超高效液相色谱-串联质谱法测定水源水中10种抗生素残留

本文使用岛津超高效液相色谱仪LC-30A和三重四极杆质谱仪LCMS-8045联用系统建立了测定水源水中磺胺嘧啶、头孢氨苄等五类抗生素药物残留的检测方法。该方法灵敏度高、精密度好，且结果准确，9 min内完成10种不同种类抗生素的上机分析，可为水源水质的有效监控及环境水体中抗生素污染状况的进一步研究提供参考。SSL-CA23-040Excellence in Science Excellence in ScienceLCMSMS-749 超高效液相色谱-串联质谱法测定水源水中 10种抗生素残留 LCMSMS-749 摘要：使用岛津超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用系统建立了测定水源水中10种抗生素残留量的方法。水体样品通过 HLB固相萃取柱富 集 提取后，使用C18色谱柱进行分离。采用正离子模式进行电离，通过多反 应监测模式对目标化合物进行 测 定。结果表明：使用外标法定量，磺胺嘧啶、头孢氨苄等10种抗生素药物在 0.5 ng/mL ~ 50 ng/mL浓度范围内线性良好，所得校准曲线线性相关系数在 0.995以上，各校准点准确度在 86.1%~113.1%之间，且精密度和不同浓度水平的加标回收率实 验 结果良好。 关键词：三 重四极杆质 谱 水源水 抗生素 技术特点： 心参考标准 DB 22/T 2838-2017，该方法检出限优于标准要求。 *优化质谱参数后，各化合物检测灵敏度高，且具有更宽 的 线性范围 。 抗生素是一类在人与动物疾病防治中广泛使用的 药物，主要用于治疗各种细菌、致病微生物等引起的 感染性疾病。我国作为抗生素的生 产 和使用大国，普 遍存在着抗生素滥用和无序排放等现象。环境中抗生 素的来源主要包括生活污水、医疗废水以及动物饲料 和水产养殖废水排放等 。水源水中抗生素药物较高浓 度的残留，会诱导细菌对抗生素耐药性的产生，进而 对生态系统和人体健康构成潜在威胁。 抗生素在环境介质中常以痕量存在，且受 空 间分 布影响较大，这给抗生素的检测带来了较大难度。目前， 较常用的抗生素检 测 方法有免疫检 测 法 、高效液相色 谱法和液相色谱-质谱联用技术等。高效液相色谱-串 联质谱 (LC-MS/MS) 法由于具有灵敏度高、特异性强和 结果准确性好的特点，已成为水环境 中 痕量有机物分 析的主要方法。本文基 于 岛津超高效液相色谱-三重四 极杆质谱联用技术，建立了水源水中10种抗生素残留 量的 测 定方法。该方法简单、快速、准确，可为水源 水中磺胺嘧啶、头孢氨苄等抗生素监测提供方法支持，为水资源的合理利用及水源水中污染物的治理提供了 依据。 1.1仪器 岛津 LCMS-8045 三重四极杆液质谱联用系统。具体配置为： 系统控制器 CBM-20A 脱 气 机 机：DGU-20A 5R 输液泵 LC-30AD×2自动进样器 器 ：SIL -30AC 柱温箱 ：CTO-20AC 检 测 器 器：LCMS-8045 色谱工作站： LabSolutions Ver. 5.113 1.2分析条 件 液相条件 色谱柱： Shim-pack GISS C18 (100 mm×2.1 mm1.D.， 1.9 um， 岛津(上海)实验器材有限公司， P/N： 227-30048-02) 流 动相 ：A相-0.1%甲酸水溶液；B相-乙腈 流 柱 速 ：0.4 mL/min 温 ：35°℃ 进样体积 2uL 洗脱方式： 梯度洗脱，B相初始浓度为25%，时间程序见表1。 表1 梯度洗脱程序 Time Module Command Value 4.50 Pumps Pump B Conc. 50 5.00 Pumps Pump B Conc. 90 5.50 Pumps Pump B Conc. 90 6.00 Pumps Pump B Conc. 25 9.00 Controller Stop 质谱条件 多反应监测(MRM) 碰 撞 气：氩气270 kPa MRM 参 数： 见表2 1.3样品前处理方法 参考标准 DB 22/T 2838-2017《生活饮用水及水源水中10种抗生素的检验方法超高效液相色谱-质谱/质 谱法》中 样品预处理方法 。 1.4校准曲线的制备 吸取适量 10 ug/mL 浓度的混合标准 中 间液，使用初始比例流动相进行稀释，配 制成 0.5 ng/mL、2ng/mL、5 ng/mL、10 ng/mL、20 ng/mL 和 50 ng/mL 不同浓度的抗生素混合标准溶液。以各组分的浓度为横坐标，各组分对应的峰面积为纵坐标 ，绘制标准曲线。各化合物信息及质谱参数如表2所示。 表2 MRM参数 化合物名称 英文名称 前体离子 产物离子 Q1 pre((V) CE Q3 Pre(V) 磺胺嘧啶 Sulfadiazine 251.00 156.00* -30 -15 -29 92.05 -30 -25 -17 头孢氨苄 Cephalexin 348.10 158.00* 174.05 -24 -8 -34 -24 -14 -20 土霉素 Oxytetracycline 461.20 426.05* 444.15 -22 -20 -30 -22 -15 -34 氧氟沙星 Ofloxacin 362.10 318.10* -40 -19 -24 261.10 -40 -26 -30 四环素 Tetracycline 445.20 410.10* 154.05 -22 -19 -22 -22 -28 -34 磺胺氯哒嗪 284.80 156.00*92.00 -30 -14 -29 Sulfaclorazina -30 -29 -17 磺胺甲噁唑 Sulfamethoxaz- ole 254.00 156.00* -30 -16 -29 92.00 -30 -28 -17 金霉素 Chlortetracy- 479.20 444.05* -24 -21 -32 cline 462.05 -24 -16 -36 阿奇霉素 Azithromycin 749.60 591.30* -38 -30 -28 158.20 -28 -40 -36 罗红霉素 Roxithromycin 837.60 158.10* -22 -36 -32 679.40 -32 -22 -34 注：*表示定量离子对 ■结果与讨论 2.1标准样品的 MRM色谱图 图 1 10种抗生素 (5 ug/L)的 MRM 图 谱 2.2线性范围与检出限 将 0.5 ng/mL 、2 ng/mL 、5 ng/mL、10 ng/mL、20 ng/mL 和 50 ng/mL 不同浓度的抗生 素 混合标准系列 工作溶液，按1.2中的分析条件进行测定，使用外标法定量。以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制校准曲 线如图2所示。所得校准曲线线性关系良好，线性方程及相关系数见表3。 图 2 部分抗生素药物的 校 准曲线 表3材 标准曲线与检出限信 息 化合物名称 校准曲线 r 线性范围 (ng/mL) 准确率(%) 检出限 (ng/mL) 磺胺嘧啶 Y= (41504.7)X+(-2972.42) 0.9999 0.5~50 97.4~102.8 0.16 头孢氨苄 Y= (2995.32)X+(-289.193) 0.9995 0.5~50 94.0~106.2 0.17 土霉素 Y= (15912.0)X+(19.4015) 0.9999 0.5~50 97.9~102.3 0.16 氧氟沙星 Y= (15936.5)X+(29.4539) 0.9997 0.5~50 95.8~108.1 0.16 四环素 Y=(17082.0)X+(-787.746) 0.9997 0.5~50 92.3~111.8 0.16 磺胺氯哒嗪 Y= (52731.5)X+ (2691.96) 0.9996 0.5~50 93.7~103.9 0.16 磺胺甲噁唑 Y= (13018.4)X+ (923.067) 0.9993 0.5~50 93.0~105.7 0.16 金霉素 Y=(5040.80)X+ (484.630) 0.9985 0.5~50 88.6~107.4 0.17 阿奇霉素 Y= (2636.84)X+(-544.468) 0.9985 0.5~50 86.1~113.1 0.17 罗红霉素 Y= (30620.0)X+(-97.9771) 0.9994 0.5~50 93.7~106.8 0.16 2.3精密度实验 对 5 ng/mL、10 ng/mL 和 20 ng/mL不同浓 度 的10种抗生 素 药物混合标准工作溶液连续测定6次，考察 仪器的精密度，保留时间和峰面积 的 重复性结果如表4所示。结果显示：10种抗生素药物保留时间和峰面积的 相对标准偏差不高于0.99%和6.34%，显示仪器精密度良好。 表4保留时间和 峰 面积 重 复性结果 (n=6) 化合物名称 5ng/mL 10 ng/mL 20 ng/mL R.T. RSD/% Aera RSD/% R.T. RSD/% Aera RSD/% R.T. RSD/% Aera RSD/% 磺胺嘧啶 0.93 2.44 0.23 1.22 0.25 0.90 头孢氨苄 0.99 6.17 0.26 4.62 0.27 3.37 土霉素 0.93 3.62 0.22 3.29 0.29 1.30 氧氟沙星 0.87 3.02 0.20 4.36 0.26 3.96 四环素 0.83 5.84 0.23 2.29 0.24 1.75 磺胺氯哒嗪 0.71 2.49 0.16 1.99 0.20 0.89 磺胺甲噁唑 0.68 3.59 0.14 2.57 0.17 2.16 金霉素 0.61 6.17 0.16 5.68 0.15 3.47 阿奇霉素 0.58 6.34 0.15 5.73 0.14 3.43 罗红霉素 0.13 3.66 0.06 0.78 0.05 2.52 2.4加标回收率实验 取空白水体样，加入少量10种抗生素药物混合标准品储备溶液，使水样中添加浓度为分别为 0.6 ng/mL、1.2ng/mL和 2.4 ng/mL，平行做3份。按照1.3样品前处理方法提取净化后 ，测定10种抗生素药物的添加回收率，各化合物的平均加标回收率结果在60.8%~119.4%之间(见表5)。 表510种 抗生素的加标 回 收率结果(n=3) 化合物名称 添加浓度水平 0.6 ng/mL 1.2 ng/mL 2.4 ng/mL 磺胺嘧啶 114.6% 106.0% 107.2% 头孢氨苄 87.8% 89.2% 83.2% 土霉素 96.4% 87.9% 80.4% 氧氟沙星 103.6% 119.4% 106.1% 四环素 101.0% 90.5% 83.9% 磺胺氯哒嗪 112.2% 106.5% 103.6% 磺胺甲噁唑 114.8% 118.1% 104.9% 金霉素 70.2% 80.2% 84.3% 阿奇霉素 60.8% 99.0% 94.8% 罗红霉素 62.0% 88.6% 84.8% 结论 本文使用岛津超高效液相色谱仪 LC-30A 和三重四极杆质谱仪 LCMS-8045联用系统建立了测定水源水中磺 胺嘧啶、头 孢 氨苄等五类抗生素药物残留的检测方法。该方法灵敏度高、精密度好，且结果准确， 9 min 内完 成10种不同种类抗生素的上机分析 ，可为水源水质的有效 监 控 及环境水体中抗生素污染状况的进一步研究提供 参考。 岛津应用云