QuEChERS方法结合高效液相色谱-串联质谱法同时测定土壤中20种抗生素：银河app手机端下载

来源于：《农业环境科学学报》2017 年 08 期创作者：孟明辉，贺泽英，徐亚平，王璐，彭祎，刘潇威*企业：财政部生态环境保护科学研究检测所section 38= wx_fmt=png) padding:= border-width:=为建立一种根据QuEChERS（比较慢Quick、比较简单Easy、便宜Cheap、高效率Effective、轻便Rugged、安全系数Safe）另外精确测量土壤层中20 种抗生素多残留的剖析方法，土样经萃取液（EDTA，乙腈∶聚磷酸盐）萃取、集中化固相获取原材料（PSA，C18）净化后，应用液相色谱仪串联质谱（LC-MS/MS）进行精确测量。根据实验提升了各有不同萃取方法、净化吸收剂比。结果显示：该方法在7 个加进水准（2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0 μg·kg-1）下具有不错的回收率，回收率范畴为61.4%~118.9%，较为相对标准偏差超过20%（n=5）；绝大部分抗生素的方法定量限为2.0~5.0 μg·kg-1，R2低于0.990。

该方法可运用于农业土壤试品的检验。序言抗生素被广泛作为大批饲养产业链，能维护保养小动物免受病症，但它还可以根据小动物消化吸收以有机肥料方式转到到自然环境土壤层和周边的水质中。在近四五十年中，这种药品的需求量大大减少，导致了全局性的环境污染问题，因此备受瞩目。近些年，抗生素早就被强调是一种新式的潜在性空气污染物。

虽然在土地质量栽培基质中已找到多种多样抗生素药品，但仍并未土壤层中抗生素多残留的规范剖析方法。因为土壤层栽培基质的多元性，难以从土壤层中萃取抗生素。为了更好地点评抗生素的环境危害，务必建立一种可靠、精准的检测土壤自然环境中抗生素的方法。

传统式自然环境试品中抗生素的萃取方法是根据用以乙腈-聚磷酸盐显像萃取，结合固相获取（SPE）净化。Blackwell 等运用超音波輔助法萃取，固相获取净化土壤层和粪肥中的饲料抗生素，马丽丽等建立强力高效率液相色谱仪/串联质谱法另外精确测量土壤层中18 种抗生素，这二种方法具有不错的回收率、较低的定量分析缩，殊不知超音波萃取和反复多次萃取比较用时。在了解的净化方法中，固相获取因其不错的净化实际效果和较高的回收率被广泛运用于土壤层、排泄物、牛乳和小动物的机构等栽培基质中。

尽管固相获取具有许多优势，可是其流程繁杂、用时，而且原材料划算。2003 年Anastassiades 等建立了一种比较慢、比较简单、便宜、高效率、安全系数的方法，即QuEChERS 方法，最开始是作为蔬菜水果类化肥残留的萃取、净化，近些年，它也被作为抗生素的多残留剖析中。

这类方法应用乙腈萃取，经集中化固相获取原材料（d-SPE），如PSA（Primary Secondary Amine）、C18（ Octadecylsilane）、GCB（Grafted Carbon Black）的净化，随后上机操作。该方法的优势是具有比较简单的前处理流程、低的回收率、精准的精确测量結果，而且大幅降低了原材料和实验试剂的成本费及其试验工作人员了解伤害有机溶剂的概率。

Bourdat-Deschamps 等建立了自然环境水质采样中抗生素的QuEChERS 方法，回收率一般在75.0%之上。Dorival-García 等建立了QuEChERS 方法作为检验化肥中17 种抗生素，回收率范畴为95.3%~106.2%，较为相对标准偏差超过7.0%。

可是，在土壤层栽培基质中抗生素多残留的QuEChERS 剖析方法仍未闻报道。本科学研究的目地是建立一种检测土壤栽培基质中20 种抗生素的QuEChERS 方法。

研究方向还包含：色谱分析标准、萃取流程、净化流程的提升，并根据回收率、线形、定量分析缩、基质效应、具体试品的检验检验站建立方法的可行性分析。1 原材料和方法1.1标液的提炼出标准物质：磺胺醋酰（Sulfacetamide，SAA），磺胺二甲异嘧啶（Sulfisomidine，SIM），磺胺嘧啶（Sulfadiazine，SDZ），磺胺噻唑（Sulfathiazole，STZ），磺胺砒啶（Sulfapyridine，SPD），磺胺羟基嘧啶（Sulfamerazine，SMR），磺胺对甲氧嘧啶（Sulfameter，SME），磺胺二甲嘧啶（Sulfadimidine，SDD），磺胺甲噻二唑（Sulfamethizole，SMT），磺胺邻二甲氧嘧啶（Sulfadoxin，SDX），磺胺乙噁唑（Sulfamethoxazole，SMZ），磺胺噁唑（Sulfamoxole，SMX），磺胺间甲氧嘧啶（Sulfamonomethoxine，SMM），磺胺二甲异噁唑（Sulfisoxazole，SIX），磺胺苯酰（Sulfabenzamide，SBA），磺胺喹恶啉（Sulfaquinoxaline，SQX），磺胺间二甲氧嘧啶（Sulfadimethoxine，SDM），红霉素（Erythromycin，ERY），罗红霉素（Roxithromycin，ROX），克拉霉素（Clarithromycin，CLR），标准物质纯净度皆低于98.0%，购于法国DrEhrenstorfer 企业。

所述标准物质皆用以乙醇提炼出成1000 mg·L-1 规范贮备液，-20 ℃存储。用乙醇提炼出所述20 种抗生素的混和标液，浓度值为1 mg·kg-1，-20 ℃存储。1.2原材料与实验试剂乙醇和乙腈（色谱分析显，Fisher 企业），苯甲酸（98.0%，Acros Organics 企业），Na2EDTA·2H2O（剖析显，国药集团有限责任公司）；硫酸铵，氧化钠（天津市化学药品企业）。

试验自来水皆经Milli-Q 自来水净化器净化。集中化固相获取原材料（PSA、C18、GCB）购于Agilent 企业，HLB 固相获取小柱（500 mg，6 mL）购于Waters 企业。

聚磷酸盐缓冲溶液（27.2 g KH2PO4 与1.3 mL H3PO4 用超纯水系统定容至1L）。1.3仪 器涡旋振荡器（英国Thermo 企业）；髙速冷冻离心脱水机（中国香港Heal Force 企业）；N-EVAP 氮掀起仪（英国Organomation 企业）；Acquity 高效率液相色谱，C18 离子交换柱（1.8 μm；2.1 mm × 100 mm,英国Waters 企业）；Qtrap 4500 三重四级杆质谱仪器（英国SCIEX 企业）。1.4色谱标准高效液相标准：柱温40 ℃，流动性相为乙腈（A）、0.1%苯甲酸（B），水流量0.3 mL·min-1；流动性相互之间梯度方向为0~1.5 min10%A，1.5~8 min 10%~70%A，8~8.1 min 70%~10%A，8.1~10 min 10%A。

质谱分析标准：正离子喷雾器工作电压4.5 kV；离子源溫度500 ℃；离子源汽体1（GS1）50 psi（1 psi=6.89 kPa）；离子源汽体2（GS2）50 psi；应用正离子检验方式。总体目标抗生素的享有時间、离子对、去簇工作电压、碰撞能等质谱分析标准闻报表1。

1.5土壤层试品的制得土样采自天津西青区田地0 ~ 20 cm 的表面土壤层（系统检测未含总体目标抗生素），在直徑2.0 m 上下的范畴内取样大概10.0 kg，自然界吹干后过2.0 mm 直径滤。土壤层pH 7.2，土壤有机质成分1.5%。1.6萃取和净化流程QuEChERS 方法流程：称量5.0 g 土样于50 mL离心管中，重进一定量国家标准物质，静放一段时间，随后重进0.4 g Na2EDTA、10.0 mL 缓冲溶液和10.0 mL 乙腈，轻度晃动3 min，再次重进2.0 g NaCl 以后手摇式1 min，8000 r·min-1 抽滤5 min；吸取2.0 mL 上清液于5.0ML 所含集中化固相获取原材料（25.0 mg PSA、10.0 mgC18、100.0 mg MgSO4）的离心管中，涡流1 min，5000 r·min-1 抽滤3 min，吸取1.0 mL 上清液于夹层玻璃离心管中，在35 ℃水浴中氮掀起至接近腊，1.0 mL 乙醇∶水（容积比1∶1）复溶，过0.22 μm 化学纤维滤纸，LC-MS/MS 上机操作。方法提升时，每一组另加2个仅有程序流程空缺平行面样（上机操作以前重进一定量的国家标准物质水溶液），以校准各被测化学物质在土壤层栽培基质中不会有的不可以忽略的基质效应。

SPE 方法流程：称量5.0 g 土壤层试品于50 mL 离心管中，重进0.4 g Na2EDTA、10.0 mL 缓冲溶液和10.0ML 乙腈，手摇式3 min，8000 r·min-1 抽滤5 min，将上清液所有放进球型瓶，随后复蒸至10.0 mL 下列，再次用超纯水系统融解至100 mL，用苯甲酸调整pH 至2.5，刚开始过HLB 小柱，过柱前，事先用6.0 mL 乙醇、6.0 mL 超纯水系统活性SPE 小柱。过柱后，用6.0 mL 乙醇刷洗HLB柱，将过柱液态氮掀起至接近腊，后同QuEChERS 方法。2 結果与争辩2.1萃取标准的提升应用显像輔助萃取可提高总体目标物的回收率，本实验对该方法的实际效果进行了检测。

按文1.6 中QuEChERS 方法流程进行实验，結果（图1）强调显像对总体目标抗生素的萃取彻底没危害。因而，本实验不应用显像輔助萃取，从而节省前处理時间。

2.2净化标准的提升萃取顺利完成后，为提升基质效应，将含有总体目标抗生素的有机化学相互之间重进到d-SPE 净化原材料（PSA、C18、GCB）中进行下一步净化。PSA 做为太弱阳离子相互交换剂，能够组成强悍相互影响的共价键，并去除油酸和别的旋光性有机物；非极性吸收剂C18 反相互之间导电性人体脂肪和一些矿物；GCB 享有平面图化学物质，作为去除黑色素。氢气硫酸镁做为传统式防潮剂作为去除溶剂残留的水。如图2 下图，在加进浓度值为100.0 μg·kg-1 水准下，配搭5.0 mg GCB、100.0 mg MgSO4 做为净化原材料得到 较低的回收率。

在其中，GCB 对磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺噁唑、磺胺二甲异噁唑、磺胺间二甲氧嘧啶有小量导电性，回收率大概60.0%，尤其是对红霉素具有抵触的吸咐功效，回收率为0.6%。因而，本实验没随意选择GCB，只是配搭PSA 和C18 做为净化原材料。本实验对这二种净化原材料各自设计方案了3 个水准：C18（ 10.0、25.0、50.0 mg），PSA（10.0、25.0、50.0 mg）。

为提升到其最好用材，回收率和基质效应必不可少另外充分考虑。基质效应（MatrixEffects，ME）计算方法以下：ME（%）=（Sm/Ss-1）×100 （1）式中：Sm 和Ss 各自答复栽培基质标曲和有机溶剂标曲的直线斜率。当ME 为-20.0%~20.0%、-50.0%~-20.0%和20.0%~50.0%、-50.0%和50.0%时，各自答复比较严重、中等水平、极强的基质效应。

如图所示3 至图6 下图，当随意选择50.0 mg PSA 做为净化原材料时，磺胺醋酰、磺胺二甲异嘧啶、磺胺甲噻二唑、磺胺噁唑的回收率高过55.0%。针对C18，三组基质效应皆高过60.0%，大部分高过40.0%，但用以10.0 mg C18 时的回收率皆低于65.0%。因此，本实验最终随意选择25.0 mg PSA、10.0 mg C18 做为净化原材料。图7 为最终提升后的基质效应。

2.3与SPE 方法的比较本科学研究将QuEChERS 方法和传统式SPE 方法进行了回收率比照，试验結果如图所示8 下图。针对绝大部分抗生素来讲，QuEChERS 方法的回收率低于SPE 方法，尤其是在是磺胺二甲异恶唑和红霉素。具体实验全过程比照强调，QuEChERS 方法比较简单的前处理流程仅有用时1 h，较SPE 方法5 h 倍感增加；QuEChERS 方法单独试品比SPE 方法节约大概70 元（关键节约了Waters Oasis HLB 小柱）；QuEChERS 方法全部步骤的实验试剂基础正处在阻塞情况，非常多方面上降低了试验工作人员了解伤害有机溶剂的概率。

实验证实，针对本实验所特定的总体目标抗生素，QuEChERS 方法高过SPE 方法。2.4方法检测本实验根据线形、回收率和定量分析缩对QuEChERS方法进行了检测。

由空缺栽培基质提炼出的8 个浓度值水准（1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0 μg·kg-1）的规范工作中曲线图展现出不错的线形，R2 在0.990~0.998 中间（报表2）。在7 个加进浓 度水准（2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0μg·kg-1）下得到 的利用率为61.4%~118.9%，较为相对标准偏差高过20.0%。

该方法的定量缩给列入具有可拒不接受的利用率（60.0%~120.0%）和较为相对标准偏差（超过20.0%）时的小于浓度。本实验所选择的总体目标抗生素的定量缩绝大多数都高过5.0 μg·kg-1，比Peysson 等所报道的值低。

在10.0、50.0、200.0 μg·kg-1 加到浓度下的利用率、较为相对标准偏差、定量限见报表3。2.5具体试品检测在天津东丽区菜园总共搜集10 个土样：Q-1 四季豆地，Q-2 洋白菜地，Q-3 西兰花地，Q-4 地瓜地，Q-5 花上菜园，Q-6 白菜地，Q-7 污灌溉工程，Z-1、C-1、F-1 为玉米地里。每一个试品大概500 g，自然界吹干后过2.0 mm 直径滤，接着用本科学研究建立的QuEChERS 方法进行检测，在其中8 个土样有检测，绝大多数检测抗生素高过定量缩，Q-2 中罗红霉素浓度小于定量缩，浓度为3.7 μg·kg-1，Q-1 和Q-5 中克拉霉素浓度小于定量缩，浓度各自为2.9、2.4 μg·kg-1。罗红霉素和克拉霉素这二种大环内酯抗生素在土壤层中水解反应较快，吸附力较强，可长时间稳定地残留在土壤层栽培基质中。

所述结果显示，本方法可运用于土壤层中抗生素含量的检测。3 结果（1）根据对提纯方法、清洁原材料使用量及用材的提升，并进行方法的检测，建立了根据QuEChERS 方法另外检测土壤层中20 种抗生素多残留的高效率液相色谱仪-串联质谱法。（2）针对所特定的总体目标抗生素，QuEChERS 方法高过SPE 方法，体现了比较慢、比较简单、便宜等特性。

（3）QuEChERS 方法现成功运用于土壤层中多种多样抗生素含量的检测，能为自然环境风险评价获得一定的数据信息抵制。

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