ZIF-8/硅胶杂化整体柱-毛细管电色谱法分离检测虾中6种磺胺类抗生素

ZIF-8/硅胶杂化整体柱-毛细管电色谱法分离检测虾中6种磺胺类抗生素

靳凤龙

齐齐哈尔市检验检测中心黑龙江齐齐哈尔161000

摘要： 本文采用溶胶凝胶法制备以ZIF-8为固定相、四甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷为硅胶基质单体，制备了ZIF-8/硅胶杂化整体柱，并将其作为分离通道，建立毛细管电色谱法分离检测虾中6种磺胺类抗生素。结果表明，实验所建立的ZIF-8/硅胶杂化整体柱-毛细管电色谱法具有高效、快速、准确等优点，适用于复杂基质中残留磺胺类抗生素的检测分析，为ZIF-8固定相与药物分子相互作用方面提供数据支持。

关键词：ZIF-8；整体柱；毛细管电色谱；磺胺类抗生素

中图分类号：O657.3文献标识码：A

长期以来，食品安全一直是公共卫生领域最大的问题之一。在所有的食品安全问题中，动物源性食品中的抗生素残留严重威胁人类健康，是严重的食品污染源[1-2]。磺胺类抗生素（Sulfonamides，SAs）用于治疗细菌和原生动物感染的时间最长，被认为是第一个系统使用的抗生素[3]。不合理的使用使其在食品、环境残留现象普遍[4]。与此同时，由于传统的SAs监测检测技术存在样品前处理程序复杂、基质干扰严重、选择性和灵敏度差等问题[5-7]。因此，开发建立新的复杂基质中SAs的检测方法势在必行。

本文采用溶胶凝胶法，以ZIF-8为色谱固定相，四甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷为硅胶基质单体制备了具有良好稳定性和重现性、柱效高、分离能力强的ZIF-8/硅胶杂化整体柱。同时，以此为分离通道，采用毛细管电色谱对水产品（虾）中6种SAs进行了定性、定量分析，得到了满意的结果。

1 实验部分

1.1仪器与试剂

PA800 plus型毛细管电泳仪（美国Beckman Coulter公司）；P200Ⅱ型高压恒流泵（中国大连依利特分析仪器公司）；S-3400型扫描电子显微镜（日本Hitachi公司）；Nicolet 380型傅立叶红外光谱仪（美国Thermo公司）；D8型X射线衍射仪（德国Bruker公司）。毛细管柱（i.d. 100 μm，河北永年孟锐仪器科技有限公司）。WEDO QuEChERS试剂盒（天津，瀚星天择科技有限公司）。四甲氧基硅烷（TMOS）、甲基三甲氧基硅烷（MTMS）、2-甲基咪唑、 Zn(NO3)2∙6H2O（分析纯，中国伊诺凯科技有限公司）；SAs（标准物质，北京碳膜标准物质中心）。

1.2 ZIF-8/硅胶杂化整体柱的制备及电色谱条件

ZIF-8/硅胶杂化整体柱的制备参照文献[8]。实验采用毛细管电色谱分离模式，进样压力0.73 psi，进样时间50 s，加反向电压-15 Kv 10s，停止施加反向电压，设置分离电压15 kV，柱温20 ℃，20 mmol/L pH=8.5 的磷酸盐缓冲体系，检测波长为275 nm。

1.3实际样品分析

采用保留时间定性，标准曲线法定量，目标分析物贮备液浓度为1 mg/mL，逐级稀释后待测浓度范围为0.05-20 μg/mL。选取市售水产品（虾）作为分析样品，采用农业部1077号公告-1-2008方法对其中SAs残留量进行测定，结果为未检出，此样品即为空白样品。在空白样品中添加三个不同水平浓度标准样品，按本实验所建立的电色谱方法进行检测分析，计算空白样品加标回收率。

建立ZIF-8/硅胶杂化整体柱电色谱法测定水产品（虾）中SAs残留量。样品前处理具体操作：称取试样5 g（精确到0.01 g），置于50 mL具塞离心管中，加入10 mL 0.2 mol/L的乙酸铵缓冲溶液，涡旋30 s后室温静置30 min，加入15 mL 1%氨水-乙腈溶液（V/V=4/96），5.0 g 无水硫酸钠，涡旋1 min后9500 r/min离心5 min，收取上清液置于另一离心管中。剩余混合物再次重复上述步骤，合并两次提取液，待净化。将QuEChERS吸附剂加入到提取液中，充分混合，涡旋30 s后9500 r/min离心5 min，取上清液40 ℃氮吹近干，加入1.0 mL 乙腈-磷酸缓冲盐（V/V=2/8）溶解，涡旋，过0.22 m滤膜，上机待测。

2 结果与讨论

2.1 ZIF-8/硅胶杂化整体柱的性能评价

以苯、甲苯和乙苯为分析物，用保留时间和柱效的相对标准偏差（RSD）对ZIF-8/硅胶杂化整体柱的重现性和稳定性进行评价。ZIF-8/硅胶杂化整体柱的日内、日间和柱间的保留时间的RSD为1.90~3.27%，平均柱效的RSD为2.09~6.65%。结果表明，ZIF-8/硅胶杂化整体柱呈现良好的重现性和稳定性。

2.2 ZIF-8/硅胶杂化整体柱实际样品分析应用

为进一步研究ZIF-8/硅胶杂化整体柱在实际样品中的应用，以SAs为目标分析物，以ZIF-8/硅胶杂化整体柱为色谱分离通道，初步建立毛细管电色谱分离分析SAs方法。以峰面积和浓度（0.05-20 μg/mL）分别为横、纵坐标，绘制标准曲线，见表1。结果表明，浓度与峰面积间呈良好的线性关系，相关系数大于0.9990。同时，根据3倍仪器信噪比计算目标分析物的检出限为0.040-0.048 μg/mL。对于5 g样品，最终定容1 mL，CEC目标分析物质量检出限为8.0-9.6 μg/kg。以上数据表明，该方法检出限较低、线性范围宽，适用于实际样品中的分析检测。

取5 g水产品（虾）空白样品，加入的SAs标准溶液，添加浓度分别为10.00 μg/kg、100.00 μg/kg和1000.00 μg/kg，按1.4和1.3方法对空白基质加标样品进行前处理-上机分析，测定步骤进行5次平行操作，计算加标回收率（表2）。结果显示，SAs平均回收率为92.39%~101.60%，RSD≤2.98%。表明该方法准确可靠，可以用于虾类水产品中SAs的定量分析检测。

表1 6种SAs的线性方程、检出限及定量限

表2 空白样品中SAs的加标回收率（n=5）

与农业部1077号公告-1-2008检测方法进行对比，虽然本实验所建立的ZIF-8/硅胶杂化整体柱电色谱法的检出限高于标准方法，但是仍能满足GB 31650-2019标准中对SAs最大残留限量要求（100 μg/kg）。与此同时，本方法在前处理过程中，采用的QuEChERS方法有效的去除了基质杂质干扰，无需加入内标即可准确定性定量分析；在仪器分析过程中，毛细管电色谱方法在时间和方法成本均优于HPLC-MS/MS。由此可见，ZIF-8/硅胶杂化整体柱电色谱法具有分析时间短、分离效率高、试剂用量少、准确可靠等优点，适用于水产品中SAs的分析测定。

结论

采用溶胶凝胶法制备了ZIF-8/硅胶杂化整体柱，并以此为分离通道，建立了毛细管电色谱分离检测水产品（虾）中SAs的方法。研究证明，制备的整体柱具有较高的柱效（大于 56245 plates/m）和良好的稳定性（柱效RSD小于6.65%，保留时间RSD小于3.27%），建立的方法快速高效（6种SAs保留时间小于9.80 min）、准确可靠（空白基质加标回收率92.39%~101.60%），为复杂基质中SAs准确的定性、定量分析提供了新型色谱固定相和理论数据支持。

参考文献

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