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微囊藻毒素的LC-MS/MS测定

2020.3.15
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

水体中微囊藻毒(MCs)的检测方法已相对较完善,但鱼类等水产品中微囊藻毒素的限量还有待进一步的研究。本文报道了同时对鱼体中MC-RR、YR、LR、LW、LF进行定量分析的LC–MS/MS法,该方法具有优良的选择性,对样品的纯化步骤要求不高,能够在混合物中同时实现多种藻类毒素的分离和鉴定。

近几十年由于水体富营养化程度的日益加剧,包括水源水库水在内的淡水水体经常发生蓝藻水华。有害藻类水华的频繁发生已成为国内外普遍关注的环境问题。据2004 年资料,已从不同藻株中分离、鉴定了70多种微囊藻毒素。在已发现的蓝藻毒素中,微囊藻毒(Microcystins,MCs)是一种在蓝藻水华污染中出现频率最高、造成危害最严重的藻毒素种类。

MCs的一般结构为环(D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-异天冬氨酸-L-Z-Adda-D-异谷氨酸-N-甲基脱氢丙氨酸)。其中,Adda(3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯基-4,6-二烯酸)是一种特殊的氨基酸。在已发现的MCs异构体中,MC-LR,RR,YR 毒性最强(L、R、Y分别代表亮氨酸、精氨酸、色氨酸)。MCs是一种水溶性肝毒素,它对动物和人类健康的潜在危害逐渐引起关注。

由于藻毒素可通过食物链累积,供食用的水产品如鱼类、贝类等也可能携带藻毒素危害人类健康。为防止藻毒素对人类的进一步危害,需进行更广泛而深入的研究。目前WHO 仅规定了饮用水中微囊藻毒素可耐受量1.0μg/L,及暂定的微囊藻毒素临时可耐受的每日摄取量0.04 μg/(kg·d BW),结合各国微囊藻毒素的安全限量标准,微囊藻毒素每日安全摄入总量在2.4μg之内应是安全的。但鱼类等水产品中微囊藻毒素的限量还有待进一步的研究。鉴于微囊藻毒素对人体的危害,应逐步建立和完善水产品中MCs含量的检测方法,并制定食品中MCs的限量标准。

越来越多的分析技术被用于MCs的检测当中,水体中MCs中的检测方法已相对较完善。本文报道了同时对鱼体中MC-RR、YR、LR、LW、LF进行定量分析的LC–MS/MS法,这些毒素可产生典型的离子谱,质谱仪对藻毒素有很好的分辨效果,LC–MS/MS方法由于其优良的选择性,对样品的纯化步骤要求不高,能够在混合物中同时实现多种藻类毒素的分离和鉴定。

实验部分

仪器与试剂

液质联用仪由Surveyor液相色谱系统和Thermo Fisher TSQ Quantum三重四极杆串联质谱组成;氮气吹干仪(美国Zymark公司);MilliQ去离子水发生器(美国Millipore公司);Sartorius冷冻离心机;WH-861漩涡混合器。

二次去离子水;甲醇(色谱纯);Oasis HLB固相萃取柱(Waters公司,60 mg,3 ml);标准品:微囊藻毒素-LR(MC-RR),微囊藻毒素-LF(MC-YR),微囊藻毒素-YR(MC-LR),微囊藻毒素-RR(MC-LW),微囊藻毒素-LW(MC-LF),纯度不低于95%;鲫鱼样品来自市场,冷冻保存于实验室。

分别准确称取标准品各10.00 mg,至10 ml棕色容量瓶,用甲醇定容,-20℃避光保存。再用甲醇稀释上述标准储备液,配制成1.0 μg/ml的混合标准溶液,于4℃避光保存1个月。

样品前处理

1.提取

准确称取5.00 g鲫鱼试样均匀样品于100 ml离心管中,加入50?μl标准MC-RR、 YR、LR、LW、LF(1μg/ml),于液体混匀器(10000 r/min)上快速混合1 min,使标准品与试样混合均匀,再加入10 ml甲醇溶液,均质2min,超声15min,离心5 min(3000 r/min),将上清液转移到试管中,氮吹至约0.5 ml,加水至约10 ml。

2.净化

分别用5 ml甲醇、水活化HLB固相萃取小柱,流量为1~2 ml/min。将上述混合物转移到HLB小柱上,控制流上样流速为1~2 ml/min。用二次去离子水5ml淋洗,淋洗速度为1~2 ml/min,抽干,用甲醇溶液4 ml洗脱,洗脱流速约1 ml/min,收集洗脱液于50 ℃氮吹,甲醇-水(甲醇:水=3:7)定容至1 ml,过0.45μm的滤膜到进样瓶中,供液相色谱-质谱仪测定。

3.液相色谱和质谱条件

3.1液相色谱条件

色谱柱:Polaris C18 色谱柱(150 mm×2.1 mm×5μm);流动相:甲醇-0.1%(体积分数)甲酸水溶液;流速:0.25 ml/min;梯度洗脱程序:0.00min(20%甲醇,80%甲酸水溶液),4.00 min(95%甲醇,5%甲酸水溶液),8.00 min(95%甲醇,5%甲酸水溶液),8.10 min(20%甲醇,80%甲酸水溶液),10.00 min(20%甲醇,80%甲酸水溶液);柱温:25℃;进样量:10μl。

3.2质谱条件

电离方式为电喷雾电离源(ESI+);选择反应监测(SRM);毛细管温度300 ℃;喷雾电压(spray voltage)3.5 kV;鞘气(N2)流量:6 L/min;辅助气(N2)流量:2L/min;碰撞气(N2)压力:1.5 mTorr。

结果与讨论

线性范围、定量限和检出限

将MC- RR、YR、LR、LW、LF逐级稀释配置成1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0 ng/ml系列浓度的混合标样,在1.0~50.0 ng/ml内线性良好,当信噪比(S/N)为3时,方法检出限分别为0.2、0.3、0.3、0.4、0.4μg/kg。以3倍信噪比、10倍信噪比分别计算检出限和定量限,结果见表2,相关系数均大于0.99,显示了良好的相关性。MC- RR、YR、LR、LW、LF的检出限分别为0.7、1.0、0.8、1.2、1.3。

方法的精密度和回收率

在空白样品中分别添加不同含量水平的MCs标准液,按样品预处理方法处理,每个添加水平平行测定6次,LC-MS/MS检测,结果见表3。MC-RR、YR、LR、LW、LF的回收率均大于85%,相对标准偏差范围为6.0%~10.1%。

实际样品分析

鲫鱼样前处理和分析参照上述条件,鱼样中均未检测出MC-RR、YR、LR、LW、LF。


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