SPE-HPLC-QTOF-MS检测鸡蛋中5类23种兽药残留的研究

在食品安全领域，兽药残留问题一直备受关注。鸡蛋作为人们日常生活中的重要食品，其安全性尤为重要。然而，由于养殖过程中存在诸多问题，鸡蛋中可能含有各种兽药，这对人类健康构成了潜在威胁，因此，必须加强对鸡蛋中兽药残留的检测。随着分析技术的发展，固相萃取-高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（SPE-HPLC-QTOF-MS）技术正逐步应用于兽药残留物的检测，可以同时检测多种动物药物残留物。本研究旨在利用SPE-HPLC-QTOF-MS技术检测鸡蛋中的5类23种动物药物残留，为食品安全监管提供有力支持。

1. 兽药残留检测方法设计

1.1 兽药残留萃取浓缩

为精准检测鸡蛋中的5类23种兽药残留，本研究选择正相填料对样品目标化合物进行萃取浓缩，具体如表1所示。

基于以上分析与准备，利用固相萃取法萃取浓缩鸡蛋中兽药残留的具体步骤如下：（1）样品制备。将鸡蛋压碎，加入适量水和乙腈，搅拌均匀，用滤纸过滤，收集滤液。（2）固相萃取柱活化。以硅胶基质和聚合物基质为固相萃取柱，并利用活性炭活化萃取柱，以去除滤液中的杂质。（3）样品装载。将滤液通过活性固相萃取柱，并采用苯基柱再一次过滤溶液，接下来利用离子交换吸附树脂的吸附作用分离兽药残留和杂质。（4）洗脱。用适量硅镁与洗脱液混合物冲洗固相萃取柱，去除杂质，并收集洗脱液。（5）浓缩。在氮气鼓风机中将洗脱液浓缩至接近干燥，以获得浓缩的兽药残留。

1.2 相液条件优化

由于提取液中的兽药残留通常以反异构体混合物的形式存在，其在物理和化学性质上具有一定的相似性，因此在常规洗脱条件下，干样品回收率较低。为了提高回收率，首先要对色谱柱的波长进行校正，以更好地分离不同异构体的吸收光谱，从而提高其分辨率和检测灵敏度。此外，通过调整平均增益以适应异构体的不同兽药残留在色谱柱上的吸附和洗脱行为。因此，在实验过程中，根据实际情况和实验要求，对色谱柱的波长和平均增益进行微调和优化，以确保得到最佳分离效果和检测性能。

1.3 兽药残留定性检测

基于鸡蛋兽药残留化合物萃取与相液条件优化结果，采用高分辨率的飞行时间质谱法（Time-of-Flight Mass Spectrometry，简称TOF-MS）对鸡蛋中的23种兽药残留同时进行定性检测。

飞行时间质谱法的原理主要基于不同质量的离子在相同动能下具有不同速度，进而飞行所需时间不同的事实，通过测量各种离子到达飞行管的时间，便可以得到离子的质荷比。在高效液相色谱（HPLC）对样品组分进行分离后，将这些组分引入四极杆飞行时间质谱（QTOF-MS）系统中进行进一步分析。

鸡蛋中23种兽药残留的检测过程如下：（1）样品引入。分离后的样品组分通过特定的接口，如电喷雾离子化（ESI）或大气压化学电离（APCI）转化为气态离子，这些离子化过程可使兽药残留样品分子带上电荷，适合进行质谱分析。（2）四极杆质量分析。离子化后的样品离子进入四极杆区域，只有具有特定质荷比（m/z）的离子才能通过，从而实现对离子的初步筛选和质量分析。（3）飞行时间分析。经过四极杆筛选的离子进入飞行管，轻质量的离子速度快，飞行时间短；重质量的离子速度慢，飞行时间长。（4）离子检测。离子在飞行管末端到达离子检测器，这是一个高灵敏度的电子倍增器，能将到达的离子转化为电信号，这些电信号将被记录并转化为质谱数据。（5）数据处理。利用计算机处理记录下的飞行时间数据，转化为质荷比（m/z）的信息，通过与标准品或参考数据库比对，可以识别出样品中存在的不同化合物，即兽药残留物质。

2. 实例论证分析

2.1 实验准备

为保证实验结果的真实性，在某实验室开展鸡蛋中5类23种兽药残留检测方法的性能测试。固相萃取仪用于样品预处理，包括萃取、洗涤、吹风干燥等步骤；四极飞行时间质谱仪用于检测和鉴定分离的兽药残留，提供高分辨率和高灵敏度的数据。先用注射器吸取溶液和注入样品，并将其储存在离心管中，静置12h后通过滤膜过滤溶液，采用上文所述方法萃取与浓缩样品。

根据色谱分离的要求，设置质谱仪的相关参数，如表2所示。

根据不同兽药残留的性质，选择离子对试剂作为流动相，将重新溶解的样品注入高效液相色谱仪，用色谱法进行分离，然后进入质谱仪进行检测和鉴定，从而确定不同类型兽药残留的浓度。

2.2 实验过程

本实验的具体操作过程如下：采集不同来源的鸡蛋样品，用适量乙腈提取、收集提取液；用适量洗脱液冲洗固相萃取柱，收集洗脱液，并用氮气鼓风机将溶液浓缩至几乎干燥；加入适量溶剂，使浓缩的兽药残留再溶解；采用质谱法检测每个成分的特征离子和相对丰度，将其与标准样品比较，以确定兽药残留浓度。

2.3 结果与分析

由于文章篇幅有限，下面以兽药氟苯尼考为例，进行检测结果分析。

制作氟苯尼考标准工作液，并将其加入空白鸡蛋中，经过样品前处理后，采用本文的方法进行测定。每个浓度测3次，得出信噪比平均值。当信噪比值≥3时，所对应的药物浓度即为分析方法的检出限，本文方法的检出限为1.5µg/kg；当信噪比值≥10时，所对应的药物浓度即为分析方法的定量限，本文方法的定量限为5.0µg/kg。

将上述制作的标准工作液稀释成一系列混合标准工作液，使氟苯尼考的浓度分别为10.0、20.0、40.0、80.0、160.0、320.0µg/L。将配制好的系列混合标准溶液在本文方法的实验条件下进行分析。以标准工作液浓度为自变量（x），峰面积为因变量（y），绘制相应的标准曲线。结果如图1所示。由图1可知，采用本文方法测定兽药残留的相关系数为0.9998，说明本文所述方法准确性高。

图1：氟苯尼考的标准曲线

分别准确称取（2±0.02）g匀浆好的空白鸡蛋样品，放入50mL锥形聚丙烯离心管中，加入适量氟苯尼考单个标准工作液，使其在各空白样品中的添加浓度为0.5MRL，采用本文的方法进行实验，每个浓度水平设置6个平行，最后将检测结果代入标准曲线中，计算样品回收率及兽药浓度与添加浓度之比。同时采用相对标准偏差评估样品精密度，在同一天不同时间点用同一台仪器和同一条标准曲线对0.5MRL、1.0MRL和2.0MRL添加浓度的样品进行测定，每个添加浓度设6个平行，求出标准偏差。检测结果如表3所示。由表3可知，本文所述方法的回收率在83.88%-94.62%，精密度在2.55%-5.4%，说明本文所述方法的检测效果更好。

为直观体现本文方法的有效性，引入光谱成像技术（方法1）、基于荧光技术的兽药残留检测方法（方法2）作为本文方法的对比方法。分别采用以上3种方法进行兽药残留浓度检测，并将基于不同方法得到的检测值与实际值进行比较，统计各方法的检测残差，分析对照组和本文方法的检测效果，对比实验如图2所示。根据图2可知，本文方法得到的检测残差值显著低于对照组方法，说明检测精度较高。分析原因可知，方法1和方法2检测效果较差主要是由于忽略了噪声和散射充分对兽药残留质谱特征提取过程的干扰，导致检测准确性较低。

图2：基于不同方法的鸡蛋兽药残留检测结果

综上，本文的研究方法有效弥补了传统方法检测精度不足的问题，通过实例验证证明了本文所述方法的可靠性。该技术不仅提高了检测的灵敏度和特异性，还可实现对多种兽药残留浓度的同时检测，大大提高了检测效率。

作者简介：高洁（1984-），女，汉族，山东济宁人，高级工程师，硕士研究生，研究方向为食品安全检测。