超高效液相色譜-四極桿飛行時間質譜法測定飼料中9種雄性激素類藥物

摘 要 建立了超高效液相色譜四極桿飛行時間質譜（UPLCQTOFMS）分析動物飼料中違禁添加的去氫睪酮（BOL）、表睪酮（epiAn）、氟甲睪酮（FT）、去氫甲睪酮（美雄酮）（MD）、甲睪酮（MT）、丙酸諾龍（NP）、諾龍（N）、丙酸睪酮（TP）和睪酮（T）9種藥物的分析方法。樣品經乙酸乙酯振蕩提取，再用基質固相萃取方法凈化處理后，采用UPLCQTOFMS分析檢測。在電噴霧正離子模式和飛行時間模式下，輸入各化合物的精確分子離子質量數得到相應的提取離子色譜圖，以色譜峰面積進行定量分析。通過碰撞誘導解離模式（CID）得到各化合物碎片離子的精確質荷比，進一步對各化合物進行定性分析。各化合物的質量精確度均小于5 ×10－6，9種化合物在0～1000g/kg。3個添加水平（LOQ， 2LOQ， 4LOQ）的回收實驗表明，化合物的回收率在70.0%～99.7%范圍內，相對標準偏差（RSD）均小于10%。本方法的定性準確度明顯高于文獻報道的方法，可用于飼料中的禁用雄性激素藥物的測定。

關鍵詞 液相色譜； 四極桿飛行時間質譜；飼料；雄性激素

1 引 言

雄性激素是一類生物體內產生的調節機體代謝或生理功能的物質，在養殖業中用于促進動物生長、提高蛋白轉化率，以達到大幅度提高動物養殖經濟效益的目的。研究表明，雄性激素藥物可通過飼料進入到動物組織，間接被人體攝入后，殘留的雄性激素會干擾人體內自然激素的平衡，引起婦女出現類似早孕的反應以及乳房腫脹、不規則出血等，影響肝臟功能，導致新生兒畸形，并且使人體患癌癥的幾率大大提高。因此，歐盟95/22/EC 規定禁止在飼料中使用雄性激素藥物。我國也頒布了相關的法律，禁止在飼料中使用雄性激素類藥物，但是違規使用的案例仍時有發生。因此，發展一種快速、準確的檢測方法很有必要。

常用的雄性激素的檢測方法有酶聯免疫分析法（ELISA）^[1]、氣相色譜法（GC）^[2，3]、氣相色譜質譜法（GCMS）^[4～6]、液相色譜法（HPLC）^[7]、液相色譜質譜法（LCMS）^[8，9]和液相色譜串聯質譜（LCMS/MS）^[10，11]等。ELISA、GC和HPLC的方法靈敏度較低， 選擇性和特異性較差， 已經不適于雄性激素痕量殘留分析的要求。GCMS， LCMS和LCMS/MS雖然方法靈敏度和特異性都比較高， 但是，由于難以完全闡明化合物的結構裂解信息，定性準確度方面尚有欠缺，容易產生假陽性的結果。四極桿飛行時間質譜（QTOF）技術可對化合物進行精確分子質量的測定，并依據所測得的化合物的精確分子質量對其進行確證分析，同時在碰撞誘導解離（CID）模式下，得到化合物及其碎片離子的分子式和精確分子質量，可進一步對化合物的結構和裂解規律加以確證，定性準確性很高。目前，尚未有應用QTOF分析雄性激素的文獻報道。

本研究采用超高效液相色譜四級桿飛行時間質譜聯用技術，建立了動物飼料中雄性激素的精確分析方法。優化了前處理方法和色譜質譜條件，建立了動物飼料中去氫睪酮、表睪酮、氟甲睪酮、去氫甲睪酮（美雄酮）、甲睪酮、丙酸諾龍、諾龍、丙酸睪酮和睪酮共9種違禁添加的雄性激素定性確證方法和定量測定方法。9種雄性激素的結構式見圖1。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

ACQUIT Ultra Performance LCTM超高效液相色譜儀， Synapt Q/TOF四極桿/飛行時間質譜儀（Waters公司）；均質器；超聲器；振蕩器；離心機；旋轉蒸發儀。

甲醇、乙酸乙酯（HPLC級， Fisher科技公司）；甲酸（純度49%～51%）；N丙基乙二胺吸附劑（PSA）、十八烷基鍵合硅膠吸附劑（C18封端，粒徑范圍為40～60m，平均孔徑100 nm，博納艾杰爾科技有限公司）；無水MgSO4（分析純）500 ℃灼燒4 h，置于干燥器中備用；9種雄性激素（去氫睪酮、表睪酮、氟甲睪酮、去氫甲睪酮、甲睪酮、丙酸諾龍、諾龍、丙酸睪酮和睪酮）標準品均購于Sigma公司；實驗用水均為超純水（Millipore公司）。

2.2 樣品前處理

稱取飼料試樣2 g （精確到0.01 g），置于50 mL具塞離心管中，加入10 mL水，高速均質1 min，水浴超聲5 min，取出樣品靜置，使其溫度降至室溫。加入15 mL乙酸乙酯，水平振蕩提取10 min，于5 ℃，10000 r/min條件下離心5 min。收集上清液于另一個50 mL具塞離心管中。在剩余混合物中分兩次分別加入15和10 mL乙酸乙酯，重復振蕩、提取和離心，合并3次上清液于離心管中，從中移取10 mL至另一個25 mL離心管，待凈化。

準確稱取400 mg PSA， 50 mg C18和600 mg無水MgSO4，一次性加入裝有10 mL樣品提取液的離心管中，迅速高速渦旋1 min，于5 ℃，10000 r/min條件下離心5 min。吸取所有有機相溶液，轉移至旋轉蒸發瓶中，40 ℃減壓蒸發至近干。加入2.0 mL 20%（V/V）甲醇溶解濃縮物，渦旋混合1 min，過0.22m濾膜，供超高效液相色譜四極桿飛行時間質譜測定。

電噴霧離子源（ESI）：正離子模式；毛細管電壓3 kV；錐孔電壓35 V；萃取錐孔電壓4 V；脫溶劑氣溫度350 ℃；離子源溫度100 ℃；脫溶劑氣流速350 L/h；錐孔氣流速20 L/h；四極桿采集質量數范圍 50～1000 U。數據采集模式：棒狀（Centroid）；掃描采集時間0.5 s；TOF運行模式：V 模式。L亮氨酸腦啡肽（LE）；采集時間1 s；采集間隔時間10 s；掃描精確質量數554.2615（負離子模式）。

3 結果與討論

3.1 色譜條件的優化

由于電噴霧質譜的電離是在溶液狀態，因此流動相的組成和添加劑除了影響分析物的保留時間和峰形外，還會影響到分析物的離子化效率，從而影響到目標化合物的檢測靈敏度。本實驗分別采用甲醇0.1%甲酸，乙腈0.1%甲酸作為流動相，考察流動相組成對于各化合物響應值的影響。結果表明，以甲醇0.1%甲酸作為流動相時，儀器響應值高于乙腈0.1%甲酸為流動相時的響應值，并且可以獲得更好的峰形和分離效果，因此以甲醇0.1%甲酸作為本實驗的流動相，圖1為100

3.2 質譜條件的優化

通過對單個分析物標準品溶液進行一級質譜掃描，確定各目標分析物的準分子離子峰，并分別優化其錐孔電壓，通過MassLynx 軟件中Elemental Composition功能的分析得到目標分析物的精確分子量，并且可以得到元素組成分析和目標分析物的質量精確度。根據分析物自身分子式和電噴霧正離子模式加H的機理，選擇與目標分子式相匹配的元素組成，并且質量精確度范圍絕對值均小于5×10–6，則所測得的質量數為該目標分析物的 \\＋精確分子量。在實際實驗中，在質量精確度絕對值小于5×10－6，均可對該化合物進行準確定性分析。分別以其準分子離子為母離子，通過氬氣碰撞產生碎片離子進行二級質譜掃描，同時優化碰撞能量，選擇豐度較高的2種碎片離子作為定性與定量特征離子，最大程度提高檢測的靈敏度。表1為各化合物的精確分子量，理論分子量和質量精確度，這3種化合物的質量精確度絕對值在0.9×10－6～3.8×10－6之間。表2為各化合物的特征離子及其優化的質譜參數。經過分析，每種藥物都得到一個準分子離子和兩個特征離子的精確質量數，可以更為精確的定性。根據歐盟2002/657/EC的規定，每個高分辨離子可以得到2分，因此，本方法的定性準確度很高，可得到高達6分的判定。與一般LCMS/MS方法的4分相比，有較大提升，可以有效避免采用LCMS/MS等方法造成的假陽性等結果。

3.3 樣品基質效應的消除

基質效應是指當色譜分離時共洗脫的物質改變了待測組分的離子化效率，所引起信號的提高或抑制。當基質效應影響大時，會降低方法的靈敏度，影響方法的準確性。為最大限度消除基質效應干擾，本實驗采用基質匹配法進行定量分析。以空白飼料樣品的提取液為標準溶液的稀釋溶液，可使標準溶液和樣品溶液具有相同的離子化環境，從而消除基質效應。

3.4 線性關系和精密度

在本儀器的高分辨模式下，分析物的質量數可以精確到小數點的后3位，由此可以得到各分析物的分子離子的精確質量數。在總離子流色譜圖（TIC）上，通過輸入各分析物精確分子離子質量數，得到提取離子色譜圖。通過提取離子色譜圖的峰面積積分y，對相應分析物濃度x繪制標準曲線，并對目標物進行定量分析。

g/L范圍內具有較好的線性關系。以定量離子對3倍信噪比（S/N）的響應值對應的樣品濃度作為儀器方法的檢出限（LOD）。通過添加標準品配制一定濃度的飼料樣品，經前處理和檢測后，以S/N＝10時為分析方法的定量限（LOQ）， 其線性方程、相關系數、儀器檢出限（LOD）和方法定量限（LOQ）見表3。

3.5 回收率和精密度

在飼料樣品中分別添加不同水平的9種雄性激素的混合標準溶液，按前述實驗方法及條件進行回收率測定。在LOQ， 2LOQ和4LOQ的添加水平下，化合物的回收率在70.0%～99.7%范圍內；重復實驗6次，其相對標準偏差小于10%。精密度和回收率測定結果見表4。

3.6 實際樣品篩查

從重慶、深圳市場上購得10種谷物飼料樣品，按照上述方法進行篩查，再通過MassLynx 軟件中的Mass Chromatogram功能，在樣品的總離子流圖中輸入各化合物的精確分子量，以提取這些化合物，結果顯示，未發現9種目標激素殘留。

實驗表明，本研究所建立的四級桿飛行時間質譜分析雄性激素的方法準確度明顯高于其它分析方法，能夠更好地滿足歐盟等發達國家和組織對食品中殘留藥物的定性要求，可有效避免假陽性結果的出現，在食品安全控制中具有很好的實用性。

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11 Tlgyesi ， Verebey Zita， Sharma V K， Kovacsics L， Fekete J. Chemosphere， 2010， 78（8）: 972～979

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Simultaneous Determination of Nine Androgen Drugs in Feeds by

UltraPerformance Liquid ChromatographyQuadrupole

TimeofFlight Mass Spectrometry

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ZHANG Feng1， XU ChengBao1，2， LAN Fang3， WANG XiuJuan1，

YONG Wei1， SUO Ran2， CHU XiaoGang*1， DING Fei1， 4， L QuanFu1，5

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1（Chinese Academy of Inspection and Quarantine， Beijing 100123）

2（College of Food Science and Technology， Agriculture University of Hebei， Baoding 071001） 

3（Shenzhen EntryExit Inspection and Quarantine Burea， Shenzhen 518033）

4（College of Pharmaceutical Sciences， Zhejiang Chinese Medical University， Hangzhou 310053） 

5（College of Pharmaceutical Sciences， Southwest University， Chongqing 400715）



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Abstract An ultraperformance liquid chromatography （UPLC） quadrupoletimeofflight mass spectrometric （QTOFMS） method was developed for determination of 9 androgen drugs in feeds. After homogenization， the samples were extracted with ethyl acetate， and then the extracts were directly purified with matrix solid phase extraction. Identification and detection were achieved in the positive electrospray ionization （ESI） mode using QTOFMS. The extracted ion chromatograms of each compound were obtained by entering the accurate molecular mass. The samples were quantified with the chromatographic peak area of each compound. The potential of UPLCQTOF MS for confirmatory analysis was shown by determining the accurate mass of all compounds and fragment ions upon collisioninduceddissociation （CID） at different energies. The extra mass measurements errors for all androgen drugs were found to be within 5 ×10－6. For these drugs， the calibration curves were linear between 0 to 1000 g/L， and the correlation coefficient was more than 0.99. The recoveries for all compounds in feeds were 70.0%－99.7% at the fortified levels of 1LOQ， 2LOQ and 4LOQ with the limit of quantitation （LOQ） of 16， 10， 20， 43， 20， 12， 15， 10 and 16g/kg. The relative standard deviations （RSD） for all compounds were less than 10%.

Keywords Ultra performance liquid chromatography; Quadrupoletimeofflight mass spectrometry; Feeds; Androgen drugs 

（Received 3 May 2011; accepted 7 August 2011）