【doc】食品中矮壮素和缩节胺分析方法的研究进展

【doc】食品中矮壮素和缩节胺分析 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 的研究进展 食品中矮壮素和缩节胺分析方法的研究进 展 食品中矮壮素和缩节胺分析方法的研究进展 张曦,金芬,钱永忠,于志勇,王静 l(中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,北京,100081) 2(中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京,100085) 摘要近年来由于植物生长调节剂使用不当引起的食品安全问题逐渐增多,而吸引了众多研究人员对其检测 方法的研究.矮壮素和缩节胺是我国农业上广泛使用的植物生长调节剂,随着人们对其残留危害的日益关注, 痕量矮壮素和缩节胺的分析技术也在不断发展.文中综述了近年来食品中矮壮素和缩节胺分析前处理技术和 测定方法的研究进展,并着重介绍了固相萃取法及液相色谱一质谱法,为进一步研究食品中矮壮素和缩节胺的分 析检测方法以及开展风险评估提供参考. 关键词矮壮素,缩节胺,植物生长调节剂,检测方法 矮壮素(chlormequatchloride,CQ)和缩节胺 (mepiquatchloride,MQ)是我国广泛使用的2种植 物生长调节剂,它们可经由叶片,幼枝,芽,根系吸收 进入植株体内,抑制赤霉素的合成,从而有效地控制 植物徒长,提高农产品产量和品质.国际食品法典委 员会(CAC),欧盟及加拿大,日本等国均已制定了其 残留限量标准(MRL),其中日本规定矮壮素,缩节胺 在番茄中的MRL分别为0.05,0.01mg/kgI1j. 研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,即使在低于日允许摄入量(ADI)浓度 水平下,矮壮素对动物的繁殖能力仍有不良影 响[2].美国国家职业安全和健康研究所(NIOSH) 发布的化学物质毒性数据库(RTECS)已将矮壮素列 为疑似内分泌干扰物质].至此,矮壮素和缩节胺的 残留问题受到了越来越多的关注.然而近年来矮壮 素等残留超标现象仍很严重,仅2000年,2002年欧 盟委员会就婴儿食品,鲜果及蔬菜中的矮壮素残留问 题,发布了17次快速预警通告.矮壮素和缩节胺的 残留已成为影响食品安全的潜在重要因素. 本文综述了近年来食品中矮壮素和缩节胺分析 前处理技术和测定方法的研究进展,并着重介绍了固 相萃取法(SPE)及液相色谱一质谱法(LC_Ms),为开 展我国相关领域中矮壮素和缩节胺的分析检测方法 研究及风险评估提供参考. 1前处理方法 国内外所建立的矮壮素和缩节胺SPE方法由于 所选用的萃取柱和试剂不同,萃取效果也不同.基于 矮壮素和缩节胺的物理化学性质,现有的文献主要采 用反相固相萃取柱和阳离子交换柱等进行净化(见表 1) 表1食品中矮壮素和缩节胺的固相萃取方法 第一作者:硕士研究生. *中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(No 0032007228),B008年农业行业标准制修订项目资助 收稿日期:2008—06—23,改回日期:2008,09—17 如表1所示,C.-SPE法是净化矮壮素和缩节胺 的常用方法之一.Vahleta1.吲用甲醇一水一醋酸(体 积比75:24:1)溶液提取谷类中的矮壮素,提取液 至蔓鲞蔓塑(篁篁塑)l127 过BondElut的C.固相萃取柱.柱子的活化条件分 别为5mL甲醇和3mL含有50mmol/L醋酸铵的 甲醇一水一醋酸溶液(体积比5O:49:1).柱子活化 后,将含有1.0mL提取液,1.0mL水一醋酸溶液(体 积比99:1)的混合液匀速通过C.固相萃取柱,收集 前1mL流出液用做液相色谱分析,该方法矮壮素的 回收率可达到89以上. 除C18一SPE法以外,阳离子交换(strongcation exchange,SCX)一SPE法也是矮壮素和缩节胺常用的 净化方法之一.Zhaoeta1._9将100g梨匀浆后与 100mL甲醇混合提取4h后过滤,取其中10mL滤液过SCX固相萃取柱,柱子的活化条件分别为5mL 甲醇和5mL甲醇一水混合液(体积比2:3),上样后 依次用3mL水和3mL甲醇一水混合液(体积比1: 1)淋洗去除杂质,最后矮壮素用含有200Inmol/L 醋酸铵的甲醇一水混合液(体积比1:1)洗脱,获得了 很好的回收和净化效果,回收率为81,85.此 外,该方法也适用于梨汁中的矮壮素的提取净化,回 收率可达90以上.在此基础上,Riedikereta1.L10_ 采用在线SCX—SPE法对番茄,梨,小麦粉进行提取 净化,也取得了较好的回收率. SPE法具有操作简便,快速,重现性好等特点, 适合提取微量样品,基本能满足实际检验的需要.纵 观上述SPE法发现,选用特异性强,专属性好的SCX 固相萃取柱或离子对试剂优化处理的c.固相萃取 柱,并选择恰当的洗脱试剂,对食品中的矮壮素和缩 节胺均能获得较好的回收净化效果,回收率均在 7O以上.但该方法的不足之处是洗脱液中常含有 酸或碱,从而导致洗脱液难浓缩且对分析柱有一定的 损害. 考虑到常规检测的费用及可操作性,2006年颁 布的矮壮素和缩节胺的欧盟标准口..未采纳固相萃 取法,而是将样品提取后离心过滤.具体步骤如下: 称取20g有代表性的样品放入搅拌杯中,加360"L 的d4一矮壮素和d3一缩节胺内标,加水使得样品和水 的总体积为20mL,之后加入4OmL甲醇并搅拌2 min,使得提取液总体积为60mL,以3000g离心 后,用注射器取2mL上清液过0.45m的针头式过 滤器后,用于液相色谱一质谱的测定.王金花口]在测 定番茄及番茄酱等产品时也采用了类似的前处理过 程.首先准确称取样品5.00g,加水定容至20mL, 以2500r/rain旋涡混匀1min,超声波提取30min. 再以8500r/min离心10min,取上清液通过0.2Mm 128l:!!l 聚丙烯滤膜,用于超高效液相色谱一串联质谱的测定. 与固相萃取法相比,该方法无需考虑洗脱液对分析柱 的危害问题,为分析蔬菜和水果中的矮壮素和缩节胺 残留量提供了快速可行的办法.但由于该过程实际 上是样品稀释而不是样品浓缩的过程,所以对于极低 浓度的样品的适用性不强. 2分析方法 2.1传统方法 检测矮壮素残留的传统方法包括化学法(水剂 HG2—818—75),电位滴定法(CIPAC 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 ,1988, D,39)以及气相色谱法口.其中化学法采用化学滴 定进行定量分析,如我国国家质量技术监督局颁布的 水剂HG2—818—75标准是通过硝酸银滴定测定游 离氯和总氯,由此计算矮壮素的含量.但该方法灵敏 度不高,误差较大,不适合食品中矮壮素和缩节胺的 痕量分析. Atlendereta1.Els,16]均采用五氟噻吩(PFTP)作 为衍生试剂,通过脱去矮壮素分子结构中氮(N)上的 甲基和乙基的衍生化反应,建立了棉籽中矮壮素的气 相色谱一电子捕获检测(GC—ECD)方法和气相色谱一质 谱(GC-MS)方法.虽然GC—MS法相对于滴定法等 传统方法,在灵敏度上有了很大的改善,且步骤比较 简单,只需要一步衍生;但是该方法的不足之处是其 衍生产物不包含矮壮素的特征结构,其他季铵类物质 也可能发生脱烷基化反应得到相同的衍生产物.因 此,该方法对矮壮素或缩节胺来说不具有特异性. 2.2毛细管电泳一质谱(CE—MS)方法 毛细管电泳与质谱联用技术是近年来发展起来 的一种新型分离检测技术.它综合了毛细管电泳的 高效,快速与质谱强大的检测功能等优点,在生命科 学及食品科学研究领域得到了广泛的应用.Nffiez eta1.口采用电喷雾离子源(ESI)作为电离源开展了 水中百草枯,敌草快和甲基硫酸离子草吡唑3种农药 以及矮壮素和缩节胺2种植物生长调节剂的CE—MS 方法研究.作者通过优化鞘液,鞘液组成,电喷雾电 压等参数,使用含200mmol/L甲酸胺(pH===3)的体 积分数50甲醇溶液作为运行电解质定量测定以上 5种物质.在相应的浓度范围内,峰面积与样品浓度 呈现良好的线性关系,且迁移时间和峰面积的相对标 准偏差分别在1.0和2.0以内,方法重现性好. 2.3液相色谱一质谱(LC—MS)方法 液相色谱一紫外(LC-UV)技术是目前检测极性 化合物的一个重要手段,但由于矮壮素和缩节胺2种 植物生长调节剂本身不含有发色基团,所以常规的紫 外检测器无法直接检测.而近年来发展起来的质谱 UV技术缺乏特异性以及难以准确定量的问题.LC— MS,LC—MMS和飞行时间质谱(TOF-MS)等方法 进行矮壮素和缩节胺分析的方法屡见报道,根据所用 技术,特别是双级质谱(MS_Ms)技术,克服了LC一色谱柱的类型大致可以分为以 下5类(见表2). 表2食品中矮壮素和缩节胺的LC-MS方法 Thurmaneta1.[1.比较了大气压化学电离源 (APCI)和ESI2种电离方式对矮壮素和缩节胺分析 灵敏度的影响,结果表明,矮壮素和缩节胺这类带正 电荷的调节剂对ESI比APCI更敏感.所以在分 析矮壮素和缩节胺时,几乎所有的研究人员都选择 ESI作为电离源. 单级质谱在给定的分析参数下,仅通过改变锥孔 电压(conevoltage),即能产生稳定的基峰IN—C1] 离子(CQ:121.8(m/z);MQ:113.96(m/z)).而在双 级质谱条件下,改变碰撞能量,样品进入一级质谱后 即产生[M—eli离子;母离子[M—ci]离子进入二级 质谱后发生断裂,接着发生氢重排及i断裂,矮壮 素产生有显着丰度的57.86(m/z)及62.74(m/z)离 子碎片,定量离子选择丰度较高的57.86(m/z);缩节 胺产生有显着丰度的57.84(m/z)及97.81(m/z)离 子碎片,定量离子选择丰度较高的97.81(m/z)l_1. ODs(octadecy1silane)柱是最常用的反相色谱 柱.Vahleta1._7使用S5ODS1色谱柱(25Omm× 2mm),流动相为含50rnmol/L醋酸铵的乙腈一甲 醇一水一醋酸(体积比53:21:5:1)溶液,分析了谷物 中矮壮素残留,分析时间为15rain,检测限可以达到 为9/~g/kg.相对于传统的电位滴定法及气相色谱 法等,灵敏度有了显着的提高.但是由于矮壮素阳离 子易与ODS柱固定相上残留的硅羟基发生反应,所 以色谱峰会变宽,且拖尾的现象比较严重.Poulsen eta1.[1对方法进行了改进,在s5ODS1色谱柱前连 接了1个小的保护柱,并将流动相优化为25含50 mmol/L醋酸铵的水一乙腈(体积比99:1)溶液和 75含50Il1.mol/L醋酸铵的乙腈一甲醇一醋酸(体积 比71:29:1)溶液,测定了猪血清和猪奶中的矮壮 素残留.对于以上2种样品基质来说,矮壮素的保留 时间稳定,检测限分别为0.2/~g/kg和0.3ptg/kg. Castroeta1.12..采用KromasilC8(200Inm×2.1 mill,5Urn)色谱柱,梯度洗脱分离水中的5种季铵化 合物,流动相分别为含15rnmol/L七氟丁酸的水溶 液(pH一3.3)和乙腈.因为在流动相中添加了七氟 丁酸作为离子对试剂,相对于没有添加离子对试剂的 流动相来说,峰形和灵敏度都有所改善,其检测限可 以达到6,85ng/L. SCX是强阳离子交换柱,固定相以超纯硅胶为 基质,表面键合有芳香族磺酸基团,从机理上来说更 适合分析亲水性的碱性物质.Haueta1.?选用 SCX柱(150mm×2ram),流动相为含50mmol/L 醋酸铵的甲醇一水(体积比1:1),10L的进样量,测 定了食物中的矮壮素残留.Riedikereta1.[1o用在线 SPE—LC—ESI—MS—MS的方法检测梨,番茄和小麦粉 等样品基质中的矮壮素和缩节胺残留,为了避免残留 物污染SPE柱,作者在每次测样后用含有1醋酸的 甲醇一水(体积比1:1)溶液冲洗自动进样器的进样 针和样品环.Peeterseta1.?2.]也利用在线SPE—LC- 生蔓鲞蔓塑(篁蔓塑2I129 FOODANDFERMENTATIONINDUSTRIE ESI—MS-MS技术分析了梨中的矮壮素含量,进样量 为25肚L,流动相是含20mmol/L硫酸的乙腈一水溶 液,流速为1.0mL/min,所需分析时间是12min. Zhaoeta1.-9在相同进样量及柱内径(4.6ram)条件 下测定了梨及梨汁中矮壮素的含量,并比较了弱阳离 子(weakcationexchange,WCX)柱和SCX柱的效 ,SCX柱对矮壮素的保留更强,峰也相 果.结果表明 对更宽,所以作者建议选择WCX交换柱用于日常检 测.与4.6mm内径的WCX柱相比,内径为2mm 的WCX柱更适合质谱分析,进样量也可以由2OL 减少至5肚L.而Evanseta1._22]从色谱峰的不对称 性和峰宽的角度比较了用ODS柱与SCX柱测定梨 中矮壮素含量的效果,结果表明在流动相中添加离子 对试剂的ODS柱较SCX柱更优越,该方法也适用于 水样的分析. Guo~253采用了HILIC(hydrophilicinteraction chromatography)柱测定了5种季铵类化合物,包括 乙酰胆碱,胆碱,甜菜碱,矮壮素及缩节胺等.该色谱 柱在不需要离子对试剂的情况下就能够分离矮壮素 及缩节胺,并获得很好的灵敏度.已有的研究表明, HILIC柱的固定相能够更好的保留季铵类化合物, 并且具有良好的选择性.流动相中乙腈的比例,柱 温,缓冲盐的类型以及浓度等参数对分离效果都有显 着的影响.当用单级质谱作为检测器时,方法的灵敏 度比用反相色谱法高出75倍左右,非常适合矮壮素 及缩节胺的分析.近年来,随着超高效液相色谱一双 级质谱(UPLC-MS—MS)技术的发展,王金花等人?1] 用粒径仅为1.7m的BEHHILIC柱(150mm× 2.1mm),乙腈和含0.1甲酸的10mmol/L醋酸铵 (体积比6:4)溶液作为流动相,流速0.25mL/min, 进样体积3L,测定了番茄及其制品中矮壮素和缩 节胺残留.该方法的检出限为0.8ug/kg,检测时间 仅需约2min,完全满足番茄及其制品中矮壮素和缩 节胺残留量的快速,高灵敏度的分析要求. 3结论 由于矮壮素和缩节胺均为强极性,阳离子化合 物,阳离子交换色谱柱,添加离子对试剂的反相色谱 柱及HILIC柱对其均能达到很好的分离测定效果; 而CE—MS,LC—MS及LC—MS-MS等质谱联用技术 的应用提高了矮壮素和缩节胺分析的灵敏度.特别 是近年来发展起来的UPLC-MS—MS技术,在很大程 度上缩短了测试的时间,为实现矮壮素和缩节胺的快 130J璺旦一曼:!11曼 速分析提供了可能. 参考文献 1食品中农业化学品残留限量编委会.日本肯定列表制定 食品中农业化学品残留限量药品卷[M].北京:中国标 准出版社,2006 2TomerH,BlottnerS,KuhlaS,eta1.Influenceofchloro— chlolinechloride—treatedwheatonselectedinvitrofertility parametersinmice口].ReprodToxicol,1999,13:399, 404 3SorensenMT,DanielsenV.Effectoftheplantgrowth regulator,chlormequat,onmammalianfertility[J].IntJ Androl,2006,29:129,132 4HagemeisterH,KuhlaS,LanghammerM,eta1.Study oftheinfluenceofch1orochorinechloride(CCC, chlormequat)onselectedfertilityparametersinlabmice [J].SchriftBundesErnaehrungLandwirtschForsten ReiheAAngewandleWissenschaft,1999,483:207~210 5AndersenHR,AndersonA.Environ.Comparisonof short-termestrogenicitytestsforidentificationofhor— mone-disruptingchemicals[J],Environ.HealthPros— pect,1999,107(Supply1):89,108 6http:f|.scorecard.org/health—effects/chemicals一2. tcl?short_ hazard— name—endo&all_ p=t 7VahlM,GravenA,JuhlerRK.AnalysisofChlormequat residuesingrainusingliquidchromatography-massspec—- trometry(LC—MS/MS)[刀.FreseniusJ,Anal,Chem, 1998,361:817,820 8AndersenJH,BilleRLL,GranbyK,eta1.Aninter— comparisonstudyofthedeterminationofGlyphosate, ChlormequatandMepiquatresiduesinwheat[J].Food AdditContam,2007,24(2):140,148 9ZhaoY,LazouK,SchelfautM,eta1.Determinationof Chlormequatresiduesinpearsandpearconcentratesby BenchtopLC-ESI-MS[J].Chromatogr,2000,51:531, 535 10RiedikerS,ObristH,VargaN,eta1.Determinationof ChlormequatandMepiquatinpear,tomato,andwheat flourusingon-linesolid-phaseextraction(Prospekt)COU— piedwithliquidchromatography-electrosprayionization tandemmassspectrometry[.I].JChromatogrA,2002, 966:15,23 11HauJ,RiedikerS,VargaN,eta1.Determinationofthe plantgrowthregulatorchlormequatinfoodbyliquid chromatography-electrosprayionisationtandemmass spectrometry~J2.J,ChromatogrA,2000,878:77~86 12EN150542006,Nonfattyfoods—Determinationof l6 17 chlormequatandmepiquat—LC—MSmethod EN150552006,Nonfattyfoods-Determinationof chlormequatandmepiquat—LC-MS-MSmethod .超高效液相色谱一质谱法 王金花,卢晓宇,黄梅,等 快速分析番茄及其制品中矮壮素和缩节胺残留量[J]. 分析化学,2007,35(10):15O9,1512 AllenderWJ.DeterminationofChlormequatresiduesin cottonseedbygaschromatography[J].Pestic,Sci, 1992,35:265,269 MortimerRD,WeberDF.Wehersomecommentsona recentlyproposedmethodofdeterminingChlormequat residuesbyderivatizationwithPentaf1u0r0thiophenol [J].PesticSci,1994,40:31,35 NflezO,MoyanoE,GalceranMT.Capillaryelectro, phoresis—massspectrometryfortheanalysisofquaternary ammoniumherbicidesI-j].JChromatogrA,2002,974: 243,255 ThurmanEM,FerrerI,BarceloD.Choosingbetween atmosphericpressurechemicalionizationandelectrospray ionizationinterfacesfortheHPLC/MSanalysisofpesti— eides[J],Ana1.Chem,2001,73:5441,5449 PoulsenME,ChristensenHB,SrensenMT,eta1.De— terminationofChlormequatinpigserumandsowmilkby LC-MS/MS[J].AnalBioanalChem,2007,389:1799 , ]804 2O 21 22 23 24 CastroR,MoyanoE,GalceranMT.On-lineion-pair solid—-phaseextraction-liquidchromatography-massspec—_ trometryfortheanalysisofquaternaryammoniumherbi— cidesCJ].JChromatogrA,2000,869:441,449 CastroR,MoyanoE,GalceranMT.Galceran.Ion- Trapversusquadrupoleforanalysisofquaternaryammo— niumherbicidesbyLC-MS[J].Chromatogr,2001,53: 273--278. 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ChlormequatChloride(CQ)andMepiquatChloride(MQ)aretwoPGRswidelyusedmethodsinChina.In thisarticle,thetraceanalysismethodsofthesePGRsweredeveloped.Theprogressoftheclean—uptech- niquesandthedetectionmethodsofthesetwoPGRswereintroduced,especiallyonthesolidphaseextraction (SPE)methodandliquidchromatography--massspectrography(LC-MS).Theyprovideareferenceforthe furtherresearchonanalysismethodofCQandMQaswellastheriskassessmentinfood. Keywordschlormequatchloride,mepiquatchloride,plantgrowthregulator,analysismethods 2008年第34卷第10期(总第250期)131