固相萃取反相高效液相色谱法检测太湖蛳螺中微囊藻毒素
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第24卷第5期V01.24,No.52008年9月Sep.2008
固相萃取一反相高效液相色谱法
检测太湖蛳螺中微囊藻毒素
DeterminationofmicrocystinsinthesnailgenuseriocheirfrOm
TaihuusingRP-HPLCwithanefficientsolidphaseextraction
闫建秀1,2虞锐鹏1汤坚1顾小红1
mⅣJian.z也’,2yURui-pen91TANGJianlGUXiao.hon91
(1.江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡214122;2.江南大学食品学院,江苏无锡214122)
(1.State研LaboratoryofFoodScienceandTechnology,Jiangnan№搿j移,Wuxi,五angsu214122,China;
2.SchoolofFoodScienceandTechnology,JiangnanUniversity,阢撕,^angsu214122,China)
摘要:建立一种高效液相色谱法测定太湖蛳螺中微囊藻毒素
RR和LR的方法。该方法采用固相萃取法进行纯化富集,用
2极管阵列检测器检测,比较不同提取溶剂、提取时间和淋洗
液等因素对样品中微囊藻毒素提取效率的影响。色谱条件:
色谱柱300SBZorbaxC18柱(250innlx4.6mmi.d.,5p.m),
流动相为乙腈:水(V:V)=35:65(舍O.1%甲酸),检测
波长为238nm。在2.5~100ng的范围内,进样量与峰面积
呈良好的线性关系。该方法灵敏度高,简便快捷,可作为水
生物中藻毒素风险评价和监测水生物体内蓄积的藻毒素较
可靠的分析方法。
关键词:高效液相色谱;固相萃取;微囊藻毒素;太湖蛳螺
Abstract:Mierocystins(MC—RR、MC—LB)inthesnailsamplesfrom
TaihuweTedeterminedbyRP—HPLCwithsolidphaseextraction.Micro-
cystins
weYeextl日ctedbysolidphaseextractionanddetectedbydiodeat-
raydeteetor.Theeffectof
differentsolvents,thetimeoftreatmentandthe
elutionsolutionsOntheextractionefficiencyofmierocystinswereconl-
pared.Acnlllmn300SBZorbaxC10(250mlnx4.6tonii.d.,5tun)was
selectedandthemobilephaseisacetonitrile-water(35:65),containing
0.1%formicacid.andthedetectionwavelengthis238nm.Asoodline-
arrallgeof2.5—100
ng
couldbeobtained.Theresultsindicatethatthe
methodissimple,rapidandaccurateforinvestigatingthepresenceofthetoxicmicrocystinsinaquaticanimals.
Keywords:RP?HPLC;Solidphaseextraction;Microcystius;Taihusnailgenuseriocheir
基金项目:农业部农业行业标准制定(项目编号:2006—182);江苏省科技厅仪器设备共享服务平台项目资助(项目编号:
06—57)
作者简介:闷建秀(1984一),女,江南大学食品学院在读研究生。
E—mail:wawa_yanll@sina.com
通讯作者:虞锐鹏
收稿日期:2008一嘶一16
92
近年来我国大部分湖泊水体富营养化加剧,藻类由此而大量繁殖,产生“水华”现象。蓝藻衰败的过程中产生有害蓝
藻毒素,其中微囊藻毒素(microcystina,简称MCs)是毒性最强的一种,它具有强烈的促肝癌作用¨J。MC存在多种异构体,其中毒性最大的MC.RR和LR最为常见。到目前为止,国内外因藻毒索引起的水生动物、鸟类、畜类甚至人类死亡的事件时有发生睢-4]。MCs在鱼体内的富集及污染状况逐渐引起了国内外学者的广泛关注”’61。MCs通过食物链而引起人类潜在的健康危害已成为一个重要的公共卫生问题。淡水水产品是我国重要的食物资源,其中以藻类为食的蛳螺,既是鱼类和河蟹等水生动物养殖的饲料,同时也是当地居民喜爱的一种水产品。食用这类被MCs污染的水产品,可能会对人类健康造成危害。
生物体内MCs含量最常用检测方法为高效液相色谱(HPLC)。HPLC技术一般采用正相或反相色谱对毒素进行分离,然后进行紫外、荧光或化学发光检测,可广泛用于MCs
的分离、鉴定和定量检测。该法有良好的灵敏度(可达0.1彬L)和选择性,与液相色谱一质谱联用、快速离子轰击色谱等昂贵仪器相比,价格便宜。与酶联免疫法相比,在定性和定量上更加可靠。将固相萃取法和反相高效液相色谱(RP.HPLC)相结合,可以准确定量MCs含量,从而更加有效地检测水产品中MCs。目前,我国不断加强对MCs的研究,调查MCs的污染状况,尤其是水产品中MCs的污染状况,应引起足够的重视。
本试验从环境安全和食品安全的角度出发,选取太湖蛳螺作研究对象,采用固相萃取法结合RP—HPLC检测两种常见的微囊藻毒素MC-RR和LR,优化处理步骤,建立一种简
安全与检测2008年第5期
便、快速检测蛳螺体内MCs的方法,为探讨微囊藻毒素对水产品的污染和水产品中微囊藻毒素的研究奠定了一定的基础。
1材料与方法
1.1材料
微囊藻毒素标样MC.RR、LR:瑞士Alexis公司,纯度>95%:
甲醇、乙腈:均为色谱纯,美国天地公司;
三氟乙酸(TFA):分析纯。
1.2仪器与设备
高效液相色谱仪Agilent1100:配2极管阵列检测器,美国安捷伦科技有限公司;
固相萃取柱ENVI—18:美国Supelco公司,500mg;
型台式离心机AnkeTGL一16B:上海安亭科学仪器厂;
型超声振荡器HS3120D:天津横奥科技发展有限公司;
恒温水浴锅W201B:上海申顺生物科技有限公司;
多功能食品搅拌器SG300一A:上海科骏电器有限公司。1.3方法
1.3.1蛳螺样中MC提取与制备蛳螺取样及制备参见水产品抽样方法(SC/T3016-—_2004)。取3g匀浆后的蛳螺样,加入85%甲醇水溶液20mL,超声提取10min(频率:50kHz,功率:100W),10000r/m.in离心10min,移取上层清液,沉淀再次抽提(方法同前),合并上清液,于40℃旋转蒸发至甲醇挥发尽。将此浓缩液通过已预处理好的c。。固相萃取柱,过柱速度约为3mL/min,先后用超纯水和20%甲醇溶液各5mL淋洗c。。柱去除杂质,90%甲醇溶液(含0.1%TFA)5mL将MC洗脱至容量瓶中,置于40℃水浴吹至半干后,用甲醇定容至lInL,经0.45岬有机微孔滤膜过滤后,待测。
1.3.2标准溶液配制取MC—RR、氓标准品配制成浓度为10tw/mL的储备溶液。准确移取标准储备液,用甲醇定容,分别配成浓度为0.25,0.50,0.75,1.00,5.00,10.00t培,/mL系列标准溶液。
1.3.3色谱分析条件色谱柱:ZorhaxSBC。8(250nlIB×4.6mmi.d.,5岬);流动相:乙腈:水(V:V)=35:65(含0.1%甲酸);流速:1.0mI/min;进样量:20IzL;检测波长:238nm;柱温:30oC。
2结果与讨论
2.1色谱分析条件的选择
试验中通过2极管阵列检测器进行紫外扫描发现MC?RR和LR的最大吸收波长均为238nm,因此选择238nm作为检测波长。色谱柱分别用了SymmetryC幢(250mmx4.6mm,5斗m),ZorbaxSBC18(250intox4.6mm,5pan),DikmaDiamonsilCll(250him×4.6mm,5pan)和Lichro-sphereC18(250Intox4.6mm,5ttm)4种反相色谱柱,并分别以甲醇~水、乙腈—水(O.1%甲酸)、甲醇一磷酸盐缓冲液为流动相,分离蛳螺中的MC-RR和LR。结果发现:在MC.LR出峰处,ZorbaxSBC埔(250mm×g.6mm,5gm)色谱柱的分离效果最好,如图1所示。ZorbaxSBC幅柱对于难分离的肽类物质有着较好的分离效果,且其高纯硅胶保证了良好的峰形。另外考虑238nm处甲醇的吸收大于乙腈,使得甲醇一水系统噪音较大,信号较弱,信噪比较小。而酸溶液和磷酸缓冲液对仪器腐蚀较大,特别是磷酸缓冲液对输液泵的密封圈腐蚀较大等因素,故选择ZorbaxSBCl。柱并以乙腈/水为流动相的色谱条件。
17.5
15.O
12.5
号1篓
2.5
O
o
1
17.5
15.0
12.5
lO.O
7.5
5.0
2.5
O
O5lO1520
时间
Tlme/min
O5101520
时向
Time/rain
(b)ZorbaxSBCt柱
以“~L一灭
-_.J一’_-●-?_‘
1
l
l
j
l
{
O5lO1520
时间
Tmle/min
(c)VikmaDiamonsilCm柱
时同
Ttme/min
(d)‰llIID|I,ht∞Cts柱
图1不同色谱柱对blC的分离
Figure1Differentcolmnnson
theseparationofMC在MC的提取过程中,粗提取液通过C。。小柱固相萃取纯化后,可去除大量极性化合物的干扰。因此采用35%乙腈(含0.1%甲酸)作为流动相进行等度洗脱,就可使色谱峰达
93
第24卷第5期
囝建秀等:固相萃取一反相高效液相色谱法检测太湖蛳螺中微囊藻毒素
到基线分离,使出峰时间尽量提前,在20min内完成,分离效果如图2(a)和(b)所示。MC-ILR、Lit与相邻峰分离良好,谱线比较平滑,未出现托尾现象。
2.2
MC—RR和LR提取条件的选择
2.2.1提取溶剂的选择水生动物体内的MC提取,常使用提取溶剂有以下3种:A:5%醋酸溶液;B:正丁醇:水:甲醇(1:4:15。V:V:V);C:85%甲醇水溶液”qj。试验中分别采用以上3种溶剂提取蛳螺体内MC,通过比较MC—LR的提取量,发现B和c的提取效果明显优于A,如图3所示。B和c相比较,B提取出的杂质更多,吹干易挥发物后粗提液较为浑浊,使得MC.LR色谱出峰处的杂质干扰也较多,干扰MC的准确定量分析。另外,甲醇具有通过蒸发就能快速浓缩的优点,故选用85%甲醇作为提取溶剂来提高提取效率,节省操作时间。
6
4o
{
2
086
罨4
2
0
3.5
8.513.5
时间
Timelnnn
8.5
13.5
(b)
18.5
时间
Time/rain
图2
MC标样(a)和蛳螺加标(b)HPLC色谱图
Figure
2
HPLCseparationofstandardandMCinsnail
o.9
一
o.8
善弘
o、翟
0.6
o-5
不同提取溶剂种类
图3提取溶剂对MC-LR提取效果的影响
lr唱ure3
Thedticierry0f
MC-H!明删∞by
differentsolutions
2.2.2提取方法的选择试验中通过25℃水浴振荡和超声波两种方法对蛳螺中微囊藻毒素MC.RR和ut进行提取,两者提取结果相近,见表1。由于超声波提取操作简便,水浴
94
振荡需较长,因此试验选取超声波提取。
2.2.3提取时间的选择试验比较了超声提取5。O。30
IIlin
对微囊藻毒索提取效率影响。超声提取5,10,30rain后,
MC.I晨的提取量分别为O.醅,O.78,O.76帖/g。结果表明:
超声提取10rain后微囊藻毒素的提取率略高于5min,超声提取lO,30min得到的结果差不多。从节约时间上考虑。本次试验选择超声提取10
rain。
裹l提取方法对MC—RR和LR提取效果的影响
Tablel
ExtractedquantityofMC.RRobtainedby
agitation
and
ultrasonitication/(鹇?g。1)
2.3
MC?RR和LR固相萃取条件优化
2.3.1杂质的淋洗SPE柱在洗脱前用适当的溶液进行淋
洗,可以减少杂质及其对目标物的干扰。在MC的固相萃取
中,一般都采用甲醇水溶液作为杂质淋洗液。甲醇浓度过低,杂质淋洗效果不好,严重干扰色谱峰;甲醇浓度过高,杂
质淋洗效果虽然明显,但同时也会将少量MC洗脱下来。因
此,选用合适的杂质淋洗液至关重要。试验过程中,分别选用20%,25%,35%,45%甲醇水溶液作为淋洗液,淋洗c。。固
相萃取柱,收集过柱后的淋洗液,比较其HPLC色谱图(图4)。结果表明:25%甲醇水溶液淋洗柱子时,可造成少量MC的流失,且随着甲醇浓度的增加,杂质洗脱能力越强,MC的流失也越大。因此选用20%甲醇水溶液作为杂质淋洗液最为合适。
6
4
a
1
2
03.5
5.0
7.5
10.o
12j
15.o
17.5
20.O
时间
T'nne/min
45%甲酵
35%甲醇
25%甲醇20%qj醇
图4不同浓度杂质淋洗液色谱图比较
Figure4
Chromatogramofdifferentdutions
2.3.2洗脱液的选择洗脱液是为了尽量将分析物从固定
相中洗脱下来以进行分析。在MC洗脱液吹于浓缩的过程中,甲醇浓度越高,浓缩越快,因此选3种高浓度的甲醇洗脱
液:90%甲醇水溶液+0.1%TFA、90%甲醇水溶液和100%甲醇溶液。使用90%和100%甲醇洗脱MC时,得到的回收率差不多,但洗脱下来的杂质太多,造成色谱峰干扰严重。而在90%甲醇洗脱液中加入0.1%TFA,则效果显著较前两
种更好,杂质峰干扰较小,回收率较高。加入’M改善回收
安全与检测2008年第5期
率的原因可能在于加入1下'A后,酸性环境促进了Mc多肽质子化,减少MC与硅胶表面硅醇基之间的作用,使其更容易被洗脱下来。
2.4线性关系和检测限
取浓度分别为0.25,0.50,0.75,1.00,5.00,10.00Ij,g/r,,L系列标准溶液,在色谱条件下测定。以标准溶液浓度(∥mL)为横坐标,以相应的吸收峰面积为纵坐标,进行线性回归分析,得标准曲线回归方程和相关系数,见表2。在2.5—100ng的范围内,进样量与峰面积呈良好的线性关系。在信噪比为3的条件下,使用2极管阵列检测器的绝对检出量为l嘴,最低检出限为0.1∥rnL。换算成实际样品重量,其检测限可达33.3ng/g。
裹2线性范围及相关系数
Table2Theregressionequationsoftheqnalytiealmethod
2.5精密度和回收率试验
分别准确称取6份蛳螺样品3g(不含MC),在其中3份中添加藻毒素浓度为blC?RR:O.551,Mc-LR:O.713峭/g;在
另外3份中添加藻毒素浓度为MC—RR:2。76,lVlC—LR:3.56∥g,按上述方法制备后分析测得回收率和精密度见表3。样品中Mc的回收率在79.1%一84.3%以上,相对标准偏差在3.8%-4.5%之间,说明该方法回收率高,重现性较好。
裹3蛳螺样MC检测方法回收率
Table3Recoveriesoftheanalyticalmethod
2.6样品的测定
在相同地点取样,对不同批次的太湖蛳螺样品按1.3.1方法进行处理并测定,结果见表4。
表4蛳螺样品中lVlC徽囊藻毒素含量’
Table4TheconcentrationsofMCinsnails/(峙?g一)tN.D.:未检出
结果表明:7月虽然是蓝藻爆发高峰期,但在蛳螺体内并未检测出MC,而2006年和2007年10月均检出不同含量的lVlC。显示太湖水体有毒蓝藻污染所产生的毒素已经影响到水产品的质量并存在潜在的食品安全危险。
WHO暂定的Mc.L11临时可耐受的每El摄取量(TDI)为0.04峙/(i,g?d)。假设一个成年人60kg,如果一天摄入3g蛳螺(2006年10月,lVIC.ut=O.81略/g)就会超过TI)I值。因此通过食用水产品摄入blC的风险不容忽视,建立起水产品中l~lCs的标准检测方法非常必要。
3结论
建立固相萃取法结合RE.I-IPLC检测被有毒蓝藻污染的水环境中蛳螺体内微囊藻毒素的方法。通过蛳螺体内Mc提取分离条件的比较,确定出85%甲醇为最佳提取试剂,超声提取10min为最佳提取方式和时间。当添加量大于0.5螨/g,方法回收率可达79%以上。综合上述结果表明,该法具有操作简便,灵敏度高,选择性好,回收率稳定等特点,是进行MC测试及评价水产品安全性的可靠手段。
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