅡ高速冷冻离心机 日本日立公司;HH-2数显电子恒温水浴锅 江苏省金坛市精达仪器制造厂;Vortex.Genie2涡旋混合振荡仪 上海迈旗环保科技有限公司;N-EVAP112氮气吹干仪 美国OA-SYS公司;Milli-Q纯水机 美国Millinpore公司。

1.3 方法

1.3.1 样品采集和制备

从蜂场采集300 g蜂蜜样品10 个,4 ℃冰箱避光保存。分析前,将蜂蜜样品在室温放置1 h,使用前快速混匀。如果蜂蜜结晶,则在不超过50 ℃的恒温槽中加热处理。从蜂场和超市采集150 个蜂王浆样品,在-18 ℃储存。冷冻后的样品需在25 ℃条件下平衡1 h并在分析前均质。

称取2 g蜂蜜或1 g蜂王浆样品置于50 mL离心管中(对于方法验证实验:取一定体积的混合标准品溶液加入空白样品中并静置10 min),加入5 mL纯水,振摇5 min。然后加入10 mL 1%乙酸-乙腈溶液、4 g无水Na 2SO 4和1 g NaCl,振摇5 min,8 000 r/min离心5 min。取4 mL上清液置于预先称有50 mg PSA、150 mg C 18-EC和900 mg无水Na 2SO 4的15 mL离心管中。涡旋2 min后,以8 000 r/min离心5 min。然后,取300 µL上清液过0.22 μm滤膜,并转移至含有700 µL初始比例流动相的进样瓶中,待高效液相色谱-串联质谱分析。

1.3.2 高效液相色谱条件

色谱柱:A g i l e n t P o r o s h e l l 1 2 0 E C-C 1 8(100 mm× 2.1 mm,2.7 μm);进样量:5 μL;柱温:30 ℃;流动相:A:2 mmol/L甲酸铵+0.1%甲酸溶液,B:甲醇;洗脱梯度:0 min,5% B;3.0 min,20% B;10 min,30% B;16 min,98% B;18 min,98% B;20 min,5% B;进样时间:25 min;流速:0.2 mL/min。

1.3.3 质谱条件

监测模式:电喷雾电离正离子模式;气体温度320 ℃;干燥气流速6 L/min;喷雾器压力241 Pa;鞘流气温度350 ℃;鞘流气流速12 L/min;喷嘴电压0 V;数据采集和分析MassHunter software。

1.3.4 方法验证

从分离度、线性、回收率(准确性)、重复性(精密度)、仪器检出限、最低检出限(limit of detection,LOD)、定量限(limit of quantitation,LOQ)、基质效应和残留效应对方法进行评价。从蜂场采集的空白蜂蜜和蜂王浆样品采用国家标准进行检测,结果表明目标物均未被检出。

2 结果与分析

2.1 提取条件的优化

由于蜂蜜不易溶于有机溶剂(如乙腈、乙酸乙酯等),因此通常用纯水溶解蜂蜜样品。首先在匀质的蜂蜜或者蜂王浆的水溶液中加入有机溶剂(包括乙腈、乙酸乙酯以及二氯甲烷),再加入盐,然后比较喹诺酮类药物的回收率和基质效应。结果表明乙酸乙酯和二氯甲烷有基质增强效应影响,并且蜂蜜和蜂王浆的提取溶液呈黄色云雾状;乙腈作为提取溶剂时,大部分目标物的回收率较好,在80%~110%之间。

而且乙腈中加入酸溶液有利于蜂蜜和蜂王浆样品中蛋白质的沉淀。因此在乙腈中添加5 个不同体积分数乙酸(0.1%、0.5%、1%、2%、5%)溶液作为QuEChERS方法的提取溶剂,并比较它们的回收率,结果表明1%乙酸-乙腈溶液作为提取剂的效果最好,可以有效提高喹诺酮类药物的回收率,而加入高体积分数乙酸的乙腈溶液(超过2%)不仅不利于目标分析物的回收率,还降低了净化的效率,因为PSA颗粒更容易与酸结合 [22]

提取过程中加入无机盐有利于水相和有机相间的分离,对比无水Na 2SO 4、MgSO 4和NaCl这3 种盐对回收率的影响,结果表明加入4 g无水Na 2SO 4和1 g NaCl的回收率最好,因为无水Na 2SO 4和NaCl能够有效地吸收多余的水分并且增加离子强度,使分析物更容易从水相进入有机相。

2.2 净化条件的优化

为了获得更好的回收率,减少蜂蜜和蜂王浆样品提取溶液中糖、有机酸和色素的影响,需要确定最佳的吸附剂组合。PSA可以吸附多种极性有机酸、极性色素、一些糖类和脂肪酸,石墨化碳(graphitized carbon blacks,GCB)可以吸附甾醇和色素,例如叶绿素;C 18可以吸附非极性的干扰物质,如脂肪;多壁碳纳米管(multi walled carbon nanotubes,MWCNTs)可以吸附环境中的痕量化合物,例如二噁英、多环芳烃和水中的农药 [23-24],但是由于使用MWCNTs净化后提取液易污染质谱离子源,因此首先排除使用MWCNTs。本研究对比了以下7 种吸附剂组合对目标物回收率和净化效果的影响:C 18-EC+Na 2SO 4(150 mg+900 mg);C 18-EC+PSA+ Na 2SO 4(150 mg+50 mg+900 mg);C 18-EC+PSA+ Na 2SO 4(150 mg+100 mg+900 mg);C 18-EC+PSA+ Na 2SO 4(100 mg+50 mg+900 mg);C 18-EC+PSA+ Na 2SO 4(200 mg+20 mg+900 mg);C 18-EC+PSA+ GCB+Na 2SO 4(150 mg+50 mg+100 mg+900 mg);C 18-EC+PSA+MWNTs+Na 2SO 4(150 mg+50 mg+ 100 mg+900 mg)。结果表明使用GCB净化后回收率相对最低;而添加20~50 mg PSA净化后回收率有升高趋势,但是当PSA超过50 mg时,回收率则出现大幅降低趋势。因此,选择50 mg的PSA作为净化剂。对比C 18-EC的质量范围50~500 mg时对分析物峰面积的影响,发现当C 18-EC为150 mg时,分析物的峰面积最大,因此选择150 mg的C 18-EC作为净化剂。可能的原因是一部分喹诺酮类药物会被吸附在C 18-EC上。因此,根据回收率效果确定了蜂蜜和蜂王浆样品的最合适的净化方式组合:C 18-EC+PSA+Na 2SO 4(150 mg+50 mg+900 mg)。

2.3 高效液相色谱-串联质谱的条件优化

为了得到最佳的色谱分离效果以及提高喹诺酮类药物的灵敏度,对流动相进行优化。首先对比不同浓度的甲酸铵溶液(1、2、3 mmol/L和5 mmol/L)、甲酸溶液以及乙酸溶液,有机相选择了乙腈和甲醇。结果表明甲酸溶液比乙酸溶液的响应要高,这可能是由于甲酸与乙酸相比能提供更多的质子,从而在离子源打碎分析物时,提高碎片的离子化程度。进一步研究发现0.1%甲酸效果最好,既不会出现离子化不完全(<0.1%甲酸时),也不会出现过度离子化(>0.1%甲酸)的现象。为了在尽可能短的时间内分离出14 种兽药成分,在水相中加入不同比例的甲酸盐以提高分离效果,结果表明添加2 mmol/L甲酸铵足以达到很好的分离效果且峰形尖锐。高浓度的甲酸铵,容易在色谱柱中的有机相中发生盐析,造成色谱柱堵塞。另一方面,有机相的成分很大程度上影响着色谱分辨率和保留时间,在高效液相色谱-串联质谱系统中常用到的有机相包括甲醇和乙腈,将其在相同的色谱条件下进行比较,结果表明二者响应没有明显的差别,但是甲醇洗脱能力较弱,可以将喹诺酮类药物更好地分离,因此选择甲醇作为有机相。

对比4 种不同的色谱柱,Zorbax SB-C 18(50 mm× 2.1 mm,1.8 μm)、Zorbax XDB-C 18(50 mm×2.1 mm,1.8 μm)、Poroshell 120 SB-C 18(100 mm×2.1 mm,2.7 μm)和Poroshell 120 EC-C 18(100 mm×2.1 mm,2.7 μm)。SB-C 18不能很好地分离喹诺酮类药物,会产生连续的色谱峰,而使用Poroshell 120 EC-C 18可以得到较好的分离效果以及灵敏度。因此,选择Poroshell 120 ECC 18作为本实验的色谱柱。最终优化的条件为:使用Poroshell 120 EC-C 18色谱柱,甲醇作为有机相,水相包括2 mmol/L甲酸铵和0.1%的甲酸。

表1 14 种喹诺酮类药物的质谱参数
Table 1 Mass spectral parameters of 14 fluoroquinolones

注:*.定量离子。

目标物 保留时间/min保留时间/min氟甲喹 16.41 262 244* 120 15 16.41 202 120 30母离子(m/z)子离子(m/z)碎裂电压/V碰撞能量/eV 244* 100 15 216 100 30 92 110 30 108 115 26诺氟沙星 10.41 320 302.1* 140 20 10.41 276.1 140 15依诺沙星 10.10 321 303.1* 130 18 10.10 232 130 38环丙沙星 11.08 332.1 314.1* 130 20 11.08 231 130 42达氟沙星 11.71 358.2 340.1* 140 25 11.71 255 140 46恩诺沙星 11.59 360 342.1* 130 20 11.59 316.2 130 20氧氟沙星 9.95 362 318.1* 130 15 9.95 261.1 130 26马波沙星 8.98 363 320.1* 120 20 8.98 345.1 120 10氟罗沙星 9.13 370.1 326* 130 18 9.13 269 130 28沙氟沙星 13.54 386.1 368.1* 130 20 13.54 342.1 130 15司帕沙星 14.94 393.1 349* 130 21 14.94 292 130 36奥比沙星 12.44 396.2 352.1* 150 15 12.44 295.1 150 22恶喹酸 16.41 262.116.41 382.1* 140 20 356.1 140 20 132 220 40双氟沙星 12.86 40012.86

本研究对每种目标物进行质谱条件的优化,以得到更好的定量响应。首先将每种分析物的标准溶液(1.0 µg/mL),直接进入质谱分析,以得到其母离子和相关子离子。为了获得每种药物的最大灵敏度,在此过程中对一些质谱参数进行优化,如碎裂电压、碰撞能量等。每种分析物以它们保留时间为特征,并选择两个优势离子,其中最强的离子作为定量离子,另一个作为定性离子。相关的质谱参数和离子信息见表1。为了能在较短的时间内检测14 种喹诺酮类药物,选择动态多反应监测模式(dynamic multiple reaction monitoring,d-MRM),其优点是可以直接监测目标物特定离子,保证目标分析物的灵敏度 [25-27]

2.4 方法学评价

方法的选择性是通过分析20 个空白蜂蜜和蜂王浆样品,并观察在每个目标物的保留时间处大于3 倍信噪比的基质干扰物的存在。结果表明在d-MRM模式下蜂蜜和蜂王浆中喹诺酮类药物的检测具有高选择性,没有基质干扰。

用纯水取一定体积单个药的工作液配成0.1、0.5、1、5、10、50、100 ng/mL的喹诺酮类药物的混合标准溶液。标准曲线1)以喹诺酮类药物的峰面积对其在纯水中的质量浓度做最小二乘法线性回归。2)称取空白蜂蜜和蜂王浆样品中,按照上述的前处理方法进行处理,用得到的空白上清液配制一系列上述质量浓度的基质匹配标样。蜂蜜和蜂王浆线性方程的相关系数对于校准1)在0.992 7~0.998 4之间,对于校准2)在0.998 9~0.999 9之间。喹诺酮类药物在10 ng/mL时的典型MRM色图谱见图1。仪器LOD是指将标准品直接进仪器检测,信噪比为3时目标物的质量浓度。在优化后的高效液相色谱-串联质谱参数条件下,蜂蜜和蜂王浆的平均仪器LOD 在0.01~0.71 ng/mL之间。基于定量离子的响应,LOD 和LOQ分别在信噪比为3和10条件下确定,变异系数小于20%。蜂蜜的LOD和LOQ分别在0.45~2.58 ng/g 和1.51~8.59 ng/g之间;蜂王浆的LOD和LOQ分别在0.51~3.22 ng/g和1.69~10.75 ng/g之间,见表2。结果表明:使用QuEChERS前处理方法结合高效液相色谱-串联质谱检测蜂蜜和蜂王浆中喹诺酮类药物有相近的灵敏度。蜂蜜和蜂王浆样品中添加3 个水平(LOQ、3×LOQ和10×LOQ)的目标物以计算回收率、基质效应和准确度。

图1 14 种喹诺酮类药物的典型MRM色谱图
Fig. 1 Typical MRM chromatograms of 14 fluoroquinolones

表2 14 种氟诺酮类药物的LOD和LOQ
Table 2 LODs and LOQs of 14 fluoroquinolones ng/g

目标物 蜂蜜 蜂王浆LOD LOQ LOD LOQ恶喹酸 1.04 3.46 1.05 3.18氟甲喹 1.79 5.95 3.16 10.54诺氟沙星 0.57 1.78 1.05 3.51依诺沙星 2.58 8.59 3.22 10.75环丙沙星 0.88 2.93 1.03 3.44达氟沙星 1.09 3.64 1.16 3.86恩诺沙星 0.79 2.63 0.93 3.10氧氟沙星 0.87 2.90 1.20 4.01马波沙星 1.29 4.30 1.38 4.61氟罗沙星 1.02 3.41 1.20 3.99沙氟沙星 0.48 1.59 0.51 1.69司帕沙星 0.45 1.51 0.60 2.00奥比沙星 0.55 1.84 0.55 1.83双氟沙星 0.56 1.85 0.74 2.48

表3 14 种喹诺酮类药物的回收率、精密度和基质效应
Table 3 Recoveries, precisions and mean matrix effects of 14 fluoroquinolones %

平均基质效应恶喹酸 92.8 5.7 6.9 -42.6 103.3 9.8 8.4 -75.0氟甲喹 108.3 5.3 7.3 -38.0 110.2 7.8 9.4 -35.1诺氟沙星 90.2 4.2 6.8 -1.8 80.4 6.9 12.6 -3.8依诺沙星 84.2 5.9 8.7 -5.9 82.6 7.7 15.1 11.0环丙沙星 81.2 7.1 9.9 -19.0 87.1 10.8 16.3 4.9达氟沙星 85.3 8.4 11.4 -9.8 99.2 8.4 10.5 11.9恩诺沙星 85.8 6.4 9.4 -9.8 99.5 6.9 11.7 10.2氧氟沙星 88.4 6.4 10.7 -20.3 81.6 8.4 13.6 3.0马波沙星 93.3 5.3 11.8 -52.1 92.5 6.3 15.7 25.0氟罗沙星 85.4 6.4 15.9 2.7 90.2 8.9 9.5 8.2沙氟沙星 87.6 3.8 7.8 -6.7 88.9 9.7 7.9 9.2司帕沙星 97.2 6.4 9.8 -3.4 108.7 10.5 15.8 -1.0奥比沙星 92.4 4.9 5.8 11.0 96.9 11.8 9.8 29.2双氟沙星 101.6 5.6 7.4 -5.3 102.6 12.4 11.3 -4.0基目标物蜂蜜 蜂王浆平均回收率批内相对标准偏差批间相对标准偏差平均基质效应平均回收率批内相对标准偏差批间相对标准偏差

精密度是测定蜂蜜和蜂王浆样品3 个添加水平5 个重复的回收率,以相对标准偏差表示,且批内和批间相对标准偏差分别不大于12.4%和16.3%,结果见表3。基质效应以喹诺酮类药物在溶剂纯水(B)中与基质(A)中相同质量浓度时仪器的响应比值来表示。对于基质效应(A-B)/B×100%,负值表示基质减弱效应,正值表示基质增强效应。最后,分析10 种不同的蜂蜜和蜂王浆样品,结果表明喹诺酮类药物的平均基质效应在-75.0%~29.2%之间。大部分药物的基质效应小于±20%;然而蜂王浆中的马波沙星和奥比沙星表现出基质增强效应,蜂王浆中的恶喹酸和氟甲喹表现出基质减弱效应。因此,采用基质匹配标样来对蜂蜜和蜂王浆中的喹诺酮类药物进行定性和定量分析。同样,回收率指在蜂蜜和蜂王浆空白样品添加一定质量浓度的标准品后再进行前处理,用空白样品提取液配制的基质匹配标准溶液,计算回收率。上述回收率的测定方法是为了减少基质效应的影响。结果表明蜂蜜和蜂王浆样品中回收率的在80.4%~110.2%之间,结果见表3。

残留效应是通过测定高质量浓度喹诺酮(1 000 ng/mL)和纯水来进行评价。这一步骤重复测定5次。结果表明纯水在目标物保留时间位置的色谱峰面积低于3 倍的LOD值。因此,本研究开发的方法不存在残留效应。

2.5 方法应用

为证明方法的应用性,用建立的方法测定实际样品。将2014年从蜂场和超市采集的样品按照2.3节优化条件进行处理,用高效液相色谱-串联质谱检测。检测到一些痕量水平的抗生素。其中,蜂蜜和蜂王浆中诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星和恩诺沙星的最大含量分别为397.1、74.2、29.7 ng/g和281.4 ng/g。检出率最高的是诺氟沙星(5.4%)。

2.6 方法与国家标准对比

该方法与现有的国家标准相比极大地减少了样品前处理的时间和成本,见表4。

表4 所建方法与国家标准方法的对比
Table 4 Comparison of the present method with the national standard method

国家标准方法 本实验建立的方法蜂蜜 蜂王浆 蜂蜜 蜂王浆前处理时间/ (h/批)费用/(元/每个样品)7~8 50~80 7~8 50~80 0.5 30~50 0.5 30~50费用/(元/每个样品)前处理时间/ (h/批)费用/(元/每个样品)前处理时间/ (h/批)费用/(元/每个样品)前处理时间/ (h/批)

3 结 论

本实验使用高效液相色谱-串联质谱同时定量分析蜂蜜和蜂王浆中的14 种喹诺酮类药物。该方法的优点一是与现有的国家标准相比极大地减少了样品前处理的时间和成本;二是使用高效液相色谱-串联质谱在d-MRM模式下同时测定了多种喹诺酮类药物,且灵敏度、回收率和精密度均能达到检测的需求。本方法的成功建立为蜂产业中兽药污染的监测提供了一定依据。

参考文献:

[1] KLEIN A M, VAISSIERE B E, CANE J H, et al. Importance of pollinators in changing landscapes for world crops[J]. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2007, 274: 303-313.

DOI:10.1098/rspb.2006.3721.

[2] ZHOU Jinhui, YAO Lihu, LI Yi, et al. Floral classification of honey using liquid chromatography-diode array detection-tandem mass spectrometry and chemometric analysis[J]. Food Chemistry, 2014,145: 941-949. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.08.117.

[3] TAKENAKA T, ECHIGO T. Chemical composition of royal jelly[J]. Bulletin of the Faculty of Agriculture, 1980, 20: 71-78. https://www. researchgate.net/publication/284663388_Chemical_composition_of_ royal_jelly.

[4] DELAPLANE K S. Honey bees and beekeeping[EB/OL]. University of Georgia Cooperative Extension Bulletin, 2010. http://www.i4at.org/ lib2/bees.htm.

[5] BLASCO C, PICÓ Y, TORRES C M. Progress in analysis of residual antibacterials in food[J]. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2007,26(9): 895-913. DOI:10.1016/j.trac.2007.08.001.

[6] ZHOU Jinhui, XUE Xiaofeng, CHEN Fang, et al. Simultaneous determination of seven fluoroquinolones in royal jelly by ultrasonicassisted extraction and liquid chromatography with fluorescence detection[J]. Journal of Separation Science, 2009, 32(7): 955-964.

DOI:10.1002/jssc.200800545.

[7] YATSUKAWA Y, ITO H, MATSUDA T, et al. Determination of residual fluoroquinolones in honey by liquid chromatography using metal chelate affinity chromatography[J]. Journal of AOAC International, 2010, 94(4): 1319-1327.

[8] 杨微微, 杨勇, 罗曼, 等. QuEChERS-液相色谱法同时测定蜂蜜中6 种氟喹诺酮类药物的残留[J]. 贵州农业科学, 2015(2): 165-169.

DOI:10.3969/j.issn.1001-3601.2015.02.043.

[9] KANDA M, KUSANO T, KANAI S, et al. Rapid determination of fluoroquinolone residues in honey by a microbiological screening method and liquid chromatography[J]. Journal of AOAC International,2010, 93(4): 1331-1339.

[10] XIA Qinghai, YANG Yaling, LIU Mousheng. Spectrofluorimetric determination of fluoroquinolones in honey with 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone in the presence of β-cyclodextrin[J]. Journal of Fluorescence, 2013, 23(4): 713-723. DOI:10.1007/s10895-013-1166-1.

[11] 曹彦忠, 庞国芳, 张进杰, 等. 蜂蜜中14 种喹诺酮类药物残留的高效液相色谱-串联质谱测定[J]. 分析测试学报, 2008(11): 1141-1146.

DOI:10.3969/j.issn.1004-4957.2008.11.001.

[12] GB/T 23412—2009 蜂蜜中19 种喹诺酮类药物残留量的测定方法:液相色谱-质谱/质谱法[S].

[13] GB/T 23411—2009 蜂王浆中17 种喹诺酮类药物残留量的测定: 液相色谱-质谱/质谱法[S].

[14] GAO Qiang, ZHENG Haobo, LUO Dan, et al. Facile synthesis of magnetic one-dimensional polyaniline and its application in magnetic solid phase extraction for fluoroquinolones in honey samples[J]. Analytica Chimica Acta, 2012, 720: 57-62. DOI:10.1016/ j.aca.2011.12.067.

[15] DURDEN D A, FERNANDES G. Quantitation of fluoroquinolones in honey using tandem mass spectrometry (LC-MS/MS): nested validation with two mass spectrometers[J]. Journal of AOAC International, 2010, 93(5): 1633-1655.

[16] 丁涛, 沈东旭, 徐锦忠, 等. 高效液相色谱-串联质谱法测定蜂蜜中残留的19 种喹诺酮类药物[J]. 色谱, 2009(1): 34-38. DOI:10.3321/ j.issn:1000-8713.2009.01.006.

[17] 夏环, 王妍, 荆涛, 等. 分子印迹固相萃取-高效液相色谱法测定蜂蜜中三种氟喹诺酮类抗生素残留[J]. 分析科学学报, 2012, 28(3): 297-302.

[18] ANASTASSIADES M, LEHOTAY S J, ŠTAJNBAHER D, et al. Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitioning and “dispersive solid-phase extraction”for the determination of pesticide residues in produce[J]. Journal of AOAC International, 2003, 86(2): 412-431. DOI:10.1109/ ISWREP.2011.5893672.

[19] ALBINET A, TOMAZ S, LESTREMAU F. A really quick easy cheap effective rugged and safe (QuEChERS) extraction procedure for the analysis of particle-bound PAHs in ambient air and emission samples[J]. Science of the Total Environment, 2013, 450: 31-38. DOI:10.1016/j.scitotenv.2013.01.068.

[20] HU Fengyang, BIAN Kui, LIU Yahong, et al. Development of a modified quick, easy, cheap, effective, rugged and safe method for the determination of multi-class antimicrobials in vegetables by liquid chromatography tandem mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography A, 2014, 1368: 52-63. DOI:10.1016/ j.chroma.2014.09.074.

[21] LIU Ying, HAN Shen, LU Meiling, et al. Modified QuEChERS method combined with ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry for the simultaneous determination of 26 mycotoxins in sesame butter[J]. Journal of Chromatography B, 2014,970: 68-76. DOI:10.1016/j.jchromb.2014.06.033.

[22] FONTANA A R, BOTTINI R. High-throughput method based on quick, easy, cheap, effective, rugged and safe followed by liquid chromatography-multi-wavelength detection for the quantification of multiclass polyphenols in wines[J]. Journal of Chromatography A,2014, 1342: 44-53. DOI:10.1016/j.chroma.2014.03.044.

[23] HOU Xue, LEI Shaorong, QIU Shiting, et al. A multi-residue method for the determination of pesticides in tea using multi-walled carbon nanotubes as a dispersive solid phase extraction absorbent[J]. Food Chemistry, 2014, 153: 121-129. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.12.031. [24] WILKOWSKA A, BIZIUK M. Determination of pesticide residues in food matrices using the QuEChERS methodology[J]. Food Chemistry,2011, 125(3): 803-812. DOI:10.1016/j.foodchem.2010.09.094.

[25] STRASSBURG K, HUIJBRECHTS A L, KORTEKAAS K, et al. Quantitative profiling of oxylipins through comprehensive HPLCMS/MS analysis: application in cardiac surgery[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2012, 404(5): 1413-1426. DOI:10.1007/ s00216-012-6226-x.

[26] SHENDY A H, GHOBASHY M A, GAD ALLA S A, et al. Development and validation of a modified QuEChERS protocol coupled to LC-MS/MS for simultaneous determination of multi-class antibiotic residues in honey[J]. Food Chemistry, 2016, 190: 982-989.

DOI:10.1016/j.foodchem.2015.06.048.

[27] ARES A, VALVERDE S, BERNAL J, et al. Development and validation of a LC-MS/MS method to determine sulforaphane in honey[J]. Food Chemistry, 2015, 181: 263-269. DOI:10.1016/ j.foodchem.2015.02.085.

Simultaneous Determination of Fluoroquinolone Residues in Honey and Royal Jelly by QuEChERS and High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

ZHANG Zhongyin 1, ZHAO Liuwei 2, CAO Weirui 2, ZHOU Jinhui 2,*
(1. College of Resources and Environment, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, China;2. Institute of Apicultural Research, Bee Products Quality Supervision and Inspection Center, Ministry of Agriculture,Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100093, China)

Abstract:A multi-residue analytical method for the determination of 14 fluoroquinolone residues in honey and royal jelly using QuEChERS extraction coupled with high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) was developed. Samples were extracted with acetonitrile containing 1% acetic acid, cleaned up by dispersive solid phase extraction with C 18-EC and PSA as absorbent. Recoveries from samples spiked at three levels were between 80.4% and 110.2% with relative standard deviations (RSDs) lower than 16.3%. The limits of detection (LODs) and limits of quantification (LOQs) for honey were 0.45-2.58 ng/g and 1.51-8.59 ng/g, respectively. For royal jelly, the LODs and LOQs were 0.51-3.22 ng/g and 1.69-10.75 ng/g, respectively. The established method could meet the requirement for the determination of fluoroquinolone residues in honey and royal jelly samples.

Key words:honey; royal jelly; QuEChERS; HPLC-MS/MS; fluoroquinolone residues

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201616039

中图分类号:O651

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2016)16-0242-07

引文格式:

张中印, 赵柳微, 曹葳蕤, 等. QuEChERS前处理方法结合高效液相色谱-串联质谱测定蜂蜜和蜂王浆中14 种喹诺酮类药物残留[J]. 食品科学, 2016, 37(16): 242-248. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201616039. http://www.spkx.net.cn

ZHANG Zhongyin, ZHAO Liuwei, CAO Weirui, et al. Simultaneous determination of fluoroquinolone residues in honey and royal jelly by QuEChERS and high performance high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Food Science,2016, 37(16): 242-248. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201616039. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2015-08-07

基金项目:国家现代农业(蜂)产业技术体系建设专项(CARS-45-41)

作者简介:张中印(1965—),男,副教授,学士,研究方向为蜂学。E-mail:zzy206@126.com

*通信作者:周金慧(1977—),男,副研究员,博士,研究方向为蜂产品质量安全与分析。E-mail:zhoujinhui@caas.cn