(3)提取和净化
 
NFs代谢物检测过程中常用的样品提取、净化方法包括液液分配法(LLP)、固相萃取法(SPE)和沉淀法等,近年来超临界流体萃取(SFE)、基质固相分散技术(MSPD)等也有应用。
 
1)沉淀法(precipitation)
 
对于奶粉、蛋粉等高蛋白、高脂肪样品,在水解、衍生化蛋白结合态硝基呋喃代谢物后,可加入蛋白质沉淀剂ZnSO4和K4Fe(CN)6,有效去除奶粉、蛋粉中的蛋白,避免提取、净化过程中的乳化、胶化现象。彭涛等22用LC-MS/MS法同时测定奶粉中呋喃唑酮、呋喃它酮、呋喃西林和呋喃妥因的代谢物。盐酸水解奶粉中蛋白结合的代谢物,同时加入2-硝基苯甲醛,37℃过夜衍生化。加入ZnSO4,调至pH7.0后,再加入K4Fe(CN)6去除蛋白。然后用乙酸乙酯提取,正己烷净化,分析物采用电喷雾电离(ESI)正离子、多反应监测(MRM)模式检测,内标法定量。在添加浓度0.5~2μg/kg范围内,内标法回收率为89.5%~110.3%;相对标准偏差(RSD)小于11.3%;AMOZ、AOZ方法LOD为0.05ug/kg,SEM、AHD为0.1μg/kg。
 
对于蜂王浆样品,三氯乙酸是一种很好的蛋白沉淀剂,同时其较强的酸性又可以提供合适的酸性反应环境。丁涛等报道了LC-MSMS测定蜂王浆中呋喃唑酮、呋喃西林、呋喃妥因和呋喃它酮4种NFs代谢物残留的方法。以三氯乙酸作为蜂王浆的蛋白质沉淀剂,同时提供衍生化反应所需的酸性环境。实验发现pH7~7.5时,AHD、AOZ、SEM和AMOZ代谢物的衍生产物提取效率最高,分别为92.1%、95.1%、91.4%和94.3%。在不同的pH条件下,4种代谢物的衍生产物的萃取效率影响不一样。对于AHD而言,当pH8~10时,萃取效率极低;对于AMOZ而言,当pH3~5时,完全不能将其从水相中提取至有机相中。AOZ和SEM对pH的敏感程度不是很高,但是在弱碱性条件下(pH7~7.5),提取效率最高。因此,在进行提取步骤的时候,需要进行比较准确的pH调节,才可以最大限度地提取4种代谢物的衍生产物。
 
2) 液液分配(liquidliquidpartition,LLP)
 
NFs代谢物的LLP,一般是在pH7的水溶液中与乙酸乙酯进行两相分配。但这种方法有时出现乙酸乙酯和水相分层不彻底的情况,易产生干扰,从而影响回收率。特别是对高蛋白、高脂肪、高淀粉的样品,可加入少量的十二烷基磺酸钠以缓解乳化现象。为达到更好的净化效果,也常采用正己烷对提取液做进一步净化。
 
Lopez等应用10%氯化钠溶液来溶解蜂蜜,离心之后取上清液过OasisHLB固相萃取柱,用洗脱液进行水解和衍生化反应。调节pH7.15~7.25之后,用正己烷LLP除脂,然后再用乙酸乙酯LLP。有机相浓缩后用甲醇和水复溶,过0.2um的PTFE滤膜完成样品的前处理。Rodziewicz建立了牛奶中NFs代谢物的LC-MS方法。牛奶样品经离心(3500r/min,10min,4℃)去除上层脂质层后进行水解衍生化,冷却至室温后,加入磷酸钠和NaOH调节pH,再用乙酸乙酯进行LLP,收集有机相蒸干并复溶于流动相中,过滤膜后上LC-MS/MS检测。
 
同时,样品溶液的pH对萃取效率有很大的影响。丁涛等试验了不同pH对回收率的影响,发现pH在7.0~7.5时,AHD、AOZ、SEM、AMOZ衍生化产物的提取效率最高,分别为92.1%、95.1%、91.4%、94.3%。
 
3) 固相萃取法(solidphaseextraction,SPE)
 
SPE广泛应用于动物组织样品中NFs代谢物的净化。主要有基于反相保留原理的C18、HLB、EN、CN柱,基于离子交换原理的MAX柱等,多种原理的串联柱、复合用柱也被大量采用,显著提高了净化效果。
 
彭涛等对普通C18SPE柱和以乙烯吡咯烷酮-_二乙烯基苯共聚物为吸附剂的OasisHLBSPE柱进行比较,发现后者对分析物有很强的选择性保留,而大多数基质干扰物则保留较弱。共聚物吸附剂可能通过π-π作用而使硝基芳烃衍生物保留。Hormazabal等应用85%三氯乙酸来提取猪肉中的NFs代谢物,正己烷LLP除脂,然后进行衍生化反应,选择OasisHLB柱进行净化,乙腈-水(70+30,v/v)作为洗脱液进行洗脱,而后加入--定体积的三氯甲烷从洗脱液中萃取出目标化合物,经离心去除水相,转移有机相后蒸干,复溶于水中,过滤膜后用LC-MS检测。庞国芳等应用LiChrolutEN柱对禽肉中经过水解和衍生化的NFs代谢物进行净化,采取pH7.4的缓冲液淋洗SPE柱,再用乙酸乙酯进行洗脱,氮气吹干后用流动相进行复溶,最后用仪器测定。该方法重点研究了不同处理步骤对结果的影响。研究发现,当衍生化后反应溶液调pH并用乙酸乙酯提取两次,这种方法有时会出现乳化现象,乙酸乙酯和水相分层不彻底,易产生干扰,从而影响回收率。另一方面则是比较4种不同的SPE柱的净化效果和回收率:OasisMAX(60mg,3mL,Waters)、OasisHLB(60mg,3mL,Waters)、C18(500mg,3mL,J.T.Baker)、LiChrolutEN(200mg,3mL,Merck)。结果发现,LiChrolutEN柱的净化效果和回收率优于另外三种SPE柱。林黎明等比较了MAX、HLB复合柱法、ENSPE单柱法、HLB单柱法和乙酸乙酯LLP方法,比较了甲醇-乙酸洗脱液和乙酸乙酯洗脱液的效果,最终确定主要采用的提取和净化步骤是:对于肉类组织采用ENSPE柱净化,乙酸乙酯洗脱;对于肝、虾等易产生高度混浊滤液的样品则先采用乙酸乙酯提取,再用ENSPE柱净化。实验表明,MAX、HLB复合柱法操作较繁,并要求严格控制洗脱液的pH;而单纯采用LLP法,对某些复杂样品净化效果不佳。实验研究了在样品处理过程中添加适量硅藻土,与样品同时研磨,改变其黏稠性,再进行水解,可明显提高净化效果,回收率可达70%~95%,实验表明HLB柱与EN柱有同样的效果。
王媛等提取水产品中的NFs代谢物,为了去除提取物中的水溶性杂质,采取LLP的方法,将被测物萃取到有机相中,进行初步净化。将衍生化之后的上清液调至pH7.0左右,然后用30mL乙酸乙酯分两次萃取,可以达到良好的效果。进一步的净化采用C18-CN混合柱,洗脱SPE柱时,比较了2mL甲醇和5mL乙酸乙酯对4种组分的洗脱效果。用5mL乙酸乙酯洗脱时,AMOZ的回收率偏低,仅为50%,其他3个组分可以满足残留检测要求,回收率在90%~110%;采用2mL甲醇洗脱,各组分的回收率都高于80%,但甲醇用量过大也会使杂质与目标化合物一起被洗脱出来。Conneely等建立了动物肝脏组织中NFs代谢物的LC-MS/MS方法。绞碎匀浆的肝脏组织经甲醇和水洗涤,然后再依次经预冷的甲醇、乙醇和乙醚洗涤,离心后保留下层固相样品,加入盐酸溶液和酶进行水解和衍生化反应,经乙酸乙酯提取三次后用氮气吹干,复溶于Tris缓冲液中(pH6.3),然后用两种串联的SPE柱纯化。先用OasisMAX柱净化,以甲醇、水和Tris缓冲液(pH6.3)进行活化,随后用2%氨水淋洗,甲醇进行洗脱。洗脱液用氮吹浓缩后复溶于水中。第二级净化柱为OasisHLB,用甲醇和水进行活化,50%的甲醇溶液(含2%的乙酸)进行洗涤,之后应用90%的甲醇溶液(含2%的氨水)洗脱衍生化代谢物。洗脱液氮气吹干后复溶于水-乙腈(2+1,v/v)溶液中,过滤膜后LC-MS/MS分析。肝脏样品的分析相对更为困难,容易产生干扰和严重的离子抑制现象,串接的SPE方法纯化样品并保证了回收率,是处理复杂基质样品的有效手段。
 
4)超临界流体萃取(supercritical fluid extraction,SFE)
 
SFE具有高效快速、节约溶剂等优点,但是需要在专门的仪器中才能实现。Arancibia等利用SFE技术来提取、净化尿液中的呋喃妥因及其代谢物。使用SFE-400超临界萃取装置,10mL的不锈钢管作为提取柱,熔融的石英管作为限流装置,乙腈作为修饰剂,乙腈-CO2混合提取液的流动速度为0.5mL/min,压力为2500psi,炉温和限流器的温度为80℃,萃取时间为20min。萃取液采用高效液相色谱-紫外检测器(HPLC-UVD)在310nm测定。呋喃妥因的线性范围为10.9~378.0umol/L(R=0.9995),其代谢物为3.0×103~21.0umol/L(R=0.9992);检测限分别为12.1umol/L和0.9umol/L。
 
5)加速溶剂萃取(accelerated solvent extraction,ASE)
 
安强等建立了利用ASE-HPLC快速测定动物源食品中NFs代谢产物的方法。称取已捣碎的样品10.0g,与20g硅藻土混合均匀,填入33mL的萃取池中,萃取池放入ASE仪的加热炉腔内,在设定的萃取条件下完成萃取过程。作者优化了萃取溶剂、萃取温度、萃取压力、萃取时间等条件。最佳萃取溶剂为体积比1:1的甲醇-三氯乙酸(0.68mol/L),最佳萃取温度100℃,最佳萃取压力1.0×107Pa,最佳萃取时间10min×3次。萃取液冷却过滤后,用邻氯苯甲醛衍生化,NaOH调至pH7.0,乙酸乙酯LLP,再过C18-CN混合SPE柱净化,用HPLC-UVD检测。方法LOD(S/N=3)为:SEM 0.005μg/mL,AHD 0.005μg/mL,AMOZ 0.005μg/mL,AOZ 0.005μg/mL;添加浓度5.0mg/kg时的回收率分别为:SEM88.6%±3.8%,AHD82.9%±4.9%,AMOZ89.3%±3.9%,AOZ93.7%±3.8%。Tao等利用ASE和超声波加速衍生技术建立了鲤鱼和黄鳝中4种NFs代谢物的测定方法。采用ASE提取分析物,超声波中衍生反应1h,再用SPE进行净化。方法的CCa在0.07~0.13μg/kg之间,CCβ在0.31~0.49μg/kg之间,方法回收率为77.2%~97.4%。与传统方法相比,该方法大大缩短了前处理时间。
 
6)固相支撑液液萃取(solid-supported-liquid-liquidextraction,SSLLE)
 
祝伟霞等采用硅藻土SSLLE和平行蒸发联用前处理技术进行净化和富集,建立了鸡肉、蜂蜜、牛奶中呋喃唑酮代谢物(AOZ)、呋喃它酮代谢物(AMOZ)、呋喃妥因代谢物(AHD)和呋喃西林代谢物(SEM)的超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)确证方法。NFs代谢物经衍生化后,采用超高效1.7μm C18柱分离4种待测物,同位素内标法定量。AOZ和AMOZ的最低检测限为0.1μg/kg,AHD和SEM为0.25μg/kg;3个不同添加水平时该方法回收率为85.6%~104.3%,RSD为3.2%~9.5%。样液在柱中的平衡时间是影响回收率的重要参数,该研究分别测定不同平衡时间对萃取效率的影响,结果表明30min时溶液能与硅藻土填料形成牢固的支撑作用。同时优化了不同体积乙酸乙酯的萃取效率,20mL乙酸乙酯回收率为85%,40mL乙酸乙酯在重力作用下能完全萃取固相萃取柱中4种NFs代谢物。
 
7)基质固相分散萃取(matrix solid-phase dispersion,MSPD)
 
曹文卿等采用MSPD技术,经LLP净化,同位素内标定量,建立了蛋黄粉中呋喃它酮、呋喃西林、呋喃妥因和呋喃唑酮等NFs代谢物残留的LC-MS/MS测定方法。利用硅藻土为基质分散剂对蛋黄粉进行基质分散,三氯乙酸溶液沉淀蛋白并提供水解环境,2-硝基苯甲醛衍生化,乙酸乙酯LLP等前处理手段对蛋黄粉中的NFs代谢产物进行了提取和净化。该方法LOQ为0.5μg/kg,线性范围为0.5~6.0μg/kg,室内验证回收率范围为90.06%~109.8%,RSD为2.0%~7.7%。该方法适用于残留检测实验室对蛋黄粉类基质中NFs代谢产物的监控检测。