高通量GC-MS/MS和荧光免疫分析技术检测金银花中农药残留的应用研究

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金银花是我国传统的药食两用中药材,既能清热解毒,还可疏散风热,广泛用于治疗痈肿疔疮、热毒血痢、温热发病、风热感冒等。金银花花期较长,需在种植过程中喷洒农药来避免其遭受病虫害,且滥用农药的现象时有发生,金银花中农药残留问题值得关注。因此,开展金银花中农药的污染研究,建立金银花中农药残留的高通量和快速检测方法,对保障其安全性和有效性,突破国外贸易壁垒具有重要意义。本研究通过羟基化多壁碳纳米管(MWNTs-OH)进行样品前处理,建立了适用于金银花中57种农药残留检测的气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS);并对金银花中农药残留进行了风险评估,针对检出率较高及存在潜在膳食摄入风险的农药氟虫腈建立了基于荧光微球标记的荧光免疫快速分析方法。1.羟基化多壁碳纳米管作为净化剂应用于金银花中多种农药检测在本研究中,采用MWNTs-OH、N-丙基乙二胺(PSA)和无水硫酸镁净化样品中的色素及其他杂质,建立了运用GC-MS/MS检测金银花中57种易污染农药残留的方法。比较了六种多壁碳纳米管的净化效果和回收率,发现使用直径为20~50 nm,长度为10~30μm的MWNTs-OH可获得最佳结果。优化条件后,在1~100 ng·m L-1范围内线性良好。三个加标浓度的平均回收率在80.4%~118.5%范围内,相对标准偏差≤20%。定量限为0.4~5.0μg·kg-1。本研究使用已建立的方法对从中国市场采集的37批金银花样品进行农药残留分析,8种农药有检出。其中氟虫腈、甲基对硫磷和特丁硫磷砜的残留量均超过中国药典规定的定限量。与Quick(快速)-Easy(容易)-Cheap(便宜)-Effective(有效)-Rugged(稳定)and Safe(可靠)(Qu ECh ERS)前处理方法和采用亲水亲油平衡共聚物作为萃取相的固相萃取(HLB-SPE)前处理方法相比,MWNTs-OH方法的应用可以更好地去除复杂基质中的色素,并尽可能保留目标分析物。这种新建立的方法具有分析时间短、溶剂消耗少和回收率高等优点。2.金银花中农药残留风险评估根据GC-MS/MS检测结果,对金银花上检出的8种农药进行短期膳食摄入风险评估和长期膳食摄入风险评估,风险结果分别用短期(急性)风险商值(HQa)和长期(慢性)风险商值(HQc)评价,结果显示金银花中检出农药的HQa和HQc均低于100%,风险水平都在可接受的范围之内。其中,短期和长期膳食摄入风险值最高的农药均为氟虫腈,存在一定的潜在膳食摄入风险,在金银花农药残留监控过程中需要对其加强重视。3.基于荧光微球标记的氟虫腈荧光免疫分析方法根据GC-MS/MS检测和风险评估结果,对金银花中检出率较高和存在潜在膳食摄入风险的农药氟虫腈,建立了一种基于绿色荧光微球标记的荧光免疫分析方法(FLISA)。这是关于荧光微球成功应用于中药材基质中氟虫腈检测的首次报道。为提高检测灵敏度,优化后确定的条件为:包被原浓度为156.25 ng·m L-1,采用2%牛血清蛋白(2%BSA)为封闭液,抗体浓度为312.50 ng·m L-1,荧光二抗使用浓度为1:50,以10%甲醇-磷酸盐缓冲溶液(10%甲醇-PBS)稀释样品可实现氟虫腈最佳的检测效果。该方法的检测限和半数抑制浓度(IC50)分别为0.21ng·m L-1和8.61 ng·m L-1,比酶联免疫分析法(ELISA)的灵敏度提高了约3.5倍。经过方法验证,本研究将建立的方法成功应用于金银花样品中氟虫腈的测定,并与GC-MS/MS测定结果进行对比,结果显示:该法可准确、快速筛查出金银花中氟虫腈阳性样本,作为实际样品检测的初步筛査工具,不仅能提高分析通量,还可降低现场快速检测成本。
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