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  药物分析杂志   2017, Vol. 37 Issue (1): 111-116.  DOI: 10.16155/j.0254-1793.2017.01.14
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孙鹏, 乔石, 郭秀娟, 高玉玲. 离子液体分散液相微萃取-HPLC法测定液态奶中恩诺沙星和环丙沙星[J]. 药物分析杂志, 2017, 37(1): 111-116. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2017.01.14.
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SUN Peng, QIAO Shi, GUO Xiu-juan, GAO Yu-ling. Determination of enrofloxacin and ciprofloxacin in liquid milk by ionic liquid-based dispersive liquid-phase microextraction coupled with HPLC[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2017, 37(1): 111-116. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2017.01.14.
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基金项目

大庆市科技计划指导项目(szdfy-2015-50);黑龙江八一农垦大学校内培育课题(XZR2014-17)

第一作者

孙鹏, Tel:(0459)6819128;E-mail:byndsunpeng@163.com

通信作者

高玉玲, Tel:(0459)2673842;E-mail:i_am_0@163.com

文章历史

收稿日期:2016-01-22
离子液体分散液相微萃取-HPLC法测定液态奶中恩诺沙星和环丙沙星
孙鹏 1,2, 乔石 3, 郭秀娟 3, 高玉玲 1    
1. 黑龙江八一农垦大学测试中心, 大庆 163319;
2. 黑龙江大学化学化工与材料学院, 哈尔滨 150080;
3. 威海海洋职业学院, 荣成 264300
摘要目的:建立一种基于离子液体的分散液相微萃取的样品前处理技术,结合高效液相色谱方法,测定液态奶中残留药物恩诺沙星和环丙沙星。方法:考察了萃取剂种类、萃取剂体积、涡旋萃取时间、盐浓度、pH因素对萃取效率的影响。确定了最佳萃取条件:以100 μL 1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[(OMIM)PF6]为萃取剂,氯化钠质量分数为6%,pH=3.2,涡旋震荡3 min,室温下10 000 r·min-1离心3 min,取20 μL萃取液供高效液相色谱分析。结果:恩诺沙星和环丙沙星质量浓度在5~100 μg·L-1范围内与相应的峰面积呈良好的线性关系,相关系数分别为0.999 6和0.999 1;在5~20 μg·L-1的添加水平下,平均回收率为83.9%~98.8%,日内RSD均低于7.6%(n=6),日间RSD均低于12.1%(n=3),恩诺沙星和环丙沙星在液态奶中的检出限为0.56 μg·L-1和0.97 μg·L-1,定量限为1.87 μg·L-1和3.23 μg·L-1,市售液态奶样品中均未检出恩诺沙星和环丙沙星。结论:该方法操作简单,消耗试剂少,定量准确,可用于液态奶中喹诺酮类药物残留的分析检测。
关键词喹诺酮    离子液体    兽药残留    样品富集    分散液相微萃取    高效液相色谱    
Determination of enrofloxacin and ciprofloxacin in liquid milk by ionic liquid-based dispersive liquid-phase microextraction coupled with HPLC
SUN Peng1,2, QIAO Shi3, GUO Xiu-juan3, GAO Yu-ling1    
1. Testing Centre, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China;
2. School of Chemistry and Materials Science, Heilongjiang University, Harbin 150080, China;
3. Weihai Ocean Vocational College, Rongcheng 264300, China
Abstract: Objective: To establish a sample pretreatment technique based on ionic liquid-based liquid-phase microextraction(SPME)and to determine the residues of enrofloxacin and ciprofloxacin in liquid milk by high performance liquid chromatography(HPLC).Methods: The effects of extraction solvent, volume of extractant, vortex extraction time, salt concentration and pH on extraction efficiency were investigated.The optimal extraction conditions were determined as follows:100 μL 1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate[(OMIM)PF6]as extraction solvent, the mass fraction of NaCl was 6% in sample, the pH was adjusted to 3.2.Vortex extraction lasted 3 min, and centrifugal time was 3 min in room temperature centigrade at rate of 10 000 r·min-1, and 20 μL extraction solvent was obtained from the sample with micro sample feeder for HPLC.Results: The calibration curves of enrofloxacin and ciprofloxacin were linear in the range of 5.0 to 100 μg·L-1 with the correlation coefficients of 0.999 6 and 0.999 1, respectively.The average recoveries of enrofloxacin and ciprofloxacin in liquid milk were in the range of 83.9% to 98.8% at spiked levels of 5 to 20 μg·L-1, with intra-day relative standard deviations lower than 7.6%(n=6) and inter-day relative standard deviations lower than 12.1%(n=3).The limits of detection and quantification were 0.56 μg·L-1 and 97 μg·L-1, and the limits of quantification were 1.87 μg·L-1 and 3.23 μg·L-1, respectively.Enrofloxacin and ciprofloxacin were not detected in liquid milk.Conclusion: The established method is simple, solvent saving, accurate and can be used for the residual analysis of enrofloxacin and ciprofloxacin in liquid milk sample.
Key words: quinolone    ionic liquid    veterinary drug residues    sample enrichment    dispersive 1iquid-phase microextraction    high performance 1iquid chromatography    

喹诺酮类药物因其抗菌谱广,抗菌力强,作用迅速,毒副作用小,价格低廉等特点,被广泛应用于畜禽和水产养殖业,也用于饲料添加剂,以提高饲料利用率,促进动物生长,防治动物的细菌性疾病[1]。奶牛在生长过程中长期食用含喹诺酮类药物饲料及用喹诺酮类药物治疗,药物会在奶牛体内富集,从而转移至牛奶及制品中,该类药物的过量或不当使用会导致细菌耐药性和潜在致癌性,给老百姓的健康带来巨大隐患[2],故其残留问题已引起广泛关注。国际食品法典委员会(CAC)和欧盟均对牛奶中恩诺沙星和环丙沙星的最高残留量作了规定[3-4],我国农业部235号公告《动物性食品中兽药最高残留限量》对液态奶中恩诺沙星和环丙沙星的最高限量做出明确的规定[5]。因此,液态奶中恩诺沙星和环丙沙星的痕量残留快速检测分析方法的建立非常必要。

目前,喹诺酮类药物的分析方法主要有高效液相色谱法[6-8]、高效液相色谱-串联质谱法[9-12]、化学发光法[13]等。其中使用最为广泛的主要是高效液相色谱法,而样品预富集是制约色谱检测的瓶颈。传统的液-液萃取前处理技术,需消耗大量有机溶剂,对环境产生污染。液相微萃取是在液-液萃取的基础上发展起来的一种前处理技术,具有消耗试剂少、简单、廉价等优点,富集倍数高,有效地解决了样品富集瓶颈问题[14-15]

离子液体作为一种新型绿色溶剂,具有无毒、低挥发和粘度大等优点,现已广泛应用[16-17]。本研究拟采用离子液体分散液相微萃取(DLLME)前处理技术,结合高效液相色谱测定液态奶中恩诺沙星、环丙沙星,该方法具有操作简单,成本低廉,环境友好和富集效率高等优点。

1 仪器与试剂

e2695型高效液相色谱仪(Waters公司),配有Waters公司荧光检测器(FLD);250 μL内插管(Waters公司);SK8200H型超声波清洗机(上海科导超声仪器有限公司);Z36HK型高速冷冻离心机(HERMIE公司);VORTEX-2型涡旋仪(SI DIGITAL),ML204电子分析天平(梅特勒-托利多);PE-20型pH计(梅特勒-托利多);0.45 μm微孔滤膜(天津博纳艾杰尔)。

咪唑类离子液体:1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[(OMIM)PF6],阿拉丁试剂(中国)有限公司,纯度95%;1-己基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐[(HMIM)OTF],阿拉丁试剂(中国)有限公司,纯度95%。对照品:恩诺沙星和环丙沙星纯度均高于95%,Sigma公司,于4 ℃下冷藏保存。

甲醇、乙醇、乙腈、丙酮均为色谱纯,冰乙酸、磷酸为分析纯,氯化钠分析纯(使用前于650 ℃灼烧4 h),四丁基溴化铵为优级纯,氢氧化钠为优级纯,实验所用水为娃哈哈纯净水。

实验所用的液态奶(批号20151017 B4、20151024 D1)从超市购买。

2 溶液制备 2.1 11 mmol·L-1的四丁基溴化铵溶液

称取四丁基溴化铵3.46 g,溶于去离子水中,定容至1 000 mL,用冰乙酸调pH至3.2,得pH=3.2的11 mmol·L-1四丁基溴化铵溶液,过0.45 μm微孔滤膜备用。

2.2 混合对照品溶液

精密称取恩诺沙星、环丙沙星的对照品各50 mg,置于50 mL量瓶中,用0.03 mol·L-1氢氧化钠溶液溶解并稀释至刻度,即得环丙沙星、恩诺沙星质量浓度均为1 g·L-1的混合对照品储备液;精密量混合对照品储备液1.0 mL,置于100 mL量瓶中,用流动相[11 mmol·L-1的四丁基溴化铵溶液-乙腈(95:5)]稀释至刻度,即得环丙沙星、恩诺沙星质量浓度均为10 mg·L-1的混合对照品溶液。

2.3 供试品溶液

准确量取液态奶样品4.00 mL,置于25 mL的聚四氟乙烯离心管中,加入氯化钠10.2 g,乙腈1 mL,用0.1 mol·L-1磷酸溶液调节pH为4~5,涡旋振荡5 min,10 000 r·min-1条件下离心10 min,将上清液转移至另一支聚四氟乙烯离心管中,重复离心3次,向上清液中加入萃取剂[(OMIM)PF6]100 μL,加入质量分数为6%氯化钠溶液,调节溶液pH为3.2,涡旋震动3 min,将离心管置于高速冷冻离心机中,室温10 000 r·min-1离心3 min,将离心管取出后,用微量进样器取底层溶液20 μL,置于250 μL内插管中,用流动相稀释至200 μL,即得供试品溶液。

3 色谱条件

色谱柱:Kromasil 100-5 C18(5 μm,150 mm×4.6 mm);流速:1.0 mL· min-1;流动相:11 mmol·L-1的四丁基溴化铵溶液-乙腈(95:5),用冰乙酸调pH为3.2;激发波长:280 nm;发射波长:450 nm;柱温:35 ℃;进样量:10 μL。

在上述条件下恩诺沙星、环丙沙星混合对照品溶液高效液相色谱图见图 1

1.环丙沙星(ciprofloxacin)2.恩诺沙星(enrofloxacin) 图 1 对照品高效液相色谱图 Figure 1 HPLC chromatogram of reference substances
4 离子液体分散液相微萃取制备样品条件优化 4.1 萃取剂种类和体积的选择

合适的萃取剂是提高分析灵敏度的关键。实验考察了[(OMIM)PF6]和[(HMIM)OTF]咪唑类离子液体对2种喹诺酮类药物萃取效率的影响。结果表明,[(OMIM)PF6]对恩诺沙星、环丙沙星有更好的萃取效率,且干扰小,故本文选择[(OMIM)PF6]为萃取剂。

随着[(OMIM)PF6]量的增加,萃取回收率不断增加。实验考察了20、40、60、80、100、120、140 μL不同用量,结果当加入100 μL的[(OMIM)PF6]时,萃取回收率达到最大值并趋于稳定,见图 2,这是因为体积达到100 μL时,离子液体液-相微萃取已经达到平衡,萃取剂体积越大,萃取效果越差。故本实验选择萃取剂最佳量为100 μL。

图 2 萃取溶剂体积对萃取效率的影响 Figure 2 Effect of volume of extraction solvent on extraction efficiency
4.2 涡旋时间对萃取的影响

萃取平衡的建立需要一定时间,涡旋的目的是使离子液体分散成小液滴,增大了其与目标物溶液的接触面积,使得离子液体更迅速并充分地与样品中目标物接触,从而达到萃取平衡。实验考察了涡旋时间1~5 min对萃取结果的影响,在前3 min随着时间的增长萃取效率提高,但3 min后萃取效率反而有所下降。故本实验选择的涡旋萃取时间为3 min。

4.3 盐浓度的选择

在保持其他实验条件不变的情况下,考察氯化钠的量对萃取结果的影响。盐的加入可以增大水相的离子强度,降低目标化合物在水相的溶解度,进而提高目标化合物在离子液体的萃取效率。考察了氯化钠质量分数为4%~12%时对萃取效率的影响。结果表明,随着盐用量的增加,萃取效率增大,当盐质量分数为6%时,萃取效率最佳(见图 3)。故本试验选择盐质量分数为6%。

1.环丙沙星(ciprofloxacin)2.恩诺沙星(enrofloxacin) 图 3 盐浓度对萃取效率的影响 Figure 3 Effect of salinity on extraction efficiency
4.4 pH的选择

pH可以影响物质的稳定性及存在形式,故pH是影响液相萃取的另一主要因素。由于恩诺沙星、环丙沙星在酸性条件下稳定性较好,本实验考察了pH为2~4范围对萃取结果的影响,结果见图 4

1.环丙沙星(ciprofloxacin)2.恩诺沙星(enrofloxacin) 图 4 pH对萃取效率的影响 Figure 4 Effect of pH on extraction efficiency
5 方法的评价 5.1 线性关系和检出限、定量限及重现性

在最佳的实验条件下,从加标液态奶样品中萃取恩诺沙星、环丙沙星进行HPLC测定,分别用阴性液态奶样品配制质量浓度为5、10、20、50、100 μg·L-1的标准样品,按“2.3”项下的方法操作,制备供试溶液。考察方法的线性范围、相关系数、检出限、定量限、重现性,分别以3倍信噪比和10倍信噪比计算检出限(LOD)和定量限(LOQ),结果见表 1

表 1 线性范围、重现性、检出限及定量限 Table 1 Linear range, reproducibility, LOD and LOQ of the optimized method
5.2 回收率和精密度

使用阴性液态奶样品分别配制5、10、20 μg·L-1恩诺沙星、环丙沙星的标准样品,按“2.3”项下的方法操作,制备供试溶液。考察三水平下药物加标回收试验,评价方法的准确度和精密性。日内精密度是在1 d内平行分析6次标准样品所得回收率的RSD,日间精密度是通过每天分析标准样品,连续分析3 d所得回收率的RSD,由表 2可知,恩诺沙星、环丙沙星加标回收率在83.9%~98.8%,日内及日间精密度均低于12.1%。

表 2 液态奶中恩诺沙星和环丙沙星加标水平回收率和精密度 Table 2 The spiked recovery and reproducibility of enrofloxacin and ciprofloxacin in liquid milk
6 与其他方法比较

本文建立的方法与公开发表的HPLC-MS[18]、HPLC-UV[19]、HPLC-FLD [20]方法进行了比较,具体见表 3。通过比较DLLME-HPLC-FLD方法的线性范围、回收率、检出限与HPLC-MS结果相当,说明DLLME-HPLC-FLD具有高的灵敏度和低的检出限,且DLLME-HPLC-FLD在样品前处理用了很少量的试剂,操作简便。

表 3 试验方法与其他方法比较 Table 3 Comparison of developed method and other methods
7 样品分析

取市售液态奶样品,按“2.3”项下的方法制备供试品溶液,在“3”色谱条件下进行测定,以外标法计算样品中恩诺沙星和环丙沙星量。样品均未检出恩诺沙星和环丙沙星,试剂空白、牛奶加标、牛奶样品的色谱图见图 5

1.环丙沙星(ciprofloxacin)2.恩诺沙星(enrofloxacin) 图 5 试剂空白(a)、牛奶加标(b)和牛奶样品(c)色谱图 Figure 5 Chromatograms of a blank liquid milk sample(a), a spiked liquid milk sample(b)and real milk sample(c)
8 结论

本文建立了离子液体分散液相微萃取结合高效液相色谱测定液态奶中恩诺沙星、环丙沙星药物残留的方法。基于离子液体分散液相微萃取方法操作简便,利用此法取代传统液液萃取使用大量有机试剂,使得样品前处理过程更加方便、环保。该方法简便、快捷,环境友好,灵敏度高,可用于液态奶中喹诺酮类药物恩诺沙星、环丙沙星残留的分析检测。

参考文献
[1]
何礼贤. 喹诺酮类抗菌药物的耐药现状、恰当评价和合理使用[J]. 国外医药抗生素分册, 2015, 36(6): 249.
HE LX. Current resistance, appropriate avaluation and rational use for quinolones antibacterials[J]. World Notes Antibiot, 2015, 36(6): 249.
[2]
刘兵, 曾华金, 杨冉, 等. 抗恩诺沙星抗血清的制备及其ELISA检测[J]. 药物分析杂志, 2011, 31(7): 1283.
LIU B, ZENG HJ, YANG R, et al. Preparation of enrofloxacin antiserum and its determination by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA)[J]. Chin J Pharm Anal, 2011, 31(7): 1283.
[3]
Maximum Residue Limits for Veterinary Drugs in Foods Updated as at the 34th Session of the Codex Alimentarius Commission[EB/OL].2011[2015-12-20].http://www.moa.gov.cn/zwllm/nybz/200803/t20080304_1028649.htm
[4]
Commission Regulation(EU)No 37/2010[EB/OL].2009[2015-12-20].http://www.moa.gov.cn/zwllm/nybz/200803/t20080304_1028649.htm [S].
[5]
中华人民共和国农业部第235号公告[EB/OL]. 2002[2015. 12. 20]. http://www.moa.gov.cn/zwllm/nybz/200803/t20080304_1028649.htm
Announcement No.235 of the Ministry of Agriculture of the People's Republic of China[EB/OL].2002[2015.12.20].http://www.moa.gov.cn/zwllm/nybz/200803/t20080304_1028649.htm
[6]
ARROYO-MANZANARES N, HUERTAS-PÉREZ JF, LOMBARDO-AGÜÍ M, et al. A high-throughput method for the determination of quinolones in dierent matrices by ultra-high performance liquid chromatography with fluorescence detection[J]. Anal Methods, 2015, 7: 253. DOI:10.1039/C4AY01940G
[7]
CHUNG WC, LAM CH. Development of a 15-class multiresidue method for analyzing 78 hydrophilic and hydrophobic veterinary drugs in milk, egg and meat by liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Anal Methods, 2015, 7: 6764. DOI:10.1039/C5AY01317H
[8]
王硕, 张晶, 邵兵, 等. 超高效液相色谱-串联质谱测定污泥中氯霉素、磺胺类、喹诺酮类、四环素类与大环内酯类抗生素[J]. 分析测试学报, 2013, 32(2): 179.
WANG S, ZHANG J, SHAO B, et al. Analysis of chloramphenicol, sulfonamides, fluoroquinolones, tetracyclines and macrolides in sewage sludge by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. J Instrum Anal, 2013, 32(2): 179.
[9]
宋伟, 胡艳云, 韩芳, 等. 超高效液相色谱-串联质谱法同时测定鸡肉中的二氯二甲吡啶酚、磺胺类和喹诺酮类药物残留[J]. 色谱, 2013, 31(2): 1161.
SONG W, HU YY, HAN F, et al. Simultaneous determination of clopidol, sulfonamide and quinolone residues in chickens by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Chin J Chromatogr, 2013, 31(2): 1161.
[10]
王金秋, 马建民, 夏曦, 等. 超高效液相色谱-串联质谱法同时测定猪肌肉中13种喹诺酮药物残留[J]. 质谱学报, 2014, 35(2): 185.
WANG JQ, MA JM, XIA Y, et al. Determination of 13 quinolone antibiotic residues in swine muscle by UPLC-MS/MS[J]. J Chin Mass Spectrom Soc, 2014, 35(2): 185. DOI:10.7538/zpxb.youxian.2014.0003
[11]
QI R, ZHOU X, LI XQ, et al. Rapid identification of synthetic colorants in food samples by using indium oxide nanoparticle-functionalized porous polymer monolith coupled with HPLC-MS/MS[J]. Analyst, 2014, 139(23): 6168. DOI:10.1039/C4AN01392A
[12]
KANG J, FAN CL, CHANG QY, et al. Simultaneous determination of multi-class veterinary drug residues in different muscle tissues by modified QuEChERS combined with HPLC-MS/MS[J]. Anal Methods, 2014, 6: 6285. DOI:10.1039/C4AY00589A
[13]
李源珍, 生威, 刘恩梅, 等. 化学发光酶免疫法测牛奶中3种喹诺酮类药物[J]. 食品研究与开发, 2013, 34(16): 78.
LI YZ, SHENG W, LIU EH, et al. Determination of QNs residues in milk by enhanced chemiluminescent enzyme immunoassay[J]. Food Res Dev, 2013, 34(16): 78. DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2013.16.022
[14]
ZHOU QX, WANG GQ, XIE GH. Preconcentration and determination of bisphenol A, naphthol and dinitrophenol from environmental water samples by dispersive liquid-phase microextraction and HPLC[J]. Anal Methods, 2014, 6: 187. DOI:10.1039/C3AY40281A
[15]
XUE LK, MA WW, ZHANG DX, et al. Ultrasound-assisted liquid-liquid micro-extraction based on an ionic liquid for preconcentration and determination of UV filters in environmental water samples[J]. Anal Methods, 2013, 5: 4213. DOI:10.1039/c3ay40370j
[16]
ZARE F, GHAEDI M, DANESHFAR A. Application of an ionic-liquid combined with ultrasonic-assisted dispersion of gold nanoparticles for micro-solid phase extraction of unmetabolized pyridoxine and folic acid in biological fiuids prior to high-performance liquid chromatography[J]. RSC Adv, 2015, 5: 70064. DOI:10.1039/C5RA08601A
[17]
NOORASHIKIN MS, MOHAMAD S, ABAS MR. Extraction and determination of parabens in water samples using an aqueous two-phase system of ionic liquid and salts with beta-cyclodextrin as the modifier coupled with high performance liquid chromatography[J]. Anal Methods, 2014, 6: 419. DOI:10.1039/C3AY41413B
[18]
李小玲, 黄向荣, 万译文, 等. 高效液相色谱-串联质谱法同时测定水产品中诺氟沙星、环丙沙星和恩诺沙星[J]. 中国渔业质量与标准, 2013, 3(4): 25.
LI XL, HUANG XR, WAN YW, et al. Simultaneous determination of norfloxacin, ciprofloxacin and enrofloxacin residues in aquatic products by high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Chin Fish Qual Stand, 2013, 3(4): 25.
[19]
陈海荣, 吕世明, 谭艾娟, 等. 紫外法同时检测生鲜乳中环丙沙星和恩诺沙星残留[J]. 安徽农业科学, 2014, 42(6): 1724.
CHEN HR, L SM, TAN AJ, et al. Simultaneous determination of ciprofloxacin hydrochloride and enrofloxacin residues in raw fresh milk by HPLC-ultraviolet method[J]. J Anhui Agric Sci, 2014, 42(6): 1724.
[20]
陈红, 陈杖榴, 曾振灵, 等. 鸡猪排泄物中恩诺沙星和环丙沙星含量HPLC检测方法的建立[J]. 中国兽医科技, 2005, 35(12): 1004.
CHEN H, CHEN ZL, ZENG ZL, et al. Development of HPLC method for determination of enrofloxacin and ciprofloxacin levels in excrements of chicken and swine[J]. Chin J Vet Sci Technol, 2005, 35(12): 1004. DOI:10.3969/j.issn.1673-4696.2005.12.018