引用本文
余胜兵, 郑惠东, 鲁琳, 曲亚斌, 苏广宁, 林思仁, 朱杰民, 钟秀华, 黄伟雄, 朱炳辉. 超高效液相色谱-串联质谱同时测定饮用水中60种抗生素[J]. 环境卫生学杂志, 2018, 8(3): 261-269.
YU Shengbing, ZHENG Huidong, LU Lin, QU Yabin, SU Guangning, LIN Siren, ZHU Jiemin, ZHONG Xiuhua, HUANG Weixiong, ZHU Binghui. Simultaneous Determination of 60 Kinds of Antibiotics in Drinking Water Samples by Ultra-Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry[J]. Journal of Environmental Hygiene, 2018, 8(3): 261-269.
超高效液相色谱-串联质谱同时测定饮用水中60种抗生素
余胜兵1, 郑惠东2, 鲁琳1, 曲亚斌1, 苏广宁1, 林思仁2, 朱杰民1, 钟秀华1, 黄伟雄1, 朱炳辉1     
1. 广东省疾病预防控制中心;
2. 惠州市疾病预防控制中心
基金项目: 广东省医学科学技术研究基金项目（A2015061）；惠州市科技计划项目（2015Y126）
作者简介: 余胜兵, 主任技师, 主要从事环境卫生研究
联系方式: 广东省广州市番禺区大石街群贤路160号; 邮编: 511430; Email: shengbingyu@sina.com
摘要: 目的 建立饮用水中60种抗生素同时测定的方法。方法 水样调节pH至2.0后，加入同位素内标和金属螯合剂Na2EDTA充分混匀。用HLB固相萃取小柱进行富集净化浓缩，超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）测定分析，内标法定量。结果 抗生素的检出限在（0.001~0.6）ng/L，定量限在（0.004~1.9）ng/L。大部分抗生素在（0.2~40）ng/L范围内，相关系数良好（R2>0.99）。低、中、高三种浓度抗生素水样的加标回收率在58.3%~127.7%。精密度（RSD）在1.6%~13.9%。采用所建立的方法对水源水、出厂水和管网末梢水进行分析，获得了满意的结果。结论 本文建立的方法具有操作简单、灵敏、快速、准确的优点，适用于饮用水中抗生素的多残留同时测定。
关键词: 抗生素     超高效液相色谱-串联质谱     固相萃取     饮用水    
Simultaneous Determination of 60 Kinds of Antibiotics in Drinking Water Samples by Ultra-Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry
YU Shengbing1, ZHENG Huidong2, LU Lin1, QU Yabin1, SU Guangning1, LIN Siren2, ZHU Jiemin1, ZHONG Xiuhua1, HUANG Weixiong1, ZHU Binghui1     
Abstract: Objectives To establish a method for simultaneous determination of 60 kinds of antibiotics in water samples by ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). Methods After the pH value of water sample was adjusted to 2.0, the water sample was then concentrated and purified by an oasis HLB solid phase extraction column, analyzed by UPLC-MS/MS analysis and quantified by internal standard method. Results A good linearity for the majority of antibiotics in water samples was in the range of (0.2~40) ng/L, with a correlation coefficient (R2) of ≥ 0.99, the limit of determination (LOD) was (0.001~0.6) ng/L and the limit of quantification (LOQ) was (0.004~1.9) ng/L.The spiked recovery of samples were in the range of 58.3%~127.7% at 3 spike levels (1, 4 and 20 ng/L).The relative standard deviations (RSDs) were in the range of 1.6%~13.9%. Conclusions The established method was simple, rapid and accurate, which could be applied to the determination and quantification of the residue of antibiotics in water samples.
Key words: antibiotics     ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry     solid phase extraction     drinking water    

我国是抗生素最大的生产和消费国。多项研究表明，抗生素类药物广泛存在于污水、河水、湖水以及地下水中。抗生素滥用所造成水环境污染问题日益受到重视[1]。目前被广泛使用的抗生素，按照化学结构可分为磺胺类、β-内酰胺类、喹诺酮类、四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类等[2]。水体中抗生素污染具有污染浓度低、种类多的特点，因而低检出限、多组分同时快速检测是饮用水中抗生素检测的热点之一。

目前我国还没有建立饮用水中多组分抗生素的检测标准，现有报道的检测方法大多不能实现多种类型抗生素的同时检测，导致实验耗时较长、操作繁琐[3-5]。常用的抗生素检测方法包括酶联免疫检测技术[6-7]、气相色谱-质谱联用技术[8]、毛细管电泳分析技术[9-10]、液相色谱技术和液相色谱-质谱联用技术等[11-13]。酶联免疫法处理较为困难，灵敏度低、方法费用较高; 气相色谱-质谱联用技术仅适合挥发性组分或需要对组分进行衍生，应用具有局限性；液相色谱技术能较好的对多种组分进行定性和定量，但紫外检测器的灵敏度较低。超高效液相色谱-串联质谱联用(UPLC-MS/MS)能够很好地解决上述检测技术的问题，采用该联用技术可对复杂的样品进行快速的分析，准确定性、定量目标化合物，显著提高信噪比和灵敏度。本文采用固相萃取(SPE)技术和UPLC-MS/MS联用，建立了饮用水中60种抗生素的同时检测方法，该方法检测时间较短、检出限低、回收率高，可为饮用水中抗生素的多残留同时检测提供较好的定性和定量手段。

1 实验部分 1.1 仪器与试剂

超高效液相色谱-串联质谱联用仪(Q-trap 5500，美国AB Sciex公司)。大体积固相萃取仪(Aqua Trace ASPE 799，日本GL Science)。OASIS HLB固相萃取小柱(500 mg/6 mL, 美国waters公司)。MilliQBiocel A10超纯水系统(法国Millipore公司)。磺胺购自Fluke公司。磺胺嘧啶、磺胺噻唑、磺胺吡啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺甲二唑、磺胺氯哒嗪、磺胺甲恶唑购自Dr. Ehrenstorfer公司。磺胺喹恶啉-13C6购自Sigma公司。磺胺间二甲氧嘧啶氧氟沙星、诺氟沙星、洛美沙星、购自Dr. Ehrenstorfer公司。环丙沙星购自Sigma公司。盐酸克林沙星购自Tokyo Chemical Industry公司。沙拉沙星、沙拉沙星-D8、西诺沙星、恶喹酸、氟甲喹、头孢氨苄、头孢拉丁、氨苄西林、头孢噻呋购自Dr. Ehrenstorfer公司。青霉素V购自Toronto Research Chemicals公司。青霉素G购自Dr. Ehrenstorfer公司。头孢噻肟购自Tokyo Chemical Industry公司。苯唑西林购自J & k公司。氯唑西林、奈夫西林钠盐购自Dr. Ehrenstorfer公司。阿奇霉素购自CNW公司。红霉素、泰乐菌素、无水红霉素、克拉红霉素、罗红霉素购自Dr. Ehrenstorfer公司。可替宁购自Toronto Research Chemicals。对乙酰氨基酚购自Dr. Ehrenstorfer公司。1, 7-二甲基黄嘌呤购自Sigma公司。可待因购自O2SI公司。噻菌灵购自Dr. Ehrenstorfer公司。咖啡因购自O2SI公司。甲氧嘧啶、卡巴多、奥美普林购自Dr. Ehrenstorfer公司。异羟基洋地黄苷元购自Sigma公司。苯海拉明购自J & k公司。地尔硫卓、卡马西平、氟西汀购自Dr. Ehrenstorfer公司。威里霉素购自Cayman公司。脱氢硝基苯地平购自Sigma公司。咪康唑购自Tokyo Chemical Industry公司。诺孕酯购自Toronto Research Chemicals。磺胺嘧啶-D4、磺胺二甲嘧啶-D4购自Tokyo Chemical Industry公司。磺胺苯吡唑-13C6购自Sigma公司。头孢氨苄-D5购自Tokyo Chemical Industry公司。红霉素-D6购自Tokyo Chemical Industry公司。可替宁-D3购自Tokyo Chemical Industry公司。咖啡因-D9购自Toronto Research Chemicals。磷酸氢二钠(Na2HPO4 ·12H2O，分析纯，广州化学试剂厂)、H3PO4(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)、Na2EDTA(分析纯，天津市化学试剂六厂分厂)。乙腈、甲醇、乙酸乙酯等有机试剂均为HPLC级(Burdick Jackson，美国)。甲酸(HPLC级，纯度98.5%)购自美国Mallinckrodt Baker公司。

1.2 标准溶液的配制

环丙沙星采用0.1%(v/v)甲酸甲醇溶液溶解。卡巴多采用0.1%(v/v)氨水甲醇溶液溶解。其它化合物采用甲醇溶液溶解。准确称取抗生素固体标准品，分别加入适量甲醇溶液超声溶解，配制成质量浓度为1.0 mg/mL的标准储备溶液和内标储备液，待用。分别用5%(v/v)甲醇将浓度为10 μg/mL标准混合溶液和内标混合液逐级稀释配制成100 μg/L标准工作液和内标工作液，保存在棕色瓶中待用。取标准工作溶液，添加适量的内标，用5%(v/v)甲醇逐级稀释配制成抗生素标准含量为0.20、0.50、1.0、5.0、10、20和40 μg/L的标准系列，其中含同位素内标10 μg/L。

1.3 样品采集

用2 L棕色螺口玻璃瓶采集水样。现场添加60 mg抗坏血酸于采样瓶中，并适当振荡至抗坏血酸溶解，低温(﹤4℃)避光保存。

1.4 样品前处理

准确量取1 L水样，加入5.848gKH2PO4、3.8 mL浓H3PO4调节水样pH至2.0，加入内标物10 ng和0.5 g金属螯合剂Na2EDTA充分混匀。用HLB固相萃取小柱进行富集净化。上样前分别用10 mL甲醇和10 mL纯水(pH=2.0)活化平衡，上样的流速控制在2.0 mL/min，上样后用10 mL纯水洗去杂质，在负压下干燥10 min，用10 mL甲醇进行洗脱。洗脱液收集在15 mL离心管中，在35℃下氮气吹至近干，用1 mL 5%(v/v)乙腈溶液溶解。上UPLC-MS/MS测定分析。

1.5 仪器条件

超高效液相色谱-串联质谱联用仪(AB SCIEX Q-trap 5500，美国AB SCIEX公司)，配有电喷雾离子源；色谱柱：ACQUITY UPLC BEH C18柱(100 mm× 2.1 mm，1.7 μmm；美国Waters公司)；柱温：25℃；进样体积：5：样；流动相A：水(含0.1% (v/v)甲酸)；流动相B：乙腈(含0.1% (v/v)甲酸)；流速：0.20 mL/min；测定时流动相梯度为：(0~3) min, 95% A；(3~10) min，95%~70% A；(10~20) min, 70%~40% A; (20~30) min, 40%~10% A; (30~35) min, 10%~5% A。质谱检测采用电喷雾离子源，正离子多反应检测(MRM)模式；电压为5.5 kV；离子源温度为550℃；气帘气：1.72×105 Pa；GS1气流速为4.83×105 Pa；GS2气流速为5.52×105 Pa；扫描范围：m/z＝40~1 200。各目标化合物的质谱参数见表 1。

表 1 60种抗生素和15种抗生素内标的质谱条件
序列号 中文名称 英文名称 保留时间/min 离子对* 去簇电压/V 碰撞电压/eV
磺胺类
1 磺胺 Sulfonamide 2.3 173>92 75 25
173>156 75 10
2 对氨基苯磺酰胺 Sulfanilamide 5.4 215>156.1 60 12
215>92.3 60 32
3 磺胺嘧啶 Sulfadiazine 6.4 251.1>156 80 21
251.1>92.2 80 33
4 磺胺噻唑 Sulfathiazole 7.6 256.1>156.2 70 19
256.1>92.1 70 35
5 磺胺吡啶 Sulfapyridine 7.6 250>156.1 100 21
250>92.2 100 33
6 磺胺甲基嘧啶 Sulfamerazine 7.9 265>156 90 22
265>92 90 35
7 磺胺二甲嘧啶 Sulfamethazine 9.0 279.2>186 70 24
279.2>156 70 24
8 磺胺间甲氧嘧啶 m-Sulfamethoxine 9.6 281>156 90 24
281>92 90 38
9 磺胺甲二唑 Sulfamethizole 9.6 271>156 80 21
271>108.1 80 35
10 磺胺氯哒嗪 Sulfachloropyridazine 10.8 285.2>156 80 18
285.2>92 80 38
11 磺胺甲恶唑 Sulfamethoxazole 11.5 254>156 80 20
254>92 80 36
12 磺胺多辛 Sulfadoxine 13.0 311.3>156 70 23
311.3>92 70 43
13 磺胺喹恶啉 Sulfaquinoxaline 13.1 301.2>156.2 65 22
301.2>92 65 37
14 磺胺间二甲氧嘧啶 Sulfadimethoxine 13.1 311.4>245.4 100 23
311.4>156.2 100 28
15 磺胺苯吡唑 Sulfaphenazole 13.3 315>160 80 26
315>156 80 26
喹诺酮类
16 氧氟沙星 Ofloxacin 9.0 362>318 60 23
362>261 60 35
17 诺氟沙星 Norfloxacin 9.0 320.1>302.2 80 26
320.1>276.3 80 23
18 洛美沙星 Lumefloxacin 9.4 352.3>308.3 70 22
352.3>265 70 31
19 环丙沙星 Ciprofloxacin 9.2 332>314.1 80 25
332>288.3 80 25
20 盐酸克林沙星 Clinafloxacin 10.2 366.2>347.7 100 25
366.2>304.9 100 30
21 沙拉沙星 Sarafloxacin 10.3 386.1>342.0 90 25
386.1>368 90 36
22 西诺沙星 Cinoxacin 11.3 263.2>244.8 70 19
263.2>189.3 70 36
23 恶喹酸 Oxolinic acid 14.8 262>244 50 27
262>216 50 38
24 氟甲喹 Flumequine 14.8 262.2>244.1 70 27
262.2>202.1 70 43
β-内酰胺类
25 头孢氨苄 Cephalexin 8.7 348.1>158.1 70 11
348.1>174.1 70 19
26 头孢拉丁 Cephradine 9.1 350.1>176.2 90 15
350.1>158 90 29
27 氨苄西林 Ampicillin 10.6 350>160 78 19
350>106 78 20
28 头孢噻呋 Ceftiofur 12.5 524>241.1 80 21
524>285.1 80 29
29 青霉素V Pennicillin V 13.3 315>160 80 26
315>156 80 26
30 青霉素G Pennicillin G 13.7 335.1>175.9 80 11
335.1>159.9 80 11
31 头孢噻肟 Cefotaxime 15.9 456>378.2 90 32
456>324 90 32
32 苯唑西林 Oxacillin 16.3 402>243 100 23
402>160 100 23
33 氯唑西林 Cloxacillin 16.3 436.1>162 90 21
436.1>277 90 21
34 奈夫西林钠盐 Nafcillin soldium 17.4 415.1>198.9 80 21
415.1>170.9 80 42
大环内酯类
35 阿奇霉素 Azithromycin 10.8 749.5>591.4 90 39
749.5>158.4 90 45
36 红霉素 Erythromycin 13.1 734.6>576.5 75 24
734.6>158 75 35
37 泰乐菌素 Tylosin 13.6 916.4>772.7 90 37
916.4>174.4 90 52
38 无水红霉素 Erythromycin-anhydrous 14.3 716.5>158 85 33
716.5>116 85 40
39 克拉红霉素 Clarithromycin 15.0 748.6>590 90 24
748.6>158.1 90 33
40 罗红霉素 Roxithromycin 15.2 837.5>679.6 90 27
837.5>158.2 90 40
抗菌增效剂、精神类等
41 可替宁 Cotinine 1.6 177.2>80.1 80 30
177.2>98.1 80 30
42 对乙酰氨基酚 Acetaminophen 4.9 152>110 70 21
152>65.2 70 38
43 1, 7二甲基黄嘌呤 1, 7-Dimethylx 6.3 181>124 80 26
181>69 80 50
44 可待因 Codeine 6.9 300.0>215.0 80 33
300>165 80 53
45 噻菌灵 Thiabendazole 7.5 202.0>175.0 100 34
202>131 100 48
46 克林霉素 Cincomycin 7.6 407>359.2 60 26
407>126.2 60 38
47 咖啡因 Caffeine 7.7 195.2>138.2 65 24
195.2>110.1 65 28
48 甲氧嘧啶 Trimethoprim 8.6 291>261 80 34
291>230 80 30
49 卡巴多 Carbadox 8.8 263>231 70 15
263>130 70 28
50 奥美普林 Ormetoprim 9.1 275.3>259.3 90 33
275.3>123.1 90 31
51 异羟基洋地黄苷元 Digoxigenin 10.8 391>355.4 80 18
391>337.3 80 24
52 盐酸罂粟碱 Papaverine hydrochloride 11.4 340.3>202.2 90 33
340.3>324 90 47
53 苯海拉明 Diphenhydramine 13.3 256>167 42 16
256>152 42 57
54 地尔硫唑 Diltiazem 13.7 416.1>371.3 70 20
416.1>178 70 32
55 卡马西平 Carbamazepine 14.3 237>194.3 50 30
237>220.3 50 18
56 氟西汀 Fluoxetine 15.6 310.3>148 70 12
310.3>91 70 50
57 威里霉素 Virginiamycin 16.1 525.8>508.4 95 19
525.8>355.3 95 25
58 脱氢硝基苯地平 Dehydronifedipine 17.0 345.2>284.2 80 38
345.2>268 80 38
59 咪康唑 Miconazole 19.0 416.9>158.7 80 37
416.9>161.4 80 37
60 诺孕酯 Norgestimate 23.0 370.4>310.3 90 33
370.4>124 90 42
内标
61 磺胺嘧啶-D4 Sulfadiazine-D4 7.0 254.3>160.2 100 22
254.3>160.2 100 22
62 磺胺甲嘧啶-D4 Sulfamethazine-D4 8.7 283.1 /186.0 70 26
283.1>96 70 43
63 磺胺对甲氧嘧啶-D4 p-Sulfamethoxine-D4 9.4 285.1>96 70 38
285.1>160.1 70 24
64 磺胺甲恶唑-13C6 Sulfaquinoxalinephenyl-13C6 13.0 307.2>161.8 70 22
307.2>114 70 34
65 磺胺苯吡唑-13C6 Sulfaphenazole-13C6 13.3 321.2>157.9 80 38
321.2>97.9 80 38
66 甲氧嘧啶-13C3 Trimethoprim-13C3 8.6 294.1>231.3 80 34
294.1>262.1 80 30
67 环氧沙星-D8 Ciprofloxacin-D8 9.3 340.2>322.1 80 25
340.2>296.3 80 25
68 沙氟沙星-D8 Sarafloxacin-D8 10.3 393.3>375.2 80 25
393.3>125.9 80 27
69 氟西汀-D5 Fluoxetine-D5 15.7 315.1>153.1 70 12
315.1>95 70 25
70 头孢氨苄水合物-D5 Cephalexin-D5 8.7 353.1>179.1 70 20
353.1>163.1 70 11
71 甲氧嘧啶-13C3 Trimethoprim-13C3 8.7 294.1>231.3 80 34
294.1>262.1 80 30
72 红霉素-D6 Erythromycin-D6 13.0 740.5>582.6 90 24
740.5>163.9 90 39
73 可替宁-D3 Cotinine-D3 1.7 180.2>80.1 90 31
180.2>101 90 31
74 噻菌灵-D4 Thiabendazole-D4 7.4 206>179 100 34
206>135 100 48
75 咖啡因-D9 Caffeine-D9 7.8 204>144 80 25
204>116.1 80 34
注：“*”第一组离子对为定量离子对
表选项

1.6 质量控制

实际样本检测过程中按标准曲线，空白水样，空白水样加标，样品分析，每10针后进1针标准溶液的顺序对样品进行分析。实验室空白峰面积应小于标准曲线最低点峰面积的1/2；同时做空白水样加标回收，加标浓度为20 ng/L，各目标物的回收率需满足50%~150%。

2 结果与讨论 2.1 色谱条件的优化

考察了3种色谱柱BEH C18 (50 mm×2.1 mm，1.7 μm)、BEH C18 (100 mm×2.1 mm，1.7 μm)和Kinetex Biphenyl (50 mm×3.0 mm，2.6 μm)三种色谱柱对60种抗生素的分离效果。发现BEH C18 (100 mm×2.1 mm，1.7 μm)对抗生素的分离效果较理想。分别采用不同浓度的甲酸水溶液和甲酸乙腈溶液、甲酸甲醇溶液作为流动相进行优化。发现使用0.1%(v/v)甲酸乙腈溶液和0.1%(v/v)甲酸甲醇溶液都能得到较高的灵敏度和较好的分离效果。由于乙腈的柱压较低、洗脱能力较强，最终选用含0.1%(v/v)甲酸水溶液和0.1%(v/v)甲酸乙腈溶液为流动相。在优化的梯度条件下, 60种抗生素能达到较好的分离。

2.2 萃取条件的优化

2.2.1 固相萃取柱的优化

比较了CNW-bond LC-C18(500 mg/6 mL)、CNW HLB(500 mg/6 mL)和Waters HLB(500 mg/6 mL)三种固相萃取柱对抗生素浓度为10 ng/L纯水的萃取效果，结果表明对大部分化合物在HLB柱上的萃取效果明显优于C18柱的萃取效果。HLB柱由亲脂性的二乙烯苯和亲水性的N-乙烯基吡咯烷酮两种单体聚合而成，对极性和非极性化合物都有较好的吸附能力，而C18柱仅吸附非极性化合物，因而HLB柱具有更稳定的回收率和重现性。因而本实验选择Waters HLB对抗生素进行富集。

2.2.2 pH值的优化

样品的pH值对抗生素的化学形态及其与萃取柱之间的作用力都有显著的影响[11]。考察了pH=2.0, pH=4.0和pH=6.0 3种条件下，甲醇洗脱体积为10 mL时，各种抗生素在萃取柱上的保留能力。大部分抗生素在pH=2.0的条件下，响应较高。因此，选择KH2PO4和H3PO4调节水样pH至2.0，以获得较好的回收率。

2.2.3 洗脱体积的优化

在pH=2.0的条件下，以4.0, 6.0, 10.0和12.0 mL的甲醇溶液洗脱吸附在固相萃取柱上的抗生素。各抗生素峰的面积随甲醇洗脱体积的增加而增大，当洗脱体积达到10.0 mL后，抗生素峰面积不再随溶剂洗脱体积增加而增大。因此，选择10.0 mL为甲醇的优化洗脱体积。

2.3 方法线性范围与检出限、定量限

如表 2所示，大部分抗生素在(0.2~40) ng/L范围内，相关系数良好(R2>0.98)。以信噪比(S/N)为3计算方法的检测限(LOD)，以信噪比(S/N)为10计算方法的定量限(LOQ)。抗生素的检出限在(0.001~0.6) ng/L, 定量限在(0.004~1.9) ng/L。

表 2 抗生素的线性范围、线性方程、检出限、定量限和加标回收率(n=6)
序号 化合物 线性
范围/
(ng/L)		 线性方程 相关
系数
R2		 对应内标 检出
限/
(ng/L)		 定量
限/
(ng/L)		 低浓度加标/
(1.0 ng/L)		 中浓度加标/
(4.0 ng/L)		 高浓度加标/
(20 ng/L)
回收
率/%		 RSD/
%		 回收
率/%		 RSD/
%		 回收
率/%		 RSD/
%
磺胺类
1 磺胺嘧啶 0.5-40 Y=5.6e-2X+2.8e-2 0.999 6 磺胺嘧啶-D4 0.2 0.5 74.7 2.0 96.4 3.5 109.0 7.5
2 磺胺间二甲氧嘧啶 0.2-40 Y=5.3e-2X+2.3e-3 0.998 9 磺胺喹恶啉-13C6 0.03 0.09 115.3 3.0 127.7 9.0 122.9 10.9
3 磺胺吡啶 0.2-40 Y=4.8e-2X+2.9e-4 0.996 0 磺胺嘧啶-D4 0.05 0.2 103.3 4.4 98.4 2.2 93.2 2.9
4 磺胺甲二唑 0.2-40 Y=7.4e-2X+6.5e-3 0.999 5 磺胺嘧啶-D4 0.003 0.01 75.7 5.3 82.2 6.3 79.0 7.2
5 磺胺甲基嘧啶 0.2-40 Y=1.8e-1X+1.5e-3 0.999 7 磺胺嘧啶-D4 0.01 0.02 72.0 3.7 65.9 6.0 64.2 2.6
6 磺胺二甲嘧啶 0.2-40 Y=1.6e-1X+0.3e-1 0.999 0 磺胺嘧啶-D4 0.003 0.01 96.3 5.3 113.4 5.7 101.3 4.2
7 磺胺间甲氧嘧啶 0.2-40 Y=2.6e-2X-1.6e-3 0.999 8 磺胺间甲氧嘧啶-D4 0.03 0.1 99.0 3.0 97.0 6.2 94.2 5.2
8 磺胺醋酰 0.5-40 Y=1.1e-2X-2.8e-4 0.997 8 磺胺嘧啶-D4 0.2 0.6 107.3 6.9 116.0 4.9 120.1 10.5
9 磺胺氯哒嗪 0.2-10 Y=1.9e-2X+1.2e-3 0.999 4 磺胺二甲嘧啶-D4 0.03 0.1 62.3 4.9 60.0 5.7 63.2 10.6
10 磺胺苯吡唑 0.2-40 Y=1.6e-2X+7.5e-4 0.999 9 磺胺苯吡唑-13C6 0.01 0.03 83.3 5.7 82.5 5.7 80.0 5.3
11 磺胺甲恶唑 0.2-40 Y=2.4e-2X+7.7e-3 0.998 0 磺胺苯吡唑-13C6 0.02 0.08 73.0 6.3 86.2 5.5 92.5 5.6
12 磺胺 0.2-40 Y=3.0e-4X-5.5e-4 0.999 6 磺胺间甲氧嘧啶-D4 0.03 0.1 70.0 4.5 83.2 4.2 68.8 3.8
13 磺胺邻二甲氧嘧啶 0.2-40 Y=4.7e-1X+2.7e-1 0.999 7 磺胺喹恶啉-13C6 0.01 0.04 116.0 4.3 112.7 9.5 108.8 4.7
14 磺胺喹恶啉 0.2-40 Y=1.1e-1X-8.2e-3 0.999 3 磺胺喹恶啉-13C6 0.09 0.2 114.0 4.0 109.2 12.9 103.9 3.5
15 磺胺噻唑 0.2-40 Y=3.0e-2X+1.2e-2 0.998 9 磺胺苯吡唑-13C6 0.01 0.03 58.3 9.4 84.5 3.5 89.3 2.5
喹诺酮类
16 氧氟沙星 0.2-40 Y=1.2e-2X-3.0e-3 0.999 5 甲氧嘧啶-13C3 0.1 0.2 122.0 7.6 126.6 3.6 114.0 9.6
17 诺氟沙星 0.5-40 Y=1.7e-3X-1.4 e-2 0.998 9 甲氧嘧啶-13C3 0.2 0.8 93.1 11.4 101.4 11.3 120.0 8.3
18 洛美沙星 0.2-40 Y=1.2e-2X -6.0e-2 0.998 9 甲氧嘧啶-13C3 0.04 0.1 92.5 2.8 102.3 2.8 122.5 9.0
19 环丙沙星 0.2-20 Y=1.2e-2X-8.5e-4 0.992 0 环丙沙星-D8 0.02 0.06 120.0 8.2 96.9 6.5 100.4 6.9
20 盐酸克林沙星 0.2-40 Y=3.8e-3X-9.4e-4 0.999 7 甲氧嘧啶-13C3 0.1 0.2 127.6 10.0 124.8 3.7 108.6 4.7
21 沙拉沙星 0.2-40 Y=1.8e-1X+6.8e-2 0.998 7 沙拉沙星-D8 0.1 0.3 109.7 5.4 102.8 5.4 119.0 5.9
22 西诺沙星 0.2-40 Y=2.7e-2X+7.0e-3 0.997 7 甲氧嘧啶-13C3 0.1 0.2 85.7 5.4 102.8 5.6 104.4 3.2
23 恶喹酸 0.5-40 Y=1.3e-2X+8.5e-1 0.998 2 沙拉沙星-D8 0.01 0.03 84.8 10.0 101.6 3.6 104.1 9.4
24 氟甲喹 0.2-40 Y=5.9e-2X+1.0e-2 0.996 1 甲氧嘧啶-13C3 0.03 0.1 77.4 16.5 79.5 21.5 92.7 7.0
β-内酰胺类
25 头孢氨苄 0.2-20 Y=1.6e-2X-9.1e-4 0.997 3 头孢氨苄水合物-D5 0.03 0.1 111.7 23.4 103.4 28.9 100.1 3.1
26 头孢拉丁 0.2-40 Y=1.8e-2X-2.6e-3 0.998 8 头孢氨苄水合物-D5 0.1 0.4 102.4 6.3 98.2 6.3 96.3 2.4
27 氨苄西林 0.2-40 Y=2.2e-2X+5.2e-4 0.996 0 头孢氨苄水合物-D5 0.1 0.4 71.4 2.6 63.9 5.6 76.9 5.1
28 头孢噻呋 0.2-40 Y=4.1e-2X-2.3e-3 0.998 3 头孢氨苄水合物-D5 0.03 0.1 109.7 9.1 96.7 4.5 94.5 5.5
29 青霉素V 0.2-40 Y=1.8e-2X+6.9e-4 0.998 2 头孢氨苄水合物-D5 0.02 0.1 82.9 3.8 79.0 3.9 85.2 3.2
30 青霉素G 0.2-40 Y=5.8e-2X+6.3e-2 0.994 1 头孢氨苄水合物-D5 0.1 0.3 95.0 9.4 81.3 4.3 86.7 3.5
31 头孢噻肟 0.2-40 Y=2.1e-4X+2.9e-4 0.999 7 氟西汀-D5 0.3 0.9 80.0 10.8 91.8 7.8 112.5 6.2
32 苯唑西林 0.5-40 Y=8.2e-5X+1.4e-4 0.995 3 甲氧嘧啶-13C3 0.6 1.9 68.4 9.8 74.8 3.3 104.0 4.0
33 氯唑西林 0.2-40 Y=1.2e-3X+2.0e-4 0.995 6 甲氧嘧啶-13C3 0.2 0.6 71.0 11.2 77.1 9.5 72.5 5.2
34 奈夫西林钠盐 0.2-40 Y=1.4e-3X+1.1e-3 0.999 5 甲氧嘧啶-13C3 0.3 0.9 63.8 7.1 69.8 6.5 63.9 6.4
大环内酯类
35 阿奇霉素 0.2-40 Y=2.5e-3X-1.1e-3 0.999 6 甲氧嘧啶-13C3 0.1 0.3 115.6 4.9 99.8 11.6 76.2 3.8
36 红霉素 0.2-40 Y=5.5e-3X-4.9e-4 0.999 5 甲氧嘧啶-13C3 0.1 0.4 67.8 6.6 84.9 7.7 62.8 4.2
37 泰乐菌素 0.2-40 Y=2.4e-2X-3.4e-3 0.996 9 甲氧嘧啶-13C3 0.03 0.1 80.0 7.8 77.6 6.3 67.7 5.9
38 无水红霉素 0.2-40 Y=1.1e-2X+4.4e-4 0.999 1 甲氧嘧啶-13C3 0.005 0.02 104.5 3.5 104.7 5.2 105.0 3.7
39 克拉红霉素 0.2-40 Y=5.7e-2X-1.5e-2 0.999 3 甲氧嘧啶-13C3 0.003 0.01 107.3 8.3 87.5 4.7 84.7 13.9
40 罗红霉素 0.2-40 Y=1.0e-1X+3.5e-3 0.997 0 甲氧嘧啶-13C3 0.002 0.006 82.9 2.3 84.6 8.5 83.7 8.7
抗菌增效剂、精神类等
41 可替宁 0.2-40 Y=2.0e-2X+1.2e-2 0.992 8 可替宁-D3 1.4 4.8 102.8 4.1 109.7 5.2 101.8 3.1
42 对乙酰氨基酚 0.5-40 Y=5.5e-3X+2.7e-4 0.999 5 甲氧嘧啶-13C3 1.7 5.6 107.5 10.9 115.2 0.6 79.7 10.9
43 1, 7二甲基黄嘌呤 0.2-40 Y=3.2e-2X+2.1e-4 0.999 0 咖啡因-D9 0.1 0.3 109.2 12.5 84.3 10.8 78.2 9.8
44 可待因 0.2-40 Y=1.7e-4X+1.8e-3 0.999 4 咖啡因-D9 0.1 0.5 66.8 7.0 71.1 10.3 75.9 6.1
45 噻菌灵 0.2-40 Y=7.7e-2X+1.7e-1 0.995 1 噻菌灵-D4 0.02 0.07 74.4 2.9 86.4 4.8 79.9 5.4
46 克林霉素 0.2-40 Y=6.4e-2X-1.1e-2 0.999 3 甲氧嘧啶-13C3 0.02 0.06 67.5 8.8 88.2 3.5 82.8 4.3
47 咖啡因 0.2-40 Y=3.5e-2X+1.5e-2 0.998 7 咖啡因-D9 0.1 0.3 102.4 6.5 112.1 7.4 99.9 4.9
48 甲氧嘧啶 0.2-40 Y=1.1e-2X-1.0e-3 0.999 2 甲氧嘧啶-13C3 0.002 0.007 86.0 5.5 70.0 1.7 71.2 3.3
49 卡巴多 0.2-40 Y=1.9e-2X-4.0e-3 0.997 0 甲氧嘧啶-13C3 0.1 0.3 64.9 4.1 66.0 3.7 75.4 8.1
50 奥美普林 0.2-40 Y=4.0e-2X-2.0e-3 0.996 2 甲氧嘧啶-13C3 0.005 0.02 87.2 8.2 70.4 6.5 73.5 5.4
51 异羟基洋地黄苷元 0.2-40 Y=4.0e-3X+5.4e-4 0.998 5 甲氧嘧啶-13C3 0.2 0.7 96.9 11.2 109.6 9.1 103.2 7.5
52 盐酸罂粟碱 0.2-40 Y=8.3e-2X+2.5-2 0.998 2 氟西汀-D5 0.1 0.3 64.2 3.5 83.8 7.7 95.1 11.0
53 苯海拉明 0.2-40 Y=3.1e-1X+3.6e-2 0.992 5 氟西汀-D5 0.007 0.02 95.1 4.7 101.0 6.1 112.0 6.2
54 地尔硫唑 0.2-40 Y=2.1e-2X-3.4e-3 0.993 1 甲氧嘧啶-13C3 0.03 0.09 105.2 6.3 105.6 9.8 97.3 7.7
55 卡马西平 0.2-40 Y=4.9e-1X+3.3e-1 0.999 5 甲氧嘧啶-13C3 0.001 0.004 107.8 3.3 97.3 5.7 82.5 5.2
56 氟西汀 0.2-40 Y=3.3e-2X+1.1e-2 0.996 2 氟西汀-D5 0.02 0.08 87.8 5.8 79.5 5.1 74.6 5.1
57 威里霉素 0.2-40 Y=2.2e-2X+4.7e-3 0.998 4 氟西汀-D5 0.3 0.9 105.5 6.6 118.4 11.6 109.2 8.9
58 脱氢硝基苯地平 0.2-20 Y=1.1e-1X+2.0e-2 0.999 0 甲氧嘧啶-13C3 0.004 0.01 84.1 1.6 100.0 0.1 100.3 3.7
59 咪康唑 0.2-40 Y=2.3e-1X+4.4e-2 0.999 5 氟西汀-D5 0.02 0.07 74.5 2.9 69.4 8.9 74.9 2.5
60 诺孕酯 0.3-40 Y=4.8e-3X-1.9e-2 0.999 2 甲氧嘧啶-13C3 0.3 0.9 97.7 8.3 85.1 8.9 77.5 4.0
注：
表选项

2.4 方法的回收率和精密度

分别添加浓度为1, 4和20 ng/L的抗生素标准和内标到混合的实际水样中对目标化合物进行低、中和高3种浓度加标，回收率在58.3%~127.7%。6批次样品的加标回收率精密度(RSD)在1.6%~13.9%。

2.5 样品的测定

对采集自5个地区5个水厂的17份水样及5份空白中的60个化合物进行检测。结果在水源水中检出有14种抗生素，其中水源水中磺胺类抗生素有磺胺嘧啶(3.7~10.1) ng/L、磺胺二甲嘧啶(1.5~9.8) ng/L、磺胺氯哒嗪(7.4~54.9) ng/L、磺胺喹恶啉(2.6~7.1) ng/L；βL内酰胺类抗生素有头孢拉丁(5.3~23.3) ng/L、头孢氨苄(2.5~10.8)、氨苄西林(3.7~9.2) ng/L、大环内脂类抗生素有无水红霉素(2.6~10.8) ng/L、克拉红霉素(0.4~0.8) ng/L。抗菌增效剂和精神类等抗生素有克林霉素(2.2~7.9) ng/L、甲氧嘧啶(0.6~0.9) ng/L。出厂水中检出磺胺氯哒嗪(n.d.-0.6) ng/L、磺胺喹恶啉(n.d.-0.7) ng/L、无水红霉素(n.d.-4.6) ng/L、克拉红霉素(n.d.-0.5) ng/L甲氧嘧啶(n.d.-0.5) ng/L等几种抗生素。管网末梢水水中仅1份水样中检出磺胺氯哒嗪(0.5 ng/L), 但其含量都较低，对人体的影响有限。表明通过净水处理工艺，大部分抗生素都可得到有效的去除。

3 结论

通过对样品萃取条件的优化和色谱质谱条件的优化，建立了饮用水中磺胺类、喹诺酮类、β酮内酰胺类、大环内酯类、抗菌增效剂和精神类等60种抗生素的超高效液相色谱-串联质谱的检测方法。采用所建立的方法对5个地区5个水厂的17份水样及5份空白水样中的60种抗生素进行检测，在水源水中检出部分磺胺类和β胺内酰胺类的抗生素。水源水经自来水工艺处理后，出厂水中检出相应的抗生素浓度较低，表明通过正常的净水处理工艺，大部分抗生素都可得到有效的去除。大体积固相萃取与液相色谱-串联质谱技术联用具有操作简单、快速、准确、灵敏等优点，适用于饮用水中抗生素的多残留同时检测。

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王军淋, 许娇娇, 蔡增轩, 等. 固相萃取富集-超高效液相色谱-串联质谱法同时测定源水和自来水中的40种多类别抗生素[J]. 中国卫生检验杂志, 2016, 26(17): 2443-2449. (In English: Wang JL, Xu JJ, Cao ZX, et al. Simultaneous determination of antibiotics by ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrum in source water and trap water[J]. Chin J Health Lab Technol, 2016, 26(17): 2443-2449.)
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2018.03.018
中国疾病预防控制中心主办。
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余胜兵, 郑惠东, 鲁琳, 曲亚斌, 苏广宁, 林思仁, 朱杰民, 钟秀华, 黄伟雄, 朱炳辉
YU Shengbing, ZHENG Huidong, LU Lin, QU Yabin, SU Guangning, LIN Siren, ZHU Jiemin, ZHONG Xiuhua, HUANG Weixiong, ZHU Binghui
超高效液相色谱-串联质谱同时测定饮用水中60种抗生素
Simultaneous Determination of 60 Kinds of Antibiotics in Drinking Water Samples by Ultra-Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry
环境卫生学杂志, 2018, 8(3): 261-269
Journal of Environmental Hygiene, 2018, 8(3): 261-269
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2018.03.018

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