分散液液微萃取-高效液相色譜聯(lián)用測(cè)定水樣中的氟喹諾酮類藥物

王振忠,湯尚文,樊 靚,*

(1.湖北醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院,湖北十堰 420000; 2.湖北省藥用植物綜合利用工程技術(shù)研究中心,湖北十堰 420000; 3.武當(dāng)特色中藥研究湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北十堰 420000; 4.湖北文理學(xué)院化學(xué)與食品科學(xué)學(xué)院,湖北襄陽(yáng) 441053)

分散液液微萃取-高效液相色譜聯(lián)用測(cè)定水樣中的氟喹諾酮類藥物

王振忠1,2,3,湯尚文4,樊 靚1,2,3,*

(1.湖北醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院,湖北十堰 420000; 2.湖北省藥用植物綜合利用工程技術(shù)研究中心,湖北十堰 420000; 3.武當(dāng)特色中藥研究湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北十堰 420000; 4.湖北文理學(xué)院化學(xué)與食品科學(xué)學(xué)院,湖北襄陽(yáng) 441053)

建立了一種分散液液微萃取-高效液相色譜聯(lián)用測(cè)定水樣中6種氟喹諾酮類藥物的方法,采用萃取劑萃取后經(jīng)氮?dú)獯蹈稍儆梦⒘苛鲃?dòng)相復(fù)溶的進(jìn)樣方式,考察了影響萃取效率的因素,包括萃取劑和分散劑的種類、用量、樣品pH。結(jié)果表明,以500 μL三氯甲烷為萃取劑,800 μL乙腈為分散劑,調(diào)節(jié)萃取體系pH為7時(shí),6種氟喹諾酮藥物的富集倍數(shù)最高可達(dá)245倍,檢出限為0.075～0.34 μg/L。在漢江水、魚(yú)塘水、自來(lái)水中的加標(biāo)回收率為88.6%～109.3%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不高于5.8%。該方法基質(zhì)效應(yīng)小,富集倍數(shù)高,并且改善了傳統(tǒng)DLLME萃取后的萃取劑直接進(jìn)樣色譜峰變形的缺點(diǎn)。應(yīng)用于水樣中殘留氟喹諾酮類藥物的檢測(cè),靈敏度高、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。

氟喹諾酮類藥物,高效液相色譜,分散液液微萃取,水樣

氟喹諾酮類藥物(Fluoroquinolones,FQs)是一類人工合成的重要廣譜抗菌劑,被廣泛用于治療人類及動(dòng)物的多種感染性疾病[1]。人類和動(dòng)物攝入的FQs藥物通常都會(huì)經(jīng)尿液排泄及農(nóng)作物施肥進(jìn)入環(huán)境水域[2]。由于FQs具有很強(qiáng)的耐微生物降解能力,長(zhǎng)期飲用含F(xiàn)Qs的水會(huì)使人的致病菌產(chǎn)生耐藥性,對(duì)疾病的療效降低甚至失效[3-4],故環(huán)境水域中的FQs對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人類飲水安全有潛在危害。為了研究水樣中的FQs對(duì)人類健康和環(huán)境生態(tài)的影響,有必要建立一種水樣中FQs的測(cè)定方法。

水樣中的FQs多處于痕量水平,基質(zhì)復(fù)雜,需要分離富集后再測(cè)定[5]。分散液液微萃取(Dispersive liquid-liquid microextraction,DLLME)是2006年由Assadi[6]等提出的一種新型少溶劑的樣品前處理技術(shù),是一種極具應(yīng)用潛力的樣品前處理方法,廣泛應(yīng)用于環(huán)境分析中[7-9]。但是該方法萃取后若直接進(jìn)樣,由于選用的萃取劑和流動(dòng)相的相容性有限,容易導(dǎo)致色譜峰變形,檢測(cè)靈敏度降低。

本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用DLLME技術(shù),使用密度比水大的三氯甲烷為萃取劑,在萃取后將萃取劑全部抽出,經(jīng)N2吹干后用微量流動(dòng)相復(fù)溶濃縮,和高效液相色譜聯(lián)用,測(cè)定了實(shí)際水樣中的6種FQs。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

六種氟喹諾酮類藥物：司帕沙星(Sparfloxacin,Spa)、氧氟沙星(Ofloxacin,Ofl)、依諾沙星(Enoxacin,Eno)、洛美沙星(Lomfloxacin,Lom)、加替沙星(Gatifloxacin,Gat)、環(huán)丙沙星(Ciprofloxacin,Cip) 美國(guó)Sigma公司,純度均大于98%,用25 mmol/L磷酸配成2 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,所有樣品溶液均避光保存于4 ℃的冰箱中;無(wú)水磷酸氫二鈉、磷酸、三乙胺、乙醇、甲醇、溴苯、四氯化碳、三氯甲烷、氯化鈉 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,分析純;乙腈 美國(guó)Fisher Scientific公司,色譜純。

LC-20AT高效液相色譜儀 配置紫外可變波長(zhǎng)檢測(cè)器與自動(dòng)進(jìn)樣器,日本島津公司;Phenenomenex Tc-C18色譜柱(250 mm× 4.6 mm,5 μm) 美國(guó)菲羅門(mén)公司;Millipore Simplicity 185超純水機(jī) 美國(guó)默克密理博公司;XYJ80-1離心機(jī) 金壇恒豐儀器廠;HYQ-2110渦旋混勻器 南京暢翔儀器設(shè)備有限責(zé)任公司;100 μL微量進(jìn)樣器 上海高鴿工貿(mào)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理 在15 mL具塞玻璃離心管中加入10.0 mL FQs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,再加入1 mL 0.025 mol/L磷酸氫二鈉(pH=7)、800 μL乙腈(分散劑)、500 μL三氯甲烷(萃取劑)。振蕩2 min,使管內(nèi)形成均勻的乳濁液體系,以3000 r/min轉(zhuǎn)速離心3 min,有機(jī)相沉降到離心管底部。將離心管底部的萃取劑全部抽取至0.5 mL的離心管中,N2吹干后,沿管壁加入25 μL流動(dòng)相復(fù)溶,渦旋均勻。用微量進(jìn)樣器吸取20 μL進(jìn)樣分析。

1.2.2 色譜條件 色譜柱:phenenomenex Tc-C18(250 mm× 4.6 mm,5 μm);流動(dòng)相:V乙腈∶V(0.5%三乙胺、pH=2.5)=17∶83(流動(dòng)相經(jīng)過(guò)0.45 μm微孔濾膜過(guò)濾和超聲脫氣處理);流速1.0 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm;柱溫30 ℃。

1.2.3 萃取劑種類的選擇 DLLME使用的萃取劑密度需比水大,以便于后續(xù)的離心分相,還需要對(duì)分析物有良好的萃取能力?；谏鲜鎏攸c(diǎn),分別考察二氯化碳、三氯甲烷、四氯化碳、溴苯這四種萃取劑對(duì)FQs的萃取效果。萃取劑的用量是200 μL,乙腈做分散劑,用量是800 μL,萃取體系pH=7,其它條件同1.2.1所示。

1.2.4 萃取劑的用量 以三氯甲烷為萃取劑,分別選擇150、200、250、400、500、700 μL六種不同體積,考察不同的萃取劑用量對(duì)FQs萃取效率的影響。乙腈做分散劑,用量是800 μL,萃取體系pH=7,其它條件同1.2.1所示。

1.2.5 分散劑種類的選擇 以三氯甲烷為萃取劑,用量為500 μL,選擇甲醇、丙酮、乙腈、乙醇四種分散劑,考察分散劑種類在DLLME中對(duì)FQs萃取體系的分散效果。分散劑的用量是800 μL,萃取體系pH=7。其它條件同1.2.1所示。

1.2.6 分散劑的用量 以三氯甲烷為萃取劑,用量為500 μL,乙腈為分散劑,分別選擇200、400、600、800、1000、1200 μL六種水平,考察不同的分散劑用量對(duì)FQs萃取效率的影響。萃取體系pH=7,其它條件同1.2.1所示。

1.2.7 pH的影響 以三氯甲烷為萃取劑,用量為500 μL,乙腈為分散劑,用量為800 μL。以不同pH的磷酸氫二鈉溶液調(diào)節(jié)DLLME萃取體系的pH,考察在pH=6～9范圍內(nèi)FQ的萃取效果。其它條件同1.2.1所示。

1.2.8 方法學(xué)考察 配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,考察方法的線性范圍;檢出限(LOD)按S/N=3計(jì)算;對(duì)200 μg/L的FQs標(biāo)準(zhǔn)溶液在日內(nèi)和日間分別平行測(cè)定6次,考察方法重現(xiàn)性。以分析物被萃取前后色譜峰相對(duì)面積之比計(jì)算富集倍數(shù)。

1.2.9 實(shí)際樣品測(cè)定 漢江水、魚(yú)塘水及自來(lái)水經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后,各取10 mL置于15 mL具塞玻璃離心管中,各加入低濃度、高濃度兩個(gè)水平標(biāo)準(zhǔn)FQs溶液,再按1.2.1所述方法進(jìn)行處理,計(jì)算加標(biāo)回收率及FQs實(shí)際含量。色譜分析數(shù)據(jù)以漢江水加高濃度水平FQs溶液萃取分析為例。

1.2.10 數(shù)據(jù)處理 考察萃取劑、分散劑的種類與用量、pH等因素,將萃取后由HPLC測(cè)得的6種FQs峰面積及各因素水平導(dǎo)入Origin 8.5軟件,制作折線圖或柱形圖,用于直觀比較各因素水平對(duì)萃取效果的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 DLLME的建立

DLLME使用的萃取劑需要對(duì)分析物有良好的親和性,且有良好的色譜行為。在對(duì)FQs萃取條件考察的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)采用三氯甲烷做萃取劑,萃取完成后直接進(jìn)液相色譜儀分析,色譜峰嚴(yán)重變形,影響了檢測(cè)靈敏度。

因此,本實(shí)驗(yàn)在DLLME后將萃取劑全部抽出,經(jīng)N2吹干后用微量流動(dòng)相復(fù)溶濃縮,和HPLC聯(lián)用,測(cè)定實(shí)際水樣中的六種FQs,較好地改善了色譜峰形,提高了檢測(cè)靈敏度。

2.2 萃取條件的考察

2.2.1 萃取劑的選擇 經(jīng)初步實(shí)驗(yàn),在選定色譜條件下,二氯化碳與分散劑混合后,液滴損失嚴(yán)重。在同等條件下,萃取完成后將萃取劑全部抽出經(jīng)N2吹干加入25 μL流動(dòng)相復(fù)溶后,三氯甲烷做萃取劑可以獲得最高的萃取效果(圖1)。本實(shí)驗(yàn)最后選擇三氯甲烷作為萃取劑。

圖1 萃取劑種類的選擇Fig.1 Optimization of the type of extractant

2.2.2 萃取劑用量的影響 在同等條件下,三氯甲烷用量在150～700 μL范圍內(nèi),萃取效率隨著萃取劑用量的增加而增加(圖2)。原因是隨著三氯甲烷用量的增大,進(jìn)入有機(jī)相的分析物越來(lái)越多,但是隨著三氯甲烷用量越大,N2吹干耗用時(shí)間越長(zhǎng),復(fù)溶時(shí)流動(dòng)相沿管壁加入后,渦旋溶解均勻難度增大。綜合以上原因,實(shí)驗(yàn)選用三氯甲烷用量為500 μL。

圖2 萃取劑用量的影響Fig.2 Optimization of the extractant volume

2.2.3 分散劑的選擇 分散劑的種類是影響萃取效率的另一關(guān)鍵因素,分散劑的極性應(yīng)介于水和有機(jī)相之間,且能與萃取劑和水互溶。這樣可以使萃取劑在水相中分散成細(xì)小的液滴,形成水/分散劑/萃取劑的乳濁液體系。結(jié)果表明,丙酮的溶劑峰過(guò)大,對(duì)分析物的干擾嚴(yán)重;甲醇、乙腈、乙醇可以很好地將三氯甲烷分散,色譜行為良好,不干擾測(cè)定。如圖3所示,乙腈做分散劑時(shí),萃取效果最好,且和流動(dòng)相匹配,故實(shí)驗(yàn)選用乙腈做分散劑。

圖3 分散劑種類的選擇Fig.3 Optimization of the type of dispersant

2.2.4 分散劑用量的影響 分散劑用量直接影響乳濁液體系的形成,影響萃取劑在水中的分散程度,從而影響萃取效率(圖4)。分散劑用量過(guò)少,不能很好的形成乳濁液,萃取效率低;用量過(guò)大,則會(huì)降低分析物在萃取劑中的分配系數(shù),降低萃取效率。乙腈用量在800 μL時(shí)萃取效率最高,故分散劑用量選用800 μL。

圖4 分散劑用量的影響Fig.4 Optimization of the dispersant volume

2.2.5 pH的影響 FQ結(jié)構(gòu)上有羧基和哌嗪基,溶液的pH不同,其分子中氨基和羧基的帶電情況不同,可以成正離子、負(fù)離子和中性分子[10]。當(dāng)FQ以中性分子狀態(tài)存在時(shí),其在有機(jī)相中的分配系數(shù)提高,萃取效率增大。顯然,pH對(duì)FQ的萃取效果有一定的影響。如圖5所示,當(dāng)pH=7時(shí),大多數(shù)的FQs以中性分子的形式存在,且與三氯甲烷萃取劑的分配系數(shù)最高,從而表現(xiàn)高的萃取效率。實(shí)驗(yàn)選用樣品溶液的pH為7。

圖5 酸度的影響Fig.5 Optimization of pH

2.3 線性范圍、檢出限、精密度、富集倍數(shù)

線性范圍、檢出限、方法重現(xiàn)性(RSD)、富集倍數(shù)結(jié)果見(jiàn)表1。與常規(guī)的分散液液微萃取法(DLLME)[5]、聚合物整體柱微萃取(PMME)[11]、固相萃取法(SPE)[12]、離子液體液相微萃取法(I-LLME)[13]法比較了有關(guān)分析靈敏度。由于本方法經(jīng)過(guò)了N2吹干再?gòu)?fù)溶濃縮的過(guò)程,靈敏度高是其顯著優(yōu)點(diǎn),尤其是氧氟沙星的檢出限為0.075 μg/L,遠(yuǎn)低于其他幾種方法,司帕沙星雖然有較高的富集倍數(shù),但是由于其出峰時(shí)間較晚,峰形展寬較嚴(yán)重,導(dǎo)致其檢出限相對(duì)其他FQs略高。

表1 6種FQs的線性方程、檢出限、精密度和富集倍數(shù)Table 1 Linear equation,limit of detection,RSD and enrichment factor for six FQs

注:A:PMME法;B:DLLME法;C:I-LLME法;D:SPE法。

表2 樣品測(cè)定結(jié)果Table 2 Analytical results of samples

注:ND:未檢出。

2.4 實(shí)際樣品測(cè)定

漢江水的加標(biāo)色譜圖見(jiàn)圖6。

圖6 樣品測(cè)定色譜圖Fig.6 Chromatograms of sample determination注:漢江水加標(biāo)(200 μg/L)。

為了考察樣品基質(zhì)對(duì)測(cè)定的影響,做了兩個(gè)濃度水平的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表2。實(shí)際樣品的加標(biāo)回收率在88.6%～109.3%之間,表明樣品基質(zhì)對(duì)分散萃取并無(wú)顯著影響。魚(yú)塘水中檢出2種FQs的原因是由于其作為獸藥類抗生素在使用,而漢江水中僅檢測(cè)到一種FQs抗生素,且濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于魚(yú)塘水,說(shuō)明漢江水系由于流動(dòng)性強(qiáng)、面積大,有利于稀釋進(jìn)入漢江水系的FQs。

3 結(jié)論

建立了一種DLLME-HPLC同時(shí)測(cè)定水樣中6種FQs的方法。該方法對(duì)6種FQs加標(biāo)回收率可達(dá)88.6%～109.3%,檢出限可達(dá)0.075～0.34 μg/L,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不高于5.8%。采用在萃取結(jié)束后將萃取劑全部抽出,N2吹干后再用微量的流動(dòng)相復(fù)溶濃縮后進(jìn)行測(cè)定,改善了常規(guī)DLLME萃取劑后直接進(jìn)樣和流動(dòng)相不相容導(dǎo)致色譜峰變形、靈敏度降低的缺點(diǎn),具有靈敏度高、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、環(huán)境友好等特點(diǎn),在水樣中FQs藥物分析中有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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Determination of fluoroquinolones in water with dispersive liquid-liquid phase microextraction-HPLC

WANG Zhen-zhong1,2,3，TANG Shang-wen4，F(xiàn)AN Jing1,2,3,*

(1.Pharmacy College of Hubei University of Medicine,Shiyan 420000,China； 2.Engineering Research Center for Herbal Utilization of Hubei Province,Shiyan 420000,China； 3.Key Lab of Wudang Characteristic Herbal Study in Hubei Province,Shiyan 420000,China； 4.Chemistry and Food College of Hubei University of Arts and Science,Xiangyang 441053,China)

Dispersive liquid-liquid micro-extraction coupled with high performance liquid chromatography(DLLME-HPLC)was applied to separate and determine six fluoroquinolones(FQs)in aqueous samples. Before injection into HPLC,the extraction solvent droplet obtained after centrifugation was pulled out,and then dried by nitrogen flow,re-dissolved with dozens of microliters mobile phase at last. Some important parameters,like variety and dosage of extractant and dispersive solvent and pH of extraction solution,which influent the extraction efficiency were investigated. The results showed that after adding 500 μL trichloromethane as extractant solvent,800 μL acetonitrile as dispersive solvent into extraction system which pH was tuned to 7,enrichment factor of 6 FQs was up to 245 and a good linear relationship was obtained in the range of 0.075～0.34 μg/L. The recoveries of 6 FQs in 3 kinds of water from han river,fishpond and running water fell in the range from 88.6% to 109.3% and the relative standard deviation was less than 5.8%. The method had low matrix effect,high enrichment factor and avoids chromatographic peak deformation when direct injection of extraction solvent droplet in the traditional DLLME. It was proven to be sensitive,simple,and accurate in residue analysis of FQs in water.

fluoroquinolones;HPLC;DLLME;water samples

2016-09-02

王振忠(1982-)，男，博士，講師，研究方向：液相色譜分析方法，E-mail：shilywzz@163.com。

*通訊作者:樊靚(1981-)，女，博士，講師，研究方向：新型分析檢測(cè)方法開(kāi)發(fā)，E-mail：zone125@163.com。

湖北省教育廳項(xiàng)目(B2016142);十堰市科技局項(xiàng)目(16Y04，16Y05);湖北省“三區(qū)”人才支持計(jì)劃；湖北醫(yī)藥學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(FDFR201602)。

TS207.3

A

1002-0306(2017)08-0049-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.001