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高效液相色谱-串联质谱法测定生活饮用水中11种抗生素

文档作者：张律p，岳亚军1，赖少阳1，冯奋栋1，张培红2 文档来源： 1．深圳市罗湖区疾病预防控制中心 2．罗湖医院集团文华社康中心		点击数：	更新时间： 2025年06月23日
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上一篇：高效液相色谱法在食品安全分析检测中的应用

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第8卷第6期食品安全质量检测学报v01．8 No．6
2017年6月Joumal ofFood Safet)，and Quality J岫．，2017
高效液相色谱一串联质谱法测定生活饮用水中
11种抗生素
张律p，岳亚军1，赖少阳1，冯奋栋1，张培红2
(1．深圳市罗湖区疾病预防控制中心，深圳518020；2．罗湖医院集团文华社康中心，深圳518000)
摘要：目的建立固相萃取．高效液相色谱一串联质谱法测定生活饮用水中磺胺醋酰、磺胺嘧啶、氧氟沙星、
恩诺沙星等11种抗生素。方法选用Agilent z0RBAx Eclipse P1us c18色谱柱，以10 mmol几甲酸铵．0．1％甲
酸(A)和甲醇(B)为流动相，采用梯度洗脱进行分离。样品经过固相萃取小柱富集，多重反应监测(multiple
reaction monitoring，MRM)方式检测，外标法定量。结果1 1种抗生素在1．0～200．0 n∥mL范围内线性关系良
好，平均回收率在45．9％～109．6％。结论该方法灵敏度高，选择性好，准确可靠，方便快捷，适用于水体中抗
生素残留的定量定性分析。
关键词：抗生素；固相萃取；高效液相色谱一串联质谱法：生活饮用水
Determination of 11 kinds of antibiotics in drinking water by high
performance liquid chromatography—tandem mass spectrometry
ZHANG Lvp，YUE Ya．Junl，LAI Shao—Yan91，FENG Fen．Don91，ZHANG Pei—HOn92
(1．三“o矗“I[■胛把r／br D括ecIsP CD，zf，‘D，口，ld P，℃V已咒ffon，．妨P胛z^e珂5 l 8020，C兹f，z口；2．￡“oIiz“耽咒．iz“口Cb肌，珂“玎办)，
胁。Z砌Q，zfer胁印泐Z G加印，黝PH拍e行5 1 8000，@fn日)
ABSTRACT：objectiVe Tb establish a method for detemination of 11 kinds of antibiotics by soIid—phase
extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry(SPE—LC—MS／MS)．Methods Antibiotics were
separated on the Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18 col啪n with 10 mmol／L ammoni啪fomlate-0．1％fomic acid
(A)and methanol(B)as mobile phase by gradient elution．The samples were loaded on solid—phase extraction colu眦
and detection was ca耐ed out by multiple reaction monitoring(MRM)．Extemal standard method was used for
quantification．Results Good linear regression results were obtained for 11 kinds of antibiotics from 1．0 to 200．O
ng／mL．The recoveries of 11 kinds ofantibiotics in drinking water were 45．9％～109．6％．Conclusion This method is
sensitiVe，selectiVe，accurate，convenient and rapid，which is suitable for quantitative and qualitative analysis of
antibiotics in drinking water．
KEY WoRDS： antibiotics； s01id—phase extraction； high perfomance liquid chromatography-tandem ma8s
spectrometry；drinking water
基金项目：深圳市罗湖区软科学研究项目(2016042)
Fund：Supported by the Son Science Research Project ofLuohu，shenzhen(2016042)
+通讯作者：张律，理化检验技师，主要研究方向为食品卫生、水质检测分析。Email：cally-123@126'com
母COrresponding author：ZHANG Lv，Physical and CheIIlical Testing TechIlician，Luohu Center for Disease Con廿_ol aIld Prevention，№．25，Beili South
Road，Shenzen 518020，china．E—mail=cally-123@126．com
万方数据
第6期张律，等：高效液相色谱．串联质谱法测定生活饮用水中11种抗生素2205
1 引言
抗生素是应用最广泛的药物之一，主要用于预防和
治疗细菌和真菌性疾病。近年来，抗生素滥用造成的水体
污染在欧美一些国家引起了关注[1，2】，主要包括磺胺类、喹
诺酮类、大环内酯类和四环素类等，而相关国家的研究主
要集中在畜牧业、水产养殖业造成的地表水、地下水领域
的抗生素污染【3，4】，对生活饮用水的抗生素残留检测则报
道较少。而国内研究主要集中在医院废水、生活污水、河
流、水库、地下水等领域【5。8】。
我国是抗生素的生产和使用大国，抗生素滥用现象
严重，而国内的自来水厂又缺乏抗生素过滤装置，国家也
没有出台相关标准控制生活饮用水中抗生素的残留，由抗
生素引起的水环境污染事故时有发生。因此，开展水中抗
生素检测方法研究，可监测了解辖区内各种水体中抗生素
污染的种类和含量，为相关部门消除水体中抗生素污染提
供依据，对保障辖区居民的生命健康，维护社会稳定和促
进经济发展具有重要意义。
目前国内的抗生素检测方法有很多种，常用的是毛
细管电泳分析技术、酶联免疫检测技术、气相色谱．质谱联
用技术、液相色谱技术等【啦!1】，分别存在灵敏度低，重现性
差，难以同时分析多种组分，衍生过程繁琐，分离物质局
限、分离效果差等各种问题。在检测限方面，毛细电泳技
术为O．02～0．57 pg／mL，酶联免疫技术为0．05～O．1 pg／L，液
相色谱法在8～15 ng／L水平。液相色谱．质谱技术因其灵敏
度高、选择性强，可以同时测定多种物质，已成为环境水
质分析领域的重要检测手段【12。51，其检测限可达到ppb级
水平。本研究采用固相萃取．高效液相色谱．串联质谱法
(s01id—phase extraction and liquid chromatography—tandem
mass spectrome仃y，sPE．Lc—Ms／Ms)对生活饮用水中磺胺
醋酰、磺胺嘧啶、氧氟沙星、恩诺沙星等11种抗生素进行
同时检测，为辖区内生活饮用水抗生素污染监测和控制提
供方法依据。
2材料与方法
2．1仪器与试剂
2．1．1仪器
Agilent 1200 series LC-MS／MS Triple Quad(QQQ)
6410B型液质联用仪(包括G1322A型在线脱气机、G1312B
型二元高压梯度泵、G1367c型自动进样器、G1316B型柱
温箱、G1315C型可变检测器、G6410B型三重四级杆ESI
质谱检测器和Lc／Ms chemstation工作站)(美国安捷伦公
司)；吉尔森Gx一274四通道固相萃取装置(美国吉尔森公
司)；Turbo vap II定量浓缩仪(美国Biotage公司)。
2．1．2试剂
Mega Bond Elut Plexa固相萃取小柱(500 mg／6 mL，
美国Agilent公司)；Millipore Q去离子水机(美国
Millipore公司)，甲醇(色谱纯，德国MERCK公司)，甲
酸(色谱纯，德国MERcK公司)，甲酸铵(色谱纯，美国
Alfa Aesar公司)。
标准品：磺胺醋酰(sulfacetamide，sAAM，99．0％)、磺
胺嘧啶(sulfadiazine，sDz，99．0％)、磺胺甲恶唑
(sulfamethoxaZole，sMz，99．5％)、磺胺噻唑(sulfathiazole，
sTz，99．5％)、磺胺甲基嘧啶(sulf蠢merazine，sMR，99．2％)、
磺胺二甲嘧啶(sulfamethazine，sMT，99．6％)、磺胺氯哒嗪
(sulfachloropyridazine，scP，100％)、氧氟沙星(onoxacin，0F，
99．0％)、恩诺沙星(enronoxacin，ENR0，99．6％)、诺氟沙星
(no讯oxacin，NF，99．1％)、依诺沙星(enoxacin，EN，99．0％)、
氘代氧氟沙星一d3盐酸盐(onoxacin D3 hydrochloride，
OF．d3，97．5％)、氘代盐酸恩诺沙星．d5(enronoxacin D5
hydrochloride， ENRO．d5， 99．0％)、氘代诺氟沙星
，d5(nornoxacin D5，NF．d5，98．5％)(德国Dr．Ehrenstorfer
GmbH公司)。
2．2溶液配制
标准溶液储备液：称取各类抗生素粉末，用甲醇溶鹪
配制成标准储备液，然后稀释成1 mg／L抗生素混合标准使
用液，于4℃下避光保存。
10 mmol甲酸铵．0．1％甲酸溶液：称取0．63 g甲酸铵，
加入l mL甲酸，定容至1 L。
2．3样品前处理
自来水样过0．45 um硝酸纤维滤膜，去除水中悬浮颗
料物。调pH至3．5～4，分别用5 mL甲醇和5 mL水活化
Mega Bond Elut Plexa固相萃取小柱，待测溶液以稳定速度
通过小柱，控制上样速度为5 mL／min，弃去全部流出液，
用5 mL纯水淋洗固相萃取小柱，真空干燥10 min，用10
mL甲醇洗脱，收集洗脱液，35℃水浴氮吹近干，用初始流
动相10 mm01甲酸铵0．1％甲酸一甲醇(80：20，矽功定容至1
mL，过0．45岬滤膜，上机待测。
2．4仪器条件
2．4．1质谱条件
质谱条件：电离源EsI+；干燥气温度：350℃；干燥气
流量：10．0 L／min；雾化压力：35 psi；毛细管电压：4000 V；
正离子扫描，监测模式：多重反应监测(multiple reaction
monitoring，MRM)。11种磺胺、喹诺酮类抗生素的质谱参
数和二级质谱图分别见表1和图1。
2．4．2 色谱条件
色谱柱： Agilent z0RBAx Eclipse Plus c18(2．1
mmxl50 IIlIn，3．5岬)；进样量10．0此；流动相：A为10
mmol／L甲酸铵．0．1％甲酸水，B为甲醇；流速：0．2 mL／min；
柱温：30℃。梯度洗脱程序见表2。
万方数据
2206 食品安全质量检测学报第8卷
×102 +Product lon(O．175min)(215．10001一>++)SAAM Pi．d
×102
O
0
a
×102 +Productlon(O．236min)(256．10001一>++)STzPi．d
一二3二⋯⋯兰竺⋯⋯一⋯一
+Product lon(0．201min)(265．20001一>++)SMR PI．d
C
d
+Product lon(0．193min)(279 2000l一>++)SMT P1．d e
+Product lon(0．193min)(285．10001一>++)sCP PI．d
+Product lon(0．219min)(254．10001一>++)SMZ PI．d
g
=：!!!。j：!!
+Product lon(0．193min)(362．20001一>++)OF PI．d h
a：SAAM；b：SDz；c：STZ；d：SMR；e：SMT；f=SCP；g：SMZ；h：0F；i：EN；j：NF；k：ENRO
图1 11种抗生素的二级质谱图
Fig．1 Secondary mass spectrograms of 1 1 kinds of antibiotics
0
O
O
0
0
0
2
2
2
2
2
O
O
O
O
O
×
×
×
×
×
万方数据
第6期张律，等：高效液相色谱．串联质谱法测定生活饮用水中11种抗生素2207
×102 +Product lon(0．175min)(321．200叭一>料)EN PI．d
。卜一⋯ 二：=。二芏!±
×102 +Product lon(O．219min)(320．20001一>++)NF Pi．d
。J
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500
Counts(％)vs．Mass·to—Charge(rn／z)
● - ● I I ● ● l
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500
counts(％)vs．Mass—to—Cha唱e(叫z)
a：SAAM；b：sDz；c：STz；d：SMR；e：sMT；￡ScP；g：SMz；h：OF；i：EN；j：NF；k：ENR0
续图1 11种抗生素的二级质谱图
Fig．1 Secondary mass spectrograms of 1 l kinds of antibiotics
表2梯度洗脱程序
1hble 2 Gradient elution program
3结果与分析
3．1方法的选择性
取空白自来水按2．3方法处理后与空白加标样品进行
分析，空白自来水在11种抗生素出峰位置上无响应(图2)，
说明空白自来水无干扰，方法选择性较好。
3．2标准溶液的线性关系和检出限
用初始流动相将标准储备液稀释一系列浓度，11种抗
生素的浓度范围是1～200肛g／L。以浓度为横坐标(砷，峰面
积为纵坐标(y)进行线性回归。以3倍信噪比(删=3)对应的
浓度作为检出限(1imit of detection，LOD)，以10倍信噪比
对应的浓度作为定量限(1imit of quantitation，LOQ)。如表3
表3 11种抗生素的线性范围、检出限(LoD)、定量限(LoQ)
TabIe 3 Linear ranges，LoDs and LOQs of 11 kinds of antibiotics
+
O
q 旷
万方数据
2208 食品安全质量检测学报第8卷
O．5 l i．5 2 2．5 3 3．5 4 4．5 5 5．5 6 6．5 7 7．5 8 8．5 9 9．5 lO 10．511 11．51212．513t3．514 14．51515．51616．517 17．51818．51919．5
Counts vs．Acquisition Time(min)
图2空白自来水(a)、空白自来水抗生素加标(b)、11种抗生素标准(c)的MRM色谱图
Fig．2 MRM chmmatograms ofblank water(a)，spiked blank water(b)and 1 l kinds ofantibiotics mixed standard solution(c)
所示，在各自的线性范围中，11种抗生素的浓度与峰面积
呈现良好的线性关系(p0．999)。
3．3方法回收率
在空白自来水中进行高、中、低浓度的加标回收率实
验，表4中的实验数据表明，在自来水样品中11种抗生素
的平均回收率在45．9％～109．6％；日内精密度仰=6)的相对
标准偏差(relative standard deviation，RsD)为1．0％～5．7％，
日间精密度(n=3)的RSD为0．9％～6．6％，表明本检测方法
的精密度良好。
3．4水样上样体积对回收率的影响
为探讨前处理过程中水样上样体积对样品回收率的
影响，本研究选用2种上样体积(500 mL和1000 mL)过固
相萃取小柱，对自来水进行加标10 ng／mL回收实验。实验
结果如表5所示，结果表明：上样体积为500 mL时各种抗
生素的回收率高于上样体积为1000 mL时的回收率。水样
体积过大，会导致固相萃取小柱过载，从而影响回收率。
3．5实际样品检测
对实验室自来水样连续10天进行检测，每次从自来水管
取水样500 mL。其中有2份水样有依诺沙星检出，检出浓度分
别为6．22 ng几和7．02 r虮，其他8份水样均未检出抗生素。
表4自来水中11种抗生素的回收率
Table 4 Recoveries and RSDs of 11 I【inds of antibiotics
l
-
d
一
0
一
内
一
-
一
L
—
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5453525●50
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5453525●50
P
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●5
4
3
2，O
i
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4
3
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i
5
4
3
2，O
万方数据
第6期张律，等：高效液相色谱一串联质谱法测定生活饮用水中1 1种抗生素2209
续表4 4讨论
表5不同上样体积下11种抗生素的回收率
Table 5 Recoveries of 1 1 kjnds of antibiotics with different
volumes
4．1色谱条件
磺胺类、喹诺酮类抗生素均为两性化合物，极性较强，
因此选用c，。柱进行分离。在流动相中加入甲酸，可有效
改善峰型，提高离子化效率。本文采用液质联用方法，色
谱柱采用Agilent zORBAx Eclipse Plus c18柱(2．1 mm×1 50
mm，3．5“m)，采用20％甲醇为初始流动相溶剂时，11种抗
生素保留时间较稳定，色谱峰重现性较好，总体分离效果
和峰型较好。
4．2样品处理条件的优化
本研究采用Agilent Mega Bond Elut Plexa固相萃取小
柱对水样进行处理，该小柱是一种非极性二乙烯基苯基的
中性聚合物吸附剂，其离子抑制效应低，样品萃取净化度
高，可从不同基质中非极性萃取各种酸性、中性和碱性分
析物。在前处理过程中，水样富集过柱的速度对样品回收
率也有显著影响，一般控制过柱速度为5 mL／min时回收率
较好。
5结论
本研究建立了三重四级杆一液质串联技术对生活饮用
水中包括磺胺醋酰在内的11种抗生素的检测方法，样品前
处理采用固相萃取技术，该方法快速简便、检出限低、灵
敏度高、回收率高、重复性好，适合同时检测水体中多种
抗生素类污染物，为调查区域内生活饮用水抗生素污染情
况提供了方法依据。
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(责任编辑：杨翠娜)
作者简介
张律，理化检验技师，主要研究
方向为食品卫生、水质检测分析。
E—mail：cally—123@126．com
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