食品質(zhì)量安檢測技術(shù)W430HLB柱、MCM柱在獸藥殘留檢測中的應(yīng)用-微教材

1、農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫農(nóng)產(chǎn)品/食品質(zhì)量安全檢測技術(shù)課程-微教材微課編號W4404微課名稱HLB柱、MCX柱在獸藥殘留檢測中的應(yīng)用所屬模塊獸藥殘留檢測子模塊M4-4獸用違禁促生長藥物的檢測 豬肉中瘦肉精（鹽酸 克倫特羅、沙丁胺醇和萊克多 巴胺）的檢測關(guān)鍵詞固相萃??；HLB柱；MCX柱；瘦肉精；豬肉是否通用，通用 農(nóng)產(chǎn)品 食品是否重點建設(shè)是 ，否微課類型講授型，實驗實訓(xùn)型微課形式混合拍攝式微課類型講授型，實驗實訓(xùn)型教學(xué)目標(biāo)了解周相萃取前的樣品處理目的和要求；掌握基質(zhì)固相分散萃取與分散固相萃 取的概念和用途；了解固相萃取技術(shù)發(fā)展趨勢；了解HLB柱特點及MCX柱特 點；通過豬肉中瘦肉精殘留

2、的凈化操作掌握固相萃取儀的操作。教學(xué)內(nèi)容知識點技能點1、周相萃取前的樣品處理2、基質(zhì)固相分散萃取匕分散固相萃取3、周相萃取技術(shù)的展望4、HLB柱特點5、MCX柱特點1、周相萃取僅規(guī)范操作2、瘦肉精殘留凈化的規(guī)范操作一、周相萃取的概述1、周相萃取前的樣品處理周相萃取利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物吸附，與樣品基體和干擾化合物分 離，然后再用洗脫液洗脫，或加熱解吸附達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的。是用高效、高選 擇性的固體物質(zhì)作為萃取劑進(jìn)行萃取的樣品預(yù)處理技術(shù)。周相萃取技術(shù)是基于固態(tài)（SPE吸附劑）與液態(tài)或氣態(tài)樣品之間的相互作用力而實現(xiàn)將目 標(biāo)化合物從樣品基質(zhì)中分離出來的，這項技術(shù)的局限性之

3、一在于要求樣品必須是液態(tài)或者氣 態(tài)，因此如果樣品是固態(tài)或者半固態(tài)，必須將其先制備為液體形態(tài)才能進(jìn)行固相萃取操作。即1 / 12農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫使是液體樣品，周相萃取也有其額外的苛刻要求， 即液體必須潔凈度高，不能有懸浮物或其它 固體顆粒，否則會在柱前形成堵塞，無法繼續(xù)過柱及洗脫操作。所以固體樣品要制備成液體， 液體樣品最好還要過濾。周相萃取前的樣品預(yù)處理主要目的歸為三點：1將目標(biāo)化合物溶解在適當(dāng)?shù)囊后w中；2、通過預(yù)處理使目標(biāo)化合物呈現(xiàn)被固相萃取柱保留的游離狀態(tài)3、調(diào)節(jié)液體樣品的pH值、離子強度和黏度。在建固相萃取方法過程中，樣品基質(zhì)的性質(zhì)與目標(biāo)化合物同樣重要，因為樣品基質(zhì)的p

4、H極性或非極性特征，離子強度等對目標(biāo)化合物在 SPE柱的保留產(chǎn)生影響。以生物組織的預(yù)處理為例，生物組織中有大量不溶于水和有機溶劑的蛋白質(zhì)等組分，在分析前必須除去，同時目標(biāo)化合物及其代謝物在生物組織中可能會與蛋白質(zhì)生成共腕物，必須通過適當(dāng)方法將這些化合物從蛋白質(zhì)分子中釋放出來。常用的方法有蛋白質(zhì)沉淀，強酸水解，酶水解，超聲波萃取，加速溶劑萃取及微波輔助萃取等。對于生物組織樣品來說，周相萃取往往 不是萃取手段，而是凈化手段。2、基質(zhì)固相分散（MSPD）和分散固相萃?。╠-SPE）基質(zhì)固相分散（MSPD是1989年美國Staren Barker首次提出并給予理論解釋的一種嶄 新的SPE技術(shù)，可同時分

5、散和萃取固體、半固體樣品?；赟PEWSPDE術(shù)，兼有SPE勺優(yōu)點，而且在操作上比SPEE簡便，提取、凈化能一步完 成。減少樣品損失。其基本操作是將試樣直接與適量反相填料研磨、混勻制成半固態(tài)裝柱淋洗。MSP掘縮了傳統(tǒng)的試樣前處理中所需的試樣均化、組織細(xì)胞裂解、提取、凈化等過程，避免 了試樣均化、轉(zhuǎn)溶、乳化、濃縮等造成的待測物的損失。是簡單高效的提取凈化方法。自提出 以來，MSPDft各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，尤其是在食品中藥物、毒物的安全分析中，顯示出獨 特的性能。2 / 12農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫amplei sad 1 spirting mate rid(II)Tranter io

6、 swinge barM and ccrnpress修即再E二 Uajnf，bkuJ m enliimnSTEPthrueJ C|tajntl 口OffllJSTEP MSPD eIkueih *rk1 TiMrkmh fkjVj&+! * 1 JI H際介了Olect mntcciilc款版hnpuriEieh以別他小Idcnlificahon sitciAAACA 1rAIAJ1中悔性錯治:)Condilioibirtg(Mnpalar 號口 I vcni)Li A A A ATT 除的罐 1.極件溶劑 Was lyingnotwular iuhcn)沈照(出破件溶劑IElminn(pol

7、zr sotvfnlji圖4.分子印跡固相萃?。∕I-SPE）的4個步驟5 / 12農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫3、更加自動化、高通量隨著科技的發(fā)展和檢測需要，周相萃取正經(jīng)歷著從手工操作到自動化發(fā)展的進(jìn)程，使操作人員從繁瑣重復(fù)的勞動中解放出來， 提高分析結(jié)果的重現(xiàn)性。市面上已經(jīng)出現(xiàn)全自動固相萃取 儀，能自動完成固相萃取的全部步驟， 以及出現(xiàn)圓盤式固相萃取柱可以增大檢測量， 但仍屬于 初步發(fā)展階段，今后會有一批高通量、合適不同分析領(lǐng)域要求的自動化固相萃取儀器問世。3. 1全自動周相萃取儀吉爾森公司ASFK XLi 全自動固相萃取儀制SPE柱的萌處理, 上樣、雜騰的洗滌出分析物的洗脫(可進(jìn)行

8、單組分 收集，也可進(jìn)行多組分收集)吉爾森公司全自動囿相萃取儀的工作原理iibiima niiil(C)對萃取物官動進(jìn)行IIPLCLC-MS 分析圖6.全自動周相萃取2圓盤式SPESPE0盤類似一張扁平過濾膜,厚度1mm直徑約496mm dSPEM有比cSP刖對較大的橫6 / 12農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫截面、固定相薄，這就使允許流速增大，萃取速度也增大，特別適合環(huán)境樣品如水中痕量有機 物的分析，可以加大樣品體積以提高檢測靈敏度。圖7.圓盤式SPE4、更加小型化、簡單化小型化簡單化是樣品前處理的發(fā)展趨勢，固相萃取技術(shù)也在不斷朝該方向努力，如瑞典公 司開發(fā)的微固相萃取技術(shù)，填充吸附劑微萃

9、?。∕EPS將1m酮相吸附劑裝填在注射管或注射 針頭與針管之間的萃取節(jié)中，操作方法同吸嘴型固相萃取相似，主要用在生物液中藥物的萃取。還有固相微萃取（SPME）技術(shù)，SPMESP豉術(shù)發(fā)展而來，是根據(jù)吸附-解吸原理，由萃取 頭（纖維）吸附樣品中揮發(fā)性或半揮發(fā)性有機污染物， 吸附一定時間后，取出萃取頭，置于氣相 色譜或高效液相色譜等儀器進(jìn)樣口， 進(jìn)行熱解吸（Gc）或溶解（HPLC）o其顯著優(yōu)點是集萃取、凈 化、濃縮、進(jìn)樣功能于一體，操作簡單、所需時間短、無需溶劑、用樣量少、選擇性強、容易 實現(xiàn)自動化，是極具發(fā)展前途的農(nóng)藥殘留分析前處理技術(shù)。0圖8.固相微萃取5、多種前處理技術(shù)結(jié)合，在線聯(lián)用多種樣品前

10、處理技術(shù)結(jié)合，特別是將不同的自動化樣品前處理儀器結(jié)合在一起，如加速溶7 / 12農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫劑萃取與固相萃取一起，微波輔助萃取與固相萃取一起，超臨界萃取和固相萃取一起等。并連 接到分析儀器上，是樣品從前處理到分析實現(xiàn)真正意義上的自動化將是分析領(lǐng)域的一個發(fā)展方 向。如超臨界周相萃取SFE以超臨界流體（CO2為洗脫液，使SFEJ口SP的合為可用于液體樣 品萃取的整體萃取技術(shù)。以超臨界流體作流動相，直接從固體（粉末）或液體樣品中將目標(biāo)物 質(zhì)（有機物）萃取出來的一種分離方法。在線聯(lián)用技術(shù)是樣品制備和處理技術(shù)發(fā)展的另一方向，可減輕勞動強度，節(jié)省人力，而且 可以防止人工操作產(chǎn)生的誤差

11、，提高靈敏度、準(zhǔn)確度與重現(xiàn)性。SPE柱 泵H4樣品溶液固相萃取與高效液相色譜聯(lián)用裝置圖 9.LC-SPEg邊學(xué)邊練、任務(wù)：HLB柱和MCX柱凈化豬肉中瘦肉精的提取液樣品：豬肉參考標(biāo)準(zhǔn)：國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21313-2007:動物源性食品中自受體激動劑殘留檢測方法（液 相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法HPLC-MS/MS ）豬肉中的鹽酸克倫特羅、沙丁胺醇和萊克多巴胺的殘留進(jìn) 行測定。首先了解B-受體激動劑的結(jié)構(gòu)特點。B -受體激動劑具有苯乙醇胺結(jié)構(gòu)母核， 為苯乙醇胺類物質(zhì)。按照苯環(huán)上取代基的不同，可 分為苯胺型和苯酚型，而苯酚型 B-受體激動劑又分為鄰苯二酚型、間苯二酚型及水楊醇型， 結(jié)構(gòu)如圖10所示。B-

12、受體激動劑的母核結(jié)構(gòu)及主要化合物列于表 1。可以看出B-受體激動 劑含有羥基，呈弱堿性。8 / 12農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫一 f”O(jiān))-CH一NH甩/ R. R,段圖1苯酚型受體激動劑分子姑構(gòu)圖片稱RiRiR3R4Rs笨酣型沙胺醉CHiOHOHHHc3CHs萊克專巳胺HOHHHHCH2-CH2-P-OH苯胺型克倫掙羅C1nh2ClHch5ch51天.-受郎激前手.，的母核赤陶,及其E登正合物HLB是一種全能型親水親脂平衡的水可浸潤性的反相吸附劑，即使填料抽干，HLB仍可保持高保留性能和重現(xiàn)性。HLB是由親脂性二乙烯苯和親水性 N-乙烯基叱咯烷酮兩種單體按一定 比例聚合成的大孔共聚物

13、，為反相吸附劑，通過一個 特殊的極性捕獲基團(tuán)”來增加對極性物質(zhì) 的保留，并提供很好的水浸潤性。主要用于酸性、中性和堿性化合物的通用型吸附，包括巴比 妥類，抗生素，吹類，咖啡因，染料，芳香油，脂溶性維生素，殺菌劑，除草劑，苯酚，類固 醇，表面活性劑，維生素，磷酸酯、藥物代謝物等。MCX固相萃取柱MCX是一種混合型強陽離子交換反相吸附劑。MCX提供了雙重保留模式，即離子交換和反相，保留作用發(fā)生在一種潔凈、穩(wěn)定、高表面積，在 pH0-14范圍內(nèi) 穩(wěn)定的共聚物上。MCX柱對堿性化合物具有高的選擇性和靈敏度，可耐受有機溶劑。可用來 分離塑料制品，食品或生物基質(zhì)(如血漿、尿液及組織勻漿)中的堿性化合物，如

14、苯丙胺，奶 粉及奶制品中三聚鼠胺、撲爾敏等。9 / 12農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫圖ll.Waters Oasis柱的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)為什么選用這兩種固相萃取柱？HLB是親水親脂的填料，對極性和非極性的物質(zhì)均有較好的吸附作用，對含有羥基（非 極性基團(tuán)）的有機物，有較好的保留作用。具有高回收率，高吸附容量，是用于酸性，中性和 堿性化合物的通用型吸附劑通過對 HLB柱的使用可以獲得更干凈的本底。MCX柱為混和弱陽離子交換柱，通過疏水相互作用和陽離子交換使有機物保留，對堿性化合物具有高選擇性和高靈敏性，適于吸附弱堿性化合物。根據(jù),受體激動劑的結(jié)構(gòu)特點，本實驗采用這兩種固相萃取柱豬肉提取液中的瘦肉精

15、 可以達(dá)到良好的凈化作用。二、操作技術(shù)要點：前面，我們已經(jīng)將豬肉中的瘦肉精進(jìn)行了提取操作，接下來看下凈化部分。HLB柱凈化活化。將HLB固相萃取柱在固相萃取儀上安裝好，使用前用 6mL甲醇、6mL水活化， 大約各用兩管，一管即為液面剛好達(dá)到萃取柱的柱口 。過柱。將豬肉提取液以2mL/min3mL/min的速度過柱，棄去濾液。此時不開真空泵， 以防止流速太快，出現(xiàn)待測樣未被萃取完全吸附，從而導(dǎo)致測定結(jié)果偏低的情況。淋洗。用2mL 5%甲醇淋洗，小柱抽干。此時應(yīng)開啟真空泵，將固相萃取柱盡量抽干， 以除去水分。否則洗脫液中會含有水，氮吹較難將水吹干。洗脫。裝上3支10mL離心管，用6mL甲醇洗脫，收

16、集洗脫液。此時應(yīng)開啟真空泵， 將萃取柱盡量抽干10 / 12農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫氮吹。洗脫液用氮氣吹至近干。調(diào)整氮吹針距液面1cm左右，調(diào)整合適的氮氣流量，吹至近干。復(fù)溶。用大約3mL0.1mmol/L高氯酸溶液溶解殘渣，采用漩渦振蕩混合均勻，供 MCX 柱凈化用。MCX柱凈化活化。將MCX柱在固相萃取儀上安裝好，使用前用 3mL 5%甲醇氨、3mL甲醇、3mL 水、3mL 0.1mmol/L高氯酸（pH4.0）溶液活化。過柱。將剛才用HLB柱制得的溶液過柱，棄去濾液。淋洗。用1mL甲醇淋洗，此時可不抽干，再用1mL 2%甲醇水溶液淋洗。此時需要抽干， 否則將造成結(jié)果偏小。洗脫。

17、最后用7mL 5%甲醇氨洗脫，收集洗脫液于10mL離心管中。注意控制流速，流 速不宜過快，應(yīng)使洗脫液成滴流下，最后要用真空泵抽干。氮吹。洗脫液用氮氣吹至近干。氮氣吹干實際是個富集濃縮過程，在惰性的氮氣流中將溶劑吹干，既可以保護(hù)被測物質(zhì)， 又可以將其濃縮，加大濃度，以備上機檢測之用。復(fù)溶。用甲醇-0.1%甲酸水（5+95）定容至1.0mL,漩渦混合1min,將樣液用巴氏管轉(zhuǎn) 移入進(jìn)樣瓶中，用于HPLC MS/MS測定。扉TII拓展閱讀周相萃取技術(shù)就是利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物吸附，與樣品的基體和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫或加熱解吸附， 達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的。 該技術(shù)

18、 基于液-固相色譜理論，采用選擇性吸附、選擇性洗脫的方式對樣品進(jìn)行富集、分離、純化， 是一種包括液相和固相的物理萃取過程： 也可以將其近似地看作一種簡單的色譜過程。 在此過 程中。首先要選用適當(dāng)?shù)娜軇ξ皆谖絼┥系母蓴_物進(jìn)行洗脫，然后再用洗脫劑對目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行洗脫，最終得到目標(biāo)物質(zhì)。與傳統(tǒng)的液-液萃取方法相比，SPE顯著的優(yōu)勢為：提高樣品處理量，大大減少溶劑的消耗和廢物的產(chǎn)生，回收率高，重現(xiàn)性好，極低的雜質(zhì)干擾，無乳 化現(xiàn)象，多種分離模式選擇，易于實現(xiàn)自動化。（缺點需要預(yù)先知道吸附、解析條件，否則需要摸索條件。）常用的固相萃取柱的類型有極性柱、非極性柱、陽離子交換柱、陰離子交換柱、共價型柱11 / 12農(nóng)產(chǎn)品與食品質(zhì)量檢測技術(shù)教學(xué)資源庫等。根據(jù)目標(biāo)化合物性質(zhì)和樣品類型選擇合適的固相萃取柱和淋洗劑。影響固相萃取效果的主要因素有：吸附劑類型及用量、水樣體積、洗脫劑類型等。盡量選 擇與目標(biāo)化合物極性相似的吸附劑，正相吸附劑保留極性有機物，反相吸附劑保留非極性有機 物或弱極性有機物，陰離子交換樹脂則適用于離子型的有機物。洗脫劑體積應(yīng)以淋洗完全為前 提，體積最小的為最佳。樣液中pH值也影響吸附效率。在吸附