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    HPLC-MS/MS法測定豬肉中克倫特羅和萊克多巴胺

    2016-11-05 02:19:24孫清榮李楠郭禮強(qiáng)王洪濤
    食品研究與開發(fā) 2016年20期
    關(guān)鍵詞:倫特羅萊克萃取柱

    孫清榮,李楠,郭禮強(qiáng),王洪濤

    (1.山東科技職業(yè)學(xué)院,山東濰坊261053;2.濰坊出入境檢驗檢疫局,山東濰坊261041)

    HPLC-MS/MS法測定豬肉中克倫特羅和萊克多巴胺

    孫清榮1,李楠1,郭禮強(qiáng)2,王洪濤2

    (1.山東科技職業(yè)學(xué)院,山東濰坊261053;2.濰坊出入境檢驗檢疫局,山東濰坊261041)

    研發(fā)聚合物整體柱微萃?。≒olymer monolith microextraction,PMME)柱,建立豬肉中克倫特羅和萊克多巴胺的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)檢測方法。樣品用乙酸銨緩沖液提取,通過聚(甲基丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸酯(p(MAA-co-EGDMA))柱進(jìn)行富集凈化,用甲醇洗脫,采用HPLC-MS/MS進(jìn)行測定,梯度洗脫,流動相為甲醇和含0.1%的甲酸水溶液;質(zhì)譜采集模式為電噴霧正離子多反應(yīng)監(jiān)測模式。以克倫特羅-D9為內(nèi)標(biāo),克倫特羅的的線性范圍為0.015μg/L~1.00 μg/L,相關(guān)系數(shù)(R2)大于0.99,定量限為0.05 μg/kg,3個不同水平的加標(biāo)平均回收率為88.9%~105.0%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。以萊克多巴胺-D3為內(nèi)標(biāo),萊克多巴胺的的線性范圍為0.15 μg/L~10.0 μg/L,相關(guān)系數(shù)(R2)大于0.99,定量限為0.50 μg/kg,3個不同水平的加標(biāo)平均回收率為89.9%~105.0%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。該方法具有操作簡單、靈敏度高、重現(xiàn)性好,試劑用量少等特點,符合食品樣品中痕量污染物的檢測要求。

    固相微萃?。籋PLC-MS/MS;豬肉;克倫特羅;萊克多巴胺

    克倫特羅(Clenbuterol)和萊克多巴胺(Ractopamine)是一類人工合成的腎上腺素β2-受體選擇性激動劑。由于β2-受體激動劑過量添加可促進(jìn)動物(如豬、牛、羊等)生長,使體內(nèi)的脂肪分解代謝增強(qiáng),顯著提高瘦肉率,所以自20世紀(jì)80年代以來,在利益的驅(qū)動下,β2-受體激動劑被非法地添加于飼料中。然而,β2-受體激動劑在動物體內(nèi)代謝慢,殘留時間長,被人食用可能導(dǎo)致心動過速、心率失常、肌肉疼痛、惡心和眩暈等癥狀的發(fā)生[1],嚴(yán)重威脅了人類健康。從1998年至今,我國相繼發(fā)生至少19起較大規(guī)模的瘦肉精中毒事件[2],涉及人員達(dá)4 000多人。2009年,日本通報從我國進(jìn)口豬、牛肉制品中檢出39批次“瘦肉精”殘留,涉及全國14家大型出口企業(yè),不僅造成約2.5億美元經(jīng)濟(jì)損失,也對我國肉制品出口質(zhì)量安全聲譽(yù)造成不良形象[2]。因此,從根本上解決“瘦肉精”問題,需要政府部門、行業(yè)、企業(yè)、監(jiān)管部門等付出不懈努力。

    目前,國家規(guī)定的瘦肉精有16種,克倫特羅和萊克多巴胺因為價格低廉、容易購買且見效快,是違法分子最常用的飼料添加劑。國內(nèi)外對克倫特羅和萊克多巴胺殘留的檢測方法主要有ELISA法[3-4],HPLC法[5]、GC-MS法[6]、HPLC-MS/MS法[7-8]。其中,ELISA法存在假陽性情況[9-10],HPLC法靈敏度較低,達(dá)不到獸藥殘留的檢測限,GC-MS法前處理較復(fù)雜,大大增加了結(jié)果的不確定度。而HPLC-MS/MS法具有靈敏度高、假陽性率低的特點,常用作篩選后陽性樣品的確證,是β2-受體激動劑殘留測定中最常用的定量和確證方法。

    由于豬肉樣品基質(zhì)效應(yīng)較強(qiáng),樣品的前處理是影響其分析結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。1989年,Pawliszyn[11]等提出固相微萃取技術(shù),該技術(shù)無需溶劑萃取,樣品消耗量少,操作簡便、快速、選擇性好、靈敏度高,集萃取、凈化、富集于一體,易于自動化處理。在此基礎(chǔ)之上,人們還發(fā)展了諸如薄膜微萃?。?2]、管內(nèi)固相微萃?。?3]、管外固相微萃?。?4]等在內(nèi)的SPME模式。在本文中,我們研發(fā)聚(甲基丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸酯)[p(MAA-co-EGDMA)]整體柱材料為萃取介質(zhì)的聚合物整體柱微萃?。≒olymer monolith microextraction,PMME)技術(shù),構(gòu)建了一種新型的固相微萃取模式。

    我們研究小組首先將有機(jī)聚合物整體柱材料引進(jìn)In-tube SPME技術(shù)中,制備了p(MAA-co-EGDMA)毛細(xì)管整體柱[15]。該整體柱性質(zhì)穩(wěn)定,其疏水的主鏈和酸性的側(cè)鏈羧基官能團(tuán)使其對疏水的堿性化合物有較好的萃取效率,將此PMME技術(shù)應(yīng)用于β2-受體激動劑殘留的預(yù)處理,該法能較好地去除豬肉中的基質(zhì)干擾,再結(jié)合HPLC-MS/MS,建立了一種豬肉中β2-受體激動劑分析的新方法。試驗結(jié)果表明,該方法的克倫特羅檢測限低至0.05 μg/kg,萊克多巴胺檢測限低至0.5 μg/kg。這種方法具有重現(xiàn)性好、回收率高、樣品用量少等特點,適合于其定性、定量測定。

    1 試驗部分

    1.1儀器與試劑

    100 μL移液器、5810型離心機(jī):德國Eppendorf公司;Agilent1200-6430液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(配ESI源):美國Agilent公司;0.01 mg電子天平、0.01 g電子天平:德國梅特勒公司;T25型均質(zhì)器、渦流混勻器:德國IKA公司;N-EVAP氮吹儀:美國organomation Associates公司;MCX柱:美國waters公司;PCX柱:天津Agela公司。

    標(biāo)準(zhǔn)品克倫特羅和克倫特羅-D9(Clenbuterol-D9):德國Dr.Ehrenstorfer公司;標(biāo)準(zhǔn)品萊克多巴胺和萊克多巴胺-D3:美國Sigma-Aldich公司;N,O-雙三甲基硅基三氟乙酰胺:德國Macherey-Nagel公司;(100 mg,5 mL)C18固相萃取小柱:美國Agilent公司;乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA):瑞士Acros公司;甲基丙烯酸(MAA)、偶氮二異丁腈(AIBN)、十二醇、甲苯:上海醫(yī)藥集團(tuán)試劑公司;甲醇、乙酸乙酯、乙腈和甲酸均為色譜純:美國Biopure公司;試驗用水為超純水。

    1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

    1)稱取克倫特羅、克倫特羅-D9、萊克多巴胺標(biāo)準(zhǔn)品各10 mg,加甲醇溶解并分別定容至100 mL,分別配成濃度為100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液;萊克多巴胺-D3用丙酮溶解配成濃度為100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液,于4℃冰箱中放置,備用。

    2)用移液器取1 mL克倫特羅儲備液用甲醇定容至100 mL,配成濃度為1 mg/L的中間儲備液;移取克倫特羅中間儲備液1 mL,萊克多巴胺儲備液0.1 mL,用甲醇定容至100 mL,混標(biāo)工作液中克倫特羅濃度為10 μg/L,萊克多巴胺濃度為100 μg/L;內(nèi)標(biāo)混標(biāo)配制同前,用甲醇定容100mL,克倫特羅-D9濃度為10μg/L、萊克多巴胺-D3濃度為100 μg/L。試驗中用甲醇稀釋成所需要的濃度。

    1.3P(MAA-EGDMA)毛細(xì)管整體柱的制備

    PMME毛細(xì)管整體微萃取柱(20 mm×0.53 mm,i. d.)的合成為Y.Fan等[21]的方法上做了一定的改進(jìn):稱取甲基丙烯酸48 mg,乙二醇二甲基丙烯酸酯420 mg,甲苯110 mg,十二醇860 mg,AIBN 4.5 mg,混勻,超聲5 min。然后灌入內(nèi)壁經(jīng)(γ-甲基丙烯酰)丙基三甲氧基硅烷衍生后的毛細(xì)管中,兩端以硅橡膠封口,于烘箱中60℃反應(yīng)16 h后,用甲醇沖洗以除去致孔劑與未反應(yīng)單體。最后除去一次性醫(yī)用注射器(1 mL)針頭的鋼管部分,截取2 cm制備好的毛細(xì)管整體柱,用粘膠將其固定至原針頭的鋼管部位即可。

    1.4萃取過程

    1.4.1提取

    精密稱?。?±0.01)g豬肉樣品于具塞離心管中,加入內(nèi)標(biāo)混合標(biāo)準(zhǔn)工作液100 μL,加入乙酸銨緩沖液10 mL,均質(zhì)1 min然后加入β-葡萄糖醛酸酶/芳基硫酸酯酶30 μL,渦混,37℃溫育過夜。反應(yīng)完畢后10 000 r/min離心10 min,收集上清液入另一50 mL離心管中,加入10 mL正己烷,渦混1 min,10 000 r/min離心10 min。(如上清液混濁,可用濾紙過濾)

    1.4.2P(MAA-EGDMA)毛細(xì)管整體柱凈化

    1)活化:準(zhǔn)確吸取0.3 mL的活化溶液(依次為甲醇、0.02 mol/L磷酸鹽溶液(pH 7.0))于1 mL注射器中,套上萃取柱,裝至注射泵上,以0.15 mL/min的流速推動活化溶液通過萃取柱。

    2)萃?。簩? mL的樣品溶液以0.5 mL/min的流速推過萃取柱。

    3)清洗:吸取0.2 mL的0.02 mol/L磷酸鹽溶液(pH 7.0),以0.1 mL/min的流速推過萃取柱。

    4)解吸:用干凈的空注射器推出萃取柱中殘余的溶液,然后準(zhǔn)確吸取0.4 mL的甲醇以0.1 mL/min的流速推過萃取柱,并在萃取柱出口端收集解吸液,以N2濃縮至干,0.2 mL流動相溶解上機(jī)檢測。

    1.5儀器參數(shù)與測定條件

    1.5.1液相色譜條件

    色譜柱:ZORBAX Eclipse Plus C18(1.8 μm,3.0× 100 mm);柱溫:40℃,流速:0.3 mL/min,進(jìn)樣量:10 μL;流動相:A 0.1%甲酸水,B甲醇,梯度洗脫程序:0→4.0 min,由25%B→80%B;4.0→6.0 min,80%B;6.01 min,25%B,平衡2.5 min。

    1.5.2質(zhì)譜條件

    電離方式:ESI+;掃描方式:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM);干燥氣溫度:350℃;干燥氣流速:8.5 L/min;噴霧針壓力:40 psi;電子倍增器電壓:4 000 V;碰撞氣:高純氮,99.999%,四種化合物質(zhì)譜參數(shù)見表1。

    2 結(jié)果與討論

    2.1單體選用原則和聚合條件的確定

    甲基丙烯酸生產(chǎn)的聚合物有優(yōu)越的懸浮、流變和耐久特性,可以提高粘接強(qiáng)度及穩(wěn)定性,但易聚合成水溶性聚合物。乙二醇二甲基丙烯酸酯微溶于水,其參與共聚的聚合物,硬度增加,耐熱、耐候,耐溶劑和摩擦性提高。AIBN的特點是分解反應(yīng)比較平穩(wěn),只產(chǎn)生1種自由基,基本上不發(fā)生誘導(dǎo)分解,其作為引發(fā)劑,把甲基丙烯酸與乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合后,再將其接枝到丙基三甲氧基硅烷衍生后的毛細(xì)管中,得到的三元聚合物粘結(jié)力強(qiáng)、強(qiáng)度適中、彈性高、化學(xué)穩(wěn)定。由于聚合物的結(jié)構(gòu)特點,作為固相微萃取涂層,能夠?qū)Ψ枷慊衔?,羰基化合物等具有很好的溶解吸附作用。在制備的過程中,交聯(lián)劑及致孔劑的比例、致孔劑的組成、引發(fā)劑的用量等因素都會影響整體柱的孔結(jié)構(gòu),通過優(yōu)化條件,制成了孔徑和柱壓力降都比較理想的整體柱。

    表1 克倫特羅和萊克多巴胺的質(zhì)譜參數(shù)Table 1Mass soectrometric acquisition parameters of clenbuterol and ractopamine

    2.2P(MAA-EGDMA)毛細(xì)管整體柱的優(yōu)化

    2.2.1溶液pH值的優(yōu)化

    樣品溶液pH值對克倫特羅和萊克多巴胺的存在狀態(tài)和穩(wěn)定性有一定的影響,萃取效率的影響見圖1。

    圖1 不同pH值對克倫特羅和萊克多巴胺回收率的影響Fig.1The effect of pH on the recoveries of clenbuterol and ractopamine

    當(dāng)pH值過高時,兩種化合物主要為離子狀態(tài),極性變大,與聚合物之間的作用力減少,不利于吸附而降低吸附效率。相反,pH太低也不利于萊克多巴胺的衍生,也會影響整體柱的吸附。本文研究了pH 3~10時整體柱對化合物回收率的影響。在pH 5左右時回收率最高,分析p(MAA-co-EGDMA)整體柱上的羧基離解,而克倫特羅和萊克多巴胺質(zhì)子化,整體柱對其萃取過程中以離子交換作用為主。

    2.2.2萃取容量的考察

    添加克倫特羅和萊克多巴胺濃度為0.5、0.05 μg/L,逐漸增大樣品交換體積,得到分析物的交換體積與回收率的關(guān)系曲線見圖2。

    圖2 不同萃取體積對克倫特羅和萊克多巴胺回收率的影響Fig.2The effect of different extraction volume on the recoveries of clenbuterol and ractopamine

    如圖2所示,隨著萃取體積的增加,回收率也在不斷增大,當(dāng)萃取體積達(dá)到2 mL時,回收率基本達(dá)到平衡。本試驗選擇了2 mL作為實際樣品萃取體積。

    2.3方法的評價

    2.3.1洗脫溶解類型與體積的優(yōu)化

    不同溶劑對目標(biāo)物的洗脫能力不同,本研究分別考察了0.4 mL的甲醇、乙腈、乙酸乙酯對目標(biāo)物的洗脫效果。研究發(fā)現(xiàn),甲醇和乙腈的洗脫能力相差不多,均高于乙酸乙酯,因甲醇價廉低毒,選為洗脫溶劑。以不同體積的甲醇來考察洗脫體積對洗脫效率的影響,結(jié)果如圖3所示。

    圖3 洗脫劑體積對克倫特羅和萊克多巴胺回收率的影響Fig.3Effect of eluent volume on the recoveries of clenbuterol and ractopamine

    由圖3可知,隨著甲醇體積的增加,目標(biāo)物的回收率逐漸增加,當(dāng)甲醇用量為0.4 mL時達(dá)到最高,繼續(xù)增加甲醇體積無明顯變化,本文選擇0.4 mL甲醇洗脫。

    2.3.2線性范圍與檢出線

    配制標(biāo)準(zhǔn)曲線(其中克倫特羅為0.015、0.050、0.10、0.20、0.50、1.00 μg/L,萊克多巴胺為0.15、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/L)進(jìn)行測定,得到線性回歸方程(克倫特羅為Y=1.436 6X-0.248 7,相關(guān)系數(shù)r=0.999 1;萊克多巴胺為Y=4.706 1X-0.855 8,相關(guān)系數(shù)r=0.999 7;其中X為目標(biāo)物的相對濃度,Y為相對響應(yīng)值)。在陰性豬肉中添加回收,按1.4節(jié)進(jìn)行樣品的前處理,以色譜峰的信噪比(S/N)的3倍和10倍分別計算檢測限和定量限,克倫特羅檢出線為0.015 μg/kg,定量線為0.05 μg/kg;萊克多巴胺檢出線為0.15 μg/kg,定量線為0.5 μg/kg。

    2.3.3回收率與精密度

    以陰性樣品為空白基質(zhì),分別添加信噪比1、2、10倍3個濃度的混標(biāo)溶液,每個添加濃度水平進(jìn)行6次測定,連續(xù)3天重復(fù)操作,其日內(nèi)和日間的平均回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)見表2。

    表2 陰性豬肉樣品中添加克倫特羅和萊克多巴胺的回收率和精密度Table 3Revoveries and ard deviations(RSDs)of clenbuterol and rectopamine in meat

    2.4PMME整體柱和其它萃取柱的比較

    陰性樣品添加回收,我們使用PMME整體柱,以本試驗優(yōu)化的方法處理樣品,和市場上Oasis MCX、Agela PCX小柱(提取方法參考文獻(xiàn)[16])進(jìn)行比較。對比了3個濃度的添加回收(其中克倫特羅為0.05、0.10、0.50 μg/L,萊克多巴胺為0.5、1.0、5.0 μg/L),通過比較儀器檢測結(jié)果與回收率,發(fā)現(xiàn)Oasis MCX小柱凈化效果最好,但與另兩種小柱差距不明顯,見圖4、圖5,PMME整體柱和PCX小柱相差不大,但PMME整體柱有機(jī)溶劑用量少,操作更方便,快速。

    2.5實際樣品分析

    對市場上出售的15份豬肉樣品(各5份)進(jìn)行了分析檢測,其中有1份檢出克倫特羅,含量為0.07μg/kg,超過了歐盟和日本的出口標(biāo)準(zhǔn)(限值0.05 μg/kg),圖6為該陽性樣品的色譜圖。

    圖4 不同提取柱對克倫特羅回收率的影響Fig.4Effects of different Extraction columns on the recoveries of clenbuterol

    圖5 不同提取柱對萊克多巴胺回收率的影響Fig.5Effects of different Extraction columns on the recoveries of ractopamine

    圖6 克倫特羅和萊克多巴胺的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(a)和一個陽性樣品(b)的HPLC-MS譜圖Fig.6HPLC-MS chromatograms of(a)a mixed solution and(b)a real sample containing a primary clenbuterol

    3 結(jié)語

    建立了基于聚合物微萃取柱測定豬肉中克倫特羅和萊克多巴胺的HPLC-MS/MS方法。試驗表明該方法具有檢測限低、重現(xiàn)性好、回收率高、樣品用量少等特點,已經(jīng)成功應(yīng)用于豬肉中克倫特羅和萊克多巴胺的檢測,為豬肉樣品中克倫特羅和萊克多巴胺的痕量檢測提供技術(shù)支持。

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    Determination of Clenbuterol and Ractopamine in Pork by High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

    SUN Qing-rong1,LI Nan1,GUO Li-qiang2,WANG Hong-tao2
    (1.Shandong Vocational College of Science and Technology,Weifang 261053,Shandong,China;2.Weifang Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Weifang 261041,Shandong,China)

    A method was established for the determination of clenbuterol and ractopamine in pork based on Polymer monolith microextraction coupled with high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(HPLC-MS/MS).The samples was extracted by ammonium acetate buffer and further purified by an PMME,which was eluted by methanol.The target compounds were assayed by HPLC-MS/MS with gradient elution using methanol and 0.1%of formic acid aqueous solution as mobile phases.The mass spectrometric acquisitions were carried out by means of multiple reaction monitoring(MRM)in electrospray positive ionization mode.The clenbuterol linearities(R2>0.99)were achieved over the range of 0.015 μg/L-1.00 μg/L based on the internal standard calibration of clenbuterol-D9,the quantification limits of the method were 0.05 μg/kg.The mean recoveries of the clenbuterol(spiked at three concentration levels)ranged from 88.9%to 105.0%,with the relative standard deviations(RSDs)no more than 10%.The ractopamine linearities(R2>0.99)were achieved over the range of 0.15 μg/L-10.0 μg/L based on the internal standard calibration of ractopamine-D3,the quantification limits of the method were 0.50 μg/kg.The mean recoveries of the clenbuterol(spiked at three concentration levels)ranged from 89.9%to 105.0%,with the relative standard deviations(RSDs)no more than 10%.This proposed method is simple,sensitive,reproducible,and complied with the regulations for the determination of trace contaminants residues in pork matrices.

    solid-phase microextraction;high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry;meat;clenbuterol;ractopamine

    10.3969/j.issn.1005-6521.2016.20.036

    孫清榮(1970—),女(漢),副教授,碩士,研究方向:分析檢測。

    2015-11-24

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