—— PROUCTS LIST
固相萃取—液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定牛奶中9種性激素殘留
0 引 言
性激素(sex hormones)是一類由動(dòng)物體性腺所產(chǎn)生或人工合成的低分子量、親脂性、具有生物活性的類固醇類物質(zhì)[1]。它是甾體同化激素中主要組成部分,這些物質(zhì)具有蛋白質(zhì)同化作用,通過增強(qiáng)食欲、抑制發(fā)情和提高飼料轉(zhuǎn)化率,達(dá)到大幅度提高動(dòng)物養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益的目的[2]。畜牧業(yè)濫用這些類固醇類激素,導(dǎo)致這些激素殘留終通過食物鏈進(jìn)入人體,已成為性的食品安全問題[3]。有研究指出激素殘留人體有“三致”作用,主要是導(dǎo)致體內(nèi)脂肪堆積、兒童性早熟以及自身激素分泌失調(diào),攝入可造成內(nèi)分泌系統(tǒng)相關(guān)腫瘤、生長(zhǎng)發(fā)育障礙、出生缺陷、生育缺陷 等,給人體健康帶來不良影響[4-5]。
關(guān)于牛奶中的性激素殘留測(cè)定方法有很多,目前國(guó)內(nèi)外普遍的檢測(cè)方法為儀器法和免疫法。儀器分析法主要有液相色譜法(HPLC)、氣相色譜法(GC)、液相色譜-質(zhì)譜法(LC/MS)[6]、液相-質(zhì)譜法(UPLC/MS)[7-8]和氣相色譜-質(zhì)譜法(GC/MS)[9],隨著酶聯(lián)免疫技術(shù)的迅速推廣,被企業(yè)等普遍采用。樣品前處理方式也較多,如固相萃取、分散固相萃取[9]、中空纖維棒液液萃取[10]等。要達(dá)到高靈敏度和檢出限,就需要采用液質(zhì)聯(lián)用的方法;因此,近年來采用液質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定牛奶中激素含量成為了研究熱點(diǎn)。調(diào)查表明牛乳和初乳中有類固醇激素[11],但目前關(guān)于牛奶奶源的激素情況普查較少。本文在這些研究基礎(chǔ)上,選取了固相萃取柱凈化的方法,建立了液相色譜-質(zhì)譜法(HPLC/MS)測(cè)定牛奶中常見的9種性激素殘留的方法,并從奶源入手,應(yīng)用所建立的方法檢測(cè)了四川某牧場(chǎng)的原料奶檢測(cè)了其性激素殘留狀況。1 材料與方法
1.1 材料與試劑
標(biāo)準(zhǔn)品(雌酮、雌三醇、17α-雌二醇、諾龍、甲睪酮、丙酸睪酮、醋酸氯地孕酮、醋酸甲地孕酮、醋酸甲羥孕酮)均購(gòu)于德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司,純度均大于97.5%。甲酸(色譜級(jí)),天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;氨水(優(yōu)級(jí)純),成都市科龍化工試劑廠;甲醇、乙腈(色譜級(jí)),美國(guó)Tedia公司;純水;其他試劑均為分析純。
1.2 儀器與設(shè)備
液相色譜儀(Agilent 1260)-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀(Agilent 6410);Waters Oasis HLB固相萃取柱(500 mg 6 mL);DIKMA ProElut C18固相萃取柱(500 mg 6 mL);Agilent Bond Elut PLEXA固相萃取柱(500 mg 6 mL);離心機(jī)(蜀科LG10-2.4A);旋渦混勻器(Ika MS3);電子天平(龍騰ESJ-200-4B);12位水浴型氮吹儀(華盛譜信QF-3800);聲波清洗器(昆山市聲儀器KQ-5200E);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(亞榮生化儀器RE-52AA)。
1.3 標(biāo)準(zhǔn)液配制
分別稱取每種性激素標(biāo)準(zhǔn)品10.0 mg,用甲醇定容至10 mL棕色容量瓶,配制成質(zhì)量濃度為1 000 mg/L的母液,于-20 ℃冰箱避光保存,放置時(shí)間不宜過半年。再用甲醇將其稀釋成質(zhì)量濃度為1 mg/L的中間儲(chǔ)備液。使用時(shí),根據(jù)實(shí)際操作要求,用甲醇稀釋上述標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液。
1.4 儀器參數(shù)
1.4.1 色譜條件
色譜柱:ZORBAX SB-C18(2.1 mm×150 mm,5 μm),柱溫:40 ℃,進(jìn)樣體積:10 μL,流量:0.3 mL/min。按表1和表2進(jìn)行梯度洗脫。
1.4.2 質(zhì)譜條件
多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式,電噴霧離子源(ESI);干燥氣流量:10 mL/min;干燥氣溫度:350 ℃;霧化器壓力:35 psi(1 psi=6.895 kPa);毛細(xì)管電壓:正模式4 000 V,負(fù)模式3 500 V;其余質(zhì)譜參數(shù)見表3。
1.5 樣品處理
1.5.1 提 取
稱取5.0 g的牛奶試樣,置于50 mL離心管中,加入25 mL甲醇,旋渦混勻1 min,聲振蕩15 min,于7 000 r/min條件下離心15 min,將上清液置于雞心瓶中,加入20 mL正己烷萃取兩次,去掉正己烷層后于45 ℃水浴上旋轉(zhuǎn)蒸干,殘?jiān)? mL甲醇和20 mL水充分溶解,溶液用于固相萃取。
1.5.2 凈 化
Oasis HLB固相萃取柱依次用5 mL甲醇、5 mL水活化后,將試樣溶液過柱,再用5 mL水淋洗,用5 mL甲醇洗脫,收集洗脫液,用氮?dú)獯蹈?,加? mL甲醇,旋渦振蕩1 min,過0.22 μm濾膜,濾液置于進(jìn)樣瓶中,待上機(jī)進(jìn)行LC/MS分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 提取液的選擇
常用提取劑有水、甲醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷等[12-13],近年來研究以甲醇和乙腈為提取劑*[14]。本實(shí)驗(yàn)分別對(duì)比了甲醇、乙腈和乙酸乙酯。其中,乙酸乙酯提取后乳化現(xiàn)象比較嚴(yán)重,7 000 r/min離心15 min后仍無明顯效果;乙腈和甲醇提取的峰面積無顯著差異,綜合考慮到試劑毒性等因素,終選擇甲醇作為提取液。
2.2 流動(dòng)相的選擇
質(zhì)譜測(cè)定性激素常用流動(dòng)相為甲醇和水或者乙腈和水,本文中除雌激素外的其他性激素的流動(dòng)相為甲醇和水,由于甲醇為流動(dòng)相各激素的響應(yīng)信號(hào)要高于乙腈,故選擇甲醇和水。其中添加甲酸的目的是有利于目標(biāo)物質(zhì)的離子化,本文對(duì)比了不同體積分?jǐn)?shù)的甲酸溶液(0.05%、0.1%、0.2%和0.3%),從各激素的響應(yīng)值得出適的甲酸溶液的體積分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),從0.05%~0.1%時(shí),各激素的響應(yīng)值逐漸增加,從0.1%~0.3%時(shí),各激素的響應(yīng)值不斷降低,所以當(dāng)體積分?jǐn)?shù)為0.1%時(shí),目標(biāo)化合物的響應(yīng)值適。檢測(cè)雌激素的流動(dòng)相為乙腈和水(0.1%的氨水),實(shí)驗(yàn)表明,0.1%氨水有效地提高了雌激素的質(zhì)譜響應(yīng)。
2.3 固相萃取柱的選擇
本實(shí)驗(yàn)選用固相萃?。⊿PE)方式凈化樣品,實(shí)驗(yàn)中選擇了Waters Oasis HLB、DIKMA ProElut C18及Agilent Bond Elut PLEXA 3種SPE小柱,通過加標(biāo)回收率來選擇合適的小柱,加標(biāo)濃度為100 μg/L,結(jié)果3種固相萃取柱對(duì)于9種性激素的加標(biāo)回收率范圍分別為70.4%~96%,30%~60.2%和34.5%~71.8%。因此,終選擇Waters Oasis HLB小柱。
2.4 加標(biāo)回收率和檢出限(LODs)線性關(guān)系、方法回收率與精密度
按上述處理方法,配制各激素系列的混標(biāo)溶液,質(zhì)量濃度為2.5~500 μg/L,以定量離子的峰面積為縱坐標(biāo),以相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得出線性回歸方程,相關(guān)系數(shù)均大于0.994 4,表明各激素在質(zhì)量濃度為2.5~500 μg/L范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,如表4所示。
取牛奶樣品做回收率實(shí)驗(yàn),在5.0 g牛奶中添加不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,性激素添加水平為50,
100 μg/kg,每個(gè)添加水平平行檢測(cè)6次(n=6)。按上述實(shí)驗(yàn)過程處理后,得出各激素的回收率和變異系數(shù)(CV),結(jié)果如表5所示。
2.5 樣品分析
用建立的方法對(duì)四川某牧場(chǎng)隨機(jī)采集的牛奶樣品進(jìn)行檢測(cè),隨機(jī)選取健康無抗生素使用、無激素類藥物使用且處在不同泌乳時(shí)期的荷斯坦奶牛90頭,每頭牛分別采集50 mL,跟蹤采集10頭牛分娩后1~7 d的初乳。采集到的牛奶樣品-20 ℃密封保存,檢測(cè)時(shí),解凍即可。檢測(cè)結(jié)果如表6所示。 由表6可以看出,牛初乳中激素種類較多,且隨天數(shù)的增加有下降趨勢(shì),其中3種內(nèi)源性激素:17α-雌二醇、雌酮、雌三醇到第3天以后均未檢出,丙酸睪酮第4天后也未檢出。初乳中激素種類較多且含量較高,這主要來源于奶牛的人工授精以及自身ren娠期的分泌。
檢測(cè)發(fā)現(xiàn)常乳(共90頭:牛只胎次以1次為主,涵蓋1~4胎次;其中牛只泌乳期涵蓋1~10個(gè)月)中含有3種性激素,3種激素分別為醋酸甲羥孕酮、甲睪酮和諾龍。醋酸甲羥孕酮主要集中在泌乳初期的第1個(gè)月,其中該激素含量的變化范圍為0.25~1.55 μg/kg。甲睪酮主要集中在泌乳初期第1~2月,該激素含量的變化范圍為0.22~3.43 μg/kg。諾龍集中在泌乳初期第1個(gè)月,該激素含量變化范圍是0.56~3.74 μg/kg。由此可見,牛奶中這3種激素的降解速度較慢。
初乳測(cè)定結(jié)果與范志影等[15]關(guān)于內(nèi)源性激素的報(bào)道一致,雌酮:3220 ng/kg,17α-雌二醇:727 ng/kg,雌三醇:167 ng/kg。對(duì)常乳的報(bào)道較少,曹勁松等[16]研究表明常乳中存在一定含量的雌激素,其中雌三醇為9~31 pg/mL。目前測(cè)定均為市售牛奶樣品,張艷等[17]研究檢測(cè)出孕酮及17α-雌二醇,本研究中常乳經(jīng)檢測(cè)并未檢出此類激素。
3 結(jié)束語(yǔ)
本實(shí)驗(yàn)建立了固相萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定牛奶中9 種性激素多殘留的方法。其中3種雌激素和其余性激素分別采用不同離子模式均得到較好分離。應(yīng)用建立的方法對(duì)四川某牧場(chǎng)牛初乳以及常乳進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)到3種性激素,并主要存在于泌乳期前2個(gè)月,結(jié)果表明并未檢測(cè)出常見的內(nèi)源性雌激素,可能是方法檢出限略高的原因[18]。由于牛奶是激素?cái)z入的主要來源之一,因此加強(qiáng)對(duì)牛奶中激素的檢測(cè)十分必要。經(jīng)驗(yàn)證該方法操作簡(jiǎn)單、度高,可作為牛奶中性激素測(cè)定的檢測(cè)方法,也可為其他乳制品中性激素的檢測(cè)提供方法參考。