一种用于检测动物肌肉中兽药残留物的分析方法与流程

本发明属于兽药残留检测技术领域，更具体地，涉及一种用于检测动物肌肉中兽药残留物的分析方法。

背景技术：

食品动物肌肉组织因其具有高蛋白、相对低脂肪和口感好等优点，是我国消费较多的主要动物性食品。恩诺沙星、环丙沙星、沙拉沙星、磺胺二甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、替米考星和泰乐菌素是常用的动物抗菌药，由于它们具有广谱、高效、价格低廉等优点，在食品动物养殖生产中广泛用于预防、治疗疾病，提高饲料报酬，促进动物生长、发育等方面。但是长期使用或者不合理使用、不注重休药期，易造成它们在动物肌肉组织中的残留，通过食物链对人类造成潜在的危害，还会导致微生物的耐药性、生态环境毒性等。因此，我国为加强食品动物生产的质量安全管理，农业部于2002年颁布了235号公告，规定了这些药物在食品动物肌肉组织中的最大残留限量(mrl)：如鸡肉组织中磺胺类药物的总量和磺胺二甲嘧啶单个药物的mrl为100μg/kg；恩诺沙星和环丙沙星的总量为100μg/kg；沙拉沙星为10μg/kg；替米考星为75μg/kg；泰乐菌素为200μg/kg。

目前，药物残留分析的前处理方法主要有液-液萃取、固相萃取、quechers方法、基质固相分散、索氏溶剂萃取和压力溶剂萃取等技术。但是这些前处理技术，过程普遍比较繁琐、耗时较长、提取杂质多、重复性差、消耗大量有机试剂，对实验操作者身体造成危害、对环境造成污染。随着现代仪器分析技术的不断发展，高灵敏度和高选择性的液相色谱-串联质谱(lc-ms/ms)仪在日常兽药残留分析检测获得越来越广泛的使用，可定量准确测定痕量水平(μg/kg)的目标分析物。对于大多数制定有最大残留限量的兽药而言，以往因为仪器灵敏度低，为了达到分析检测要求，在最大限度的获取残留级的兽药同时，常常因采用均质和大量有机溶剂而导致“过度”破碎和提取，严重影响后面处理，增加了可重复性操作的难度；进一步浓缩、富集策略而实际是相对更大量杂质也一并富集，大量共萃取杂质不仅影响目标物的分离，检测过程中会产生严重的基质效应，定性、定量分析都因而受到严重影响，测定结果重现性不好，准确度不可靠。因此，探索开发样品前处理步骤简单、方便、使用溶剂少、可操作性强、重现好和准确度高的技术十分必要，也具有重要理论意义。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于检测动物肌肉中兽药残留物的分析方法。该方法是基于低温冷冻破碎细胞的原理，lc-ms/ms技术的高选择性和高灵敏度特性，采用稀释手段最大限度消除基质效应，建立提取方便、简单、步骤少，有机溶剂用量少、环保，可操作性强，重现好和具有通用性的分析方法。

本发明的另一目的在于提供上述分析方法在检测动物肌肉中兽药残留物的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于检测动物肌肉中兽药残留物的分析方法，包括以下步骤：

s1.将动物肌肉组织低温冷冻破碎细胞，在15～25℃下解冻使细胞液流出，得到解冻组织；

s2.将解冻组织用淋洗溶剂淋洗，涡旋，离心处理，得到上清液；

s3.用甲醇或乙腈水溶液稀释上清液，经定容和过滤膜处理，得到滤液；

s4.将滤液经c18反相色谱柱分离，以a乙腈或甲醇，b甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱，采用电喷雾离子源电离，正离子在m/z100～1000amu扫描，利用三重四极杆质谱仪进行选择反应监测分析，动物肌肉基质匹配内标法进行定性定量，进行液相色谱-串联质谱分析检测，即可检测动物肌肉中兽药残留物。

优选地，步骤s1中所述的动物肌肉组织为鸡、猪、牛、羊或兔的肌肉。

优选地，步骤s1中所述低温冷冻的温度为-80℃～-20℃，所述低温冷冻的时间为3～12h；所述解冻的时间为15～30min。

优选地，步骤s2中所述的淋洗溶剂为乙酸甲醇或乙腈溶液，所述乙酸甲醇或乙腈溶液的浓度为0.5～2％；所述涡旋的时间为0.5～2min；所述离心的温度为4～10℃，所述离心的转速为6000～9000转/分钟，所述离心的时间为10～20min。

优选地，步骤s3中所述甲醇水溶液或乙腈水溶液的浓度为10～30％；所述甲醇水溶液或乙腈水溶液中含有0.05～0.2％的甲酸；所述定容的体积为8～16毫升；所述过滤膜为水系针头滤膜，所述过滤膜的直径为0.2～0.4微米。

优选地，步骤s4中所述a乙腈或甲醇与b甲酸水溶液的体积比为1：(2～9)，所述甲酸水溶液的浓度为0.05～0.2％，所述梯度洗脱的程序为0～3.0min，10～20％a，90～80％b；3～10min，20～90％a,80～10％b；10～12min，90～95％a，10～5％b；12～14min，95～10％a，5～90％b；14～20min，10％a，90％b，所述a为乙腈或甲醇，b为甲酸水溶液。

更为优选地，所述a乙腈或甲醇与b甲酸水溶液的体积比为1：4，所述甲酸水溶液的浓度为0.1％。

优选地，步骤s4中所述质谱的分析条件为电喷雾电离正离子多反应监测模式，电喷雾电压为4000～5500v，滞留时间为20～100毫秒，雾化气压力为55～65psi，辅助气压力为50～60psi，气帘气压力为20～35psi，离子源温度为550～650℃。

上方法在检测动物肌肉中兽药残留物的应用。

优选地，所述兽药为恩诺沙星、环丙沙星、沙拉沙星、磺胺二甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、替米考星或泰乐菌素中的一种以上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明将低温冷冻破碎动物组织细胞的原理和液相色谱-串联质谱(lc-ms/ms)结合起来，建立了所需有机溶剂少、提取步骤简单、环保、低成本、可操作性强的分析方法，可以检测动物肌肉组织中典型兽药：恩诺沙星、环丙沙星、沙拉沙星、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶、替米考星或泰乐菌素的残留物。

2.本发明将肌肉组织经低温冷冻破碎细胞后，用乙酸甲醇或乙腈溶液提取样品中的分析物，用乙腈-甲酸水溶液或甲醇-甲酸水溶液稀释定容，lc-ms/ms分析测定。与传统兽药残留分析检测方法相比，无需大量溶剂均质、超声、振荡萃取以及浓缩等步骤，大大缩短了样品前处理时间；共萃取出来的杂质少，避免了后续一系列的净化步骤；减少了有机溶剂用量，仅需用4毫升的有机溶剂。

3.本发明具有环境友好、简单、快速、灵敏、稳定、成本低，方便和可操作性强等特点，适用于动物肌肉组织中抗菌药物的残留确证和定量分析检测，这将为兽药残留分析检测研究提供新思路、新手段和技术支持。

附图说明

图1为空白鸡肉样品的mrm色谱图。其中(a)为恩诺沙星；(b)为环丙沙星；(c)为沙拉沙星；(d)为磺胺间甲氧嘧啶；(e)为磺胺二甲嘧啶；(f)为替米考星；(g)为泰乐菌素；(h)为恩诺沙星-d5；(i)为环丙沙星-d8；(j)为磺胺间甲氧嘧啶-d4。

图2为添加不同浓度和不同兽药的鸡肉样品的mrm质量色谱图。其中，(a)为添加100μg/kg恩诺沙星；(b)为添加100μg/kg环丙沙星；(c)为添加20μg/kg沙拉沙星；(d)为添加100μg/kg磺胺间甲氧嘧啶；(e)为添加100μg/kg磺胺二甲嘧啶；(f)为添加100μg/kg替米考星；(g)为添加100μg/kg泰乐菌素；(h)为添加50μg/kg恩诺沙星-d5；(i)为添加50μg/kg环丙沙星-d8；(j)为添加50μg/kg磺胺间甲氧嘧啶-d4。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

在实施例中采用的仪器和药品如下：

所述1200series高效液相色谱仪(美国agilent公司)；zorbaxsb-aq色谱柱，电喷雾-串联四极杆质谱仪，api4000ms/ms(美国appliedbiosystems公司)；电子分析天平bp121s型，感量为0.01g(德国sartorius公司)；电子分析天平92sm-202a型，感量为0.0001g(瑞士precisa公司)；冷冻高速离心机5804r型(德国eppendof公司)；超声波清洗仪kq5200b型(江苏昆山市超声仪器有限公司)；微量移液器pipetman型(德国gillson公司)；微孔滤膜孔径为0.22微米(天津市腾达过滤器件厂)；超纯水制备系统f3pn33491型(美国millipore公司)。

所述色谱纯乙腈、甲醇购自美国thermofisher公司，色谱纯甲酸购自德国sigma-aldrich公司，分析纯乙腈和乙酸购自广州化学试剂厂。

所述标准品：恩诺沙星、环丙沙星、沙拉沙星、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶、替米考星和泰乐菌素均由中国兽医药品监察所提供，内标物恩诺沙星-d5、环丙沙星-d8，磺胺间甲氧嘧啶-d4购买自加拿大torontoresearchchemicalsinc.公司，含量均大于97.7％。

所述健康鸡购于广东智威农业科技股份有限公司，体重1.3-1.8千克之间。

实施例1

1.标准工作液的配制：恩诺沙星、环丙沙星、沙拉沙星、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶、替米考星和泰乐菌素标准品用纯甲醇配制成1g/l的标准储备液，根据需要用纯甲醇溶液稀释成10和1mg/l的混合标准工作液，-20℃避光保存，有效期1个月。内标化合物恩诺沙星-d5、环丙沙星-d8和磺胺间甲氧嘧啶-d4用纯甲醇配成0.1g/l的储备液，-20℃避光保存，有效期3个月。

2.色谱条件：采用zorbaxsb-aq色谱柱的内径为150mm×2.1mm，色谱柱的膜厚为3.5微米，柱温为20～35℃，流速为0.15～0.3毫升/分钟，进样量为5～20微升。本实施中采用柱温为30℃；流速为0.25ml/min；进样量为5微升。流动相a为乙腈，b为0.1％甲酸水溶液；药物梯度洗脱程序：0～3.0min，10～20％a，90～80％b；3～10min，20～90％a，80～10％b；10～12min，90～95％a，10～5％b；12～14min，95～10％a，5～90％b；14～20min，10％a，90％b。

3.质谱条件：采用电喷雾电离正离子(esi⁺)多反应监测模式(mrm)，电喷雾电压(ionsprayvoltage，is)为4000～5500v，滞留时间(dwelltime)为20～100毫秒，雾化气压力(gs1)为55～65psi，辅助气压力(gs2)为50～60psi，气帘气压力(curtaingas，cur)为20～35psi，离子源温度为550～650℃。本实施中电喷雾电压为5000v，滞留时间为50毫秒，雾化气压力为65psi，辅助气压力为60psi，气帘气压力为25psi，离子源温度为600℃。目标药物和内标物的质谱参数见表1。

表1药物和内标化合物的质谱参数和离子比

*第一个子离子为定量离子，第二个子离子为定性离子。

从表1中可知，每个目标分析物在纯溶剂和鸡肉基质匹配标准溶液中定性离子与定量离子的比率都在合理的范围范围内，满足残留分析的要求。

实施例2

1.样品的制备：试验鸡购回后，按常规适应性地饲养1周，自由采食和饮水，投喂不含任何抗菌药的全价饲料。随机选出1只作为空白对照(1号鸡)，其余的随机平均分为2个试验组，给药时间、剂量和杀鸡时间点见表2。

表2给药剂量和杀鸡时间

a：替米考星15mg/kg，磺胺二甲嘧啶50mg/kg，磺胺间甲氧嘧啶20mg/kg；

b：恩诺沙星8mg/kg，沙拉沙星8mg/kg；c：泰乐菌素700mg/kg。

2.样品前处理：分别准确称取2克(±0.01克)鸡的肌肉组织于50毫升离心管中，加入恩诺沙星-d5、环丙沙星-d8和磺胺间甲氧嘧啶-d4的3种内标物，静置10分钟，将样品于-80℃冷冻6小时后取出，解冻至室温。用4毫升1％乙酸乙腈溶液涡旋提取1分钟，离心9000转/分钟、10分钟，取出上清液至15毫升离心管中，用20％甲醇水溶液(含0.1％甲酸)定容到8毫升。取1毫升上清液过膜至进样瓶中，待lc-ms/ms检测。

选择agilentzorbaxsb-aqc18色谱柱。文献中一般采用甲醇-0.1％甲酸水溶液和乙腈-0.1％甲酸水溶液作为流动相。因此，本发明对甲醇和乙腈作为流动相的有机相进行了比较，结果发现甲醇的分离效果不如乙腈。最终选择了乙腈-0.1％甲酸水溶液作为流动相。进一步优化洗脱程序，在更短的时间内获得更好的分离度和峰形。

将目标物和内标化合物的标准储备液用色谱甲醇稀释至1mg/l，然后用注射泵以10μl/min的速度直接注入质谱仪，通过analyst1.5软件对目标药物的质谱参数进行优化。在esi正离子模式下药物可以有效的离子化并且响应值较高，因此选用esi⁺模式对分析物进行全扫描，获得母离子质量数(q1)，确定母离子后，进行其余质谱参数的优化，包括子离子质量数、去簇电压和碰撞能，优化结果见表1。为了符合欧盟2002/657/ec决议对兽药残留质谱确证分析的方法学要求(鉴定分≥4)，每个目标药物分别选择两个子离子进行监测，响应值较强的子离子用于定量，另一个子离子用于定性，最大程度提高了检测灵敏度。

3.样品前处理条件的选择和优化：

鸡肉成分复杂，含有大量的蛋白质、脂肪等营养物质。本发明结合药物的理化性质和相关文献报道，选择1％乙酸乙腈作为提取溶剂。1％乙酸乙腈作为提取溶剂，不仅可以使蛋白质变性，释放与其结合的药物，而且提取液澄清，回收率试验符合残留检测的要求。

实验还对不同用量(1、2、3、4、5和6毫升)的提取溶剂进行了评价。当使用1毫升溶剂提取时，因体积太少，提取液杂质相对较多，经稀释、离心后上清液仍浑浊，容易导致仪器系统堵塞，不能上机检测。2、3和4毫升的1％乙酸乙腈溶液提取时，随着提取溶剂量的增加，提取效率也在增加；但是当提取溶剂用量超过4毫升时，药物的提取效率无明显增加，为节约成本，减少有机溶剂的用量，最终选择4毫升1％乙酸乙腈作为提取溶剂用量。

为了得到更好的提取效率以及满足仪器上样要求，实验还进一步对使用流动相稀释定容到不同体积(8、12和16毫升)进行了优化。当定容到8和12毫升时，所有药物的提取效率都无明显差异，最终选择定容到8毫升。

实施例3

选择性是指在分析方法中分析物能够区分和其他物质之间的区别，本发明分析60份不同来源的鸡肉样品对该方法的选择性进行验证。图1为空白鸡肉样品的mrm色谱图。其中(a)为恩诺沙星；(b)为环丙沙星；(c)为沙拉沙星；(d)为磺胺间甲氧嘧啶；(e)为磺胺二甲嘧啶；(f)为替米考星；(g)为泰乐菌素；(h)为恩诺沙星-d5；(i)为环丙沙星-d8；(j)为磺胺间甲氧嘧啶-d4。图2为添加不同浓度和不同兽药的鸡肉样品的mrm质量色谱图。其中，(a)为添加100μg/kg恩诺沙星；(b)为添加100μg/kg环丙沙星；(c)为添加20μg/kg沙拉沙星；(d)为添加100μg/kg磺胺间甲氧嘧啶；(e)为添加100μg/kg磺胺二甲嘧啶；(f)为添加100μg/kg替米考星；(g)为添加100μg/kg泰乐菌素；(h)为添加50μg/kg恩诺沙星-d5；(i)为添加50μg/kg环丙沙星-d8；(j)为添加50μg/kg磺胺间甲氧嘧啶-d4。从图1至图2的比较可知，在7种分析物的保留时间±2.5％范围内，均无干扰峰出现在mrm色谱图上，满足欧盟2002/657/ec对定性的要求。

实施例4标准曲线和线性范围

取900微升按照实施例2中样品前处理方法处理的空白鸡肉提取液与100微升适当浓度的标准溶液，制得浓度在1.0～200.0μg/l(每个药物八个浓度点)范围内的基质匹配标准工作液，内标浓度为12.5μg/l，然后上机检测。线性范围、线性方程与相关系数见表3。从表3中可知在试验浓度范围内各分析物的基质匹配标准曲线线性良好，相关系数大于0.99，可以满足各药物残留检测分析的要求。

表3药物基质匹配标准曲线、线性范围及相关系数(n＝3)

实施例5回收率和精密度

按照实施例2中样品前处理方法进行回收率试验，空白鸡肉中添加目标分析物，计算各浓度添加水平的回收率和精密度见表4，从表4中可知，在50μg/kg，100μg/kg及200μg/kg(沙拉沙星添加水平为10μg/kg，20μg/kg和40μg/kg)三个浓度添加水平下，鸡肉中药物的平均回收率在73.7～106.1％之间，批内和批间精密度分别在0.8～11.2％和3.3～10.8％之间。表明该方法具有较好的回收率和精密度，能够满足动物组织样品中兽药残留检测分析的要求。

表4样品加标回收率、批内和批间精密度

注：沙拉沙星的添加水平为10μg/kg，20μg/kg和40μg/kg。

实施例6检测限和定量限

在空白鸡肉中添加目标分析物，按照实施例2中样品前处理方法进行试验，分别以信噪比(s/n)为3和10时所对应的样品添加浓度为检测限和定量限。结果见表5，所有药物的检测限和定量限分别在0.2～3.0μg/kg和0.5～8.0μg/kg范围内，表明该方法具有很高的灵敏度，能定量准确测定动物组织中痕量水平的抗菌药物残留。

表5药物的检测限、定量限和最大残留限量(mrl)

^a代表恩诺沙星与环丙沙星的总量；

^b代表磺胺类药物的总量

施例7动物实验测定结果

根据实施例2中样品的制备的鸡肉试样(2号和3号鸡)，使用本发明方法分别测定鸡肉样品中7种兽药残留量，结果如表6所示。表6为给药鸡试样肌肉组织药物残留测定结果(n＝6)。测得恩诺沙星、环丙沙星、沙拉沙星、磺胺二甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、替米考星和泰乐菌素等7种典型兽药在5～450μg/kg残留水平，2号和3号鸡药物含量在高、低水平下，但都获得了良好的精密度，满足残留分析的相关规定要求。

表6给药鸡试样肌肉组织药物残留测定结果(n＝6)

综上所述，本发明基于低温冷冻破碎细胞的原理建立了lc-ms/ms同时测定鸡肉中恩诺沙星、环丙沙星、沙拉沙星、磺胺二甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、替米考星和泰乐菌素等7种抗菌药物的分析方法。在方法定量限到0.1mrl水平，7种抗菌药的回收率均高于70％，精密度小于12％。该方法与传统前处理方法相比具有前处理步骤少、所需时间短、消耗有机溶剂少、环保和低成本等优点。此方法成功运用于不同来源鸡肉样品中抗菌药物残留检测，恩诺沙星、磺胺二甲嘧啶、泰乐菌素和替米考星等抗菌药有不同程度的检出。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。