雌性激素是具有广泛生物活性的甾体类固醇物质,雌激素的正常分泌,对于人体有重要作用。雌性激素不仅具有促进和维持女性生殖器官和第二性征的生理作用,而且具有滋润皮肤、促进毛发生长、促使乳房发育和增大的作用。目前,市面上有大量的保健食品宣称有祛斑、提高皮肤水分等美容功效,但常用的保健食品原材料难以在短时间内达到理想的美容效果,为了快速起效,不法商贩很可能在其中添加雌性激素。由于激素类物质在极低浓度下具有较强的内分泌干扰作用,过量的雌性激素可引起色素沉着,产生黑斑,内分泌紊乱和潜在的致癌性。相关的研究报道对该类激素检测方法主要有高效液相色谱法 (HPLC)、气相色谱 – 质谱联用法(GC–MS)、液相色谱 – 质谱联用法(HPLC–MS)、超高效液相色谱 – 串联四级杆质谱 法 (UPLC–MS/MS)等。 由 于 雌 性 激 素 具有极性较弱,熔点高,不易气化等性质,采用气相色谱 – 质谱法分析时,样品需要衍生化处理,操作繁琐,重现性差;液相色谱法检测灵敏度较低;而且这些方法普遍存在检测组分种类少、方法分散、操作复杂等缺点。因此建立一种同时检测保健食品中多种雌性激素的方法,对保障人体健康、提高生活质量具有重要意义。
液相色谱 – 质谱联用技术作为新型检测手段不仅具有准确、灵敏、快速等特点,而且适用于基质复杂、干扰严重的痕量化合物的分析检测,在食品安全、药物检测和环境监测等领域广泛应用。目前,国内尚未对保健食品中雌激素和孕激素的检测制定相应的国家标准,笔者建立了高效液相色谱 – 串联质谱法同时测定保健食品中多种雌性激素,对完善保健食品检验标准体系、为市场监管提供技术依据。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
液相色谱仪:Nexera XR 型,日本岛津公司;三 重 四 级 杆 质 谱 仪:[**]B SCIEX Triple Quad ™5500 型,配电喷雾离子源 (ESI),MultiQuant 数据处理系统,美国应用生物系统公司;
电子分析天平:CP[**] 225D 型,感量 0.01 mg,德国赛多利斯公司;
恒温数控超声波清洗仪:KQ–500 GDV 型,北京盈祥科技有限公司;
甲醇、乙腈:色谱纯,美国霍尼韦尔公司;
甲酸、氨水:色谱纯,北京盈祥科技有限公司;
20 种雌性激素标准品:详细信息见表 1 ;
样品:胶原蛋白维 C 粉,市售;
实验用水为超纯水。
1.2 标准溶液配制
20 种雌性激素标准储备溶液:1 mg/mL,分别精密称取 20 种雌性激素标准品各 0.01 g(精确至0.000 1 g)于 10 mL 容量瓶中,用甲醇溶解并定容至标线,混匀,于 –18℃下冷冻保存。
20 种雌性激素系列混合标准工作溶液:分别移取 20 种雌性激素标准储备溶液各 0.5 mL 于 50 mL容量瓶中,用甲醇定容至标线,混匀,配制成 20 种雌性激素质量浓度均为 10 μg/mL 的混合标准工作液。然后用甲醇逐级稀释成质量浓度分别为 0.04,0.2,0.4,1.0,2.0 μg/mL 的系列混合标准工作溶液。
1.3 仪器工作条件
1.3.1 色谱仪
色谱柱:Thermo RP–MS 型 (100 mm×2.1 mm,2.6 μm,美国热电公司 ) ;流量:0.3 mL/min ;柱温:30℃;进样体积:5 μL ;流动相及梯度洗脱程序见表 2。
1.3.2 质谱仪
离子源:电喷雾离子化源 (ESI) ;监测模式:多反应监测 (MRM) 模式;离子参数见表 3 ;20 种雌性激素的 MRM 条件见表 4。
1.4 样品处理
称取 1.0 g( 精确至 0.001 g) 样品于 25 mL 容量瓶中,加入适量甲醇,涡旋振荡 5 min,超声提取 20 min 后,用甲醇定容至标线,过 0.20 μm 滤膜,待测。
2 结果与讨论
2.1 色谱条件优化
采用 Thermo RP–MS 色谱柱对 20 种雌性激素进行分离,结果发现,采用等度洗脱时分离效果较差,因此采用梯度洗脱进行分离。梯度洗脱条件见表 2。
流动相组成影响化合物的峰形和离子化效率,实验发现,以乙腈为流动相各激素的信号响应优于甲醇,故选用乙腈 – 水体系作为流动相。通过调整梯度洗脱比例,在正离子模式下,水相中加入甲酸有利于目标物的离子化,在负离子模式下加入氨水可以改善色谱峰形、提高灵敏度。为达到最佳的灵敏度,在正离子模式下,在流动相中加入质量百分浓度分别为
1.0%,0.5%,0.2%,0.1% 的甲酸,在负离子模式下在流动相中加入质量百分浓度分别为 1.0%,0.5%,0.2%,0.1% 的氨水,结果表明,在正离子模式下在流动相中加入 0.2% 甲酸,在负离子模式下在流动相中加入
0.2% 的氨水均能达到最佳的灵敏度。
2.2 质谱条件优化
以乙腈 – 水 ( 体积比为 50∶50) 混合溶液为基准流动相,采用直接进样方式将标准溶液注入离子源,对 20 种雌性激素的 MRM 条件进行优化。在正离子和负离子模式下进行全扫描,结果表明,雌三醇等 9 种激素在负离子电离模式下,可获得较高丰度的[M–H]– 母离子,苯甲酸雌二醇等 11 种激素在正离子电离模式下,可获得较高丰度的[M+H]+ 母离子。根据母离子和响应最高的两组碎片离子进行定性,确定特征母离子和子离子,并对碎裂电压、碰撞能量和离子化温度等质谱条件分别进行优化,20 种雌性激素混合标准溶液正负离子电离模式下总离子流色谱图如图1 和图 2 所示。20 种雌性激素的 MRM 条件见表 4。
2.3 线性方程与检出限
在 1.3 仪器工作条件下,对系列混合标准工作溶液进行测定,以待测化合物的质量浓度 (x) 为横坐标,以色谱峰面积 (y) 为纵坐标,绘制标准工作曲线。以定量离子大于 3 倍信噪比 (S/N > 3) 对应的浓度作为方法检出限。20 种雌性激素的线性范围、线性方程、相关系数及检出限见表 5。由表 5 可知,己烯雌酚的质量浓度在 0.01~0.7 μg/mL 范围内,其余19 种雌性激素的质量浓度在 0.04~2.0 μg/mL 范围内与色谱峰面积呈良好的线性关系,相关系数均大于 0.995,方法检出限为 0.01~0.04 mg/kg。
2.4 加标回收与精密度试验
取空白样品进行加标回收与精密度试验,添加浓度分别为 5,25,50 mg/kg,按 1.4 方法处理样品,在 1.3 仪器工作条件下进行测定,其中加标量为 25mg/kg 浓度水平重复测定 6 次,其余两个浓度水平重复测定 3 次,分别计算平均回收率和加标量为 25mg/kg 时的相对标准偏差,结果见表 6。
由表6可知,20种雌性激素的平均回收率为 80.3%~114.5%,测 定 结 果 的 相 对 标 准 偏 差 为2.2%~5.8%(n=6),表明该方法具有较高的精密度和准确度,满足分析要求。
3 结语
建立了 20 种雌性激素的高效液相色谱 – 串联质谱的分析方法。该方法操作简单,结果准确,灵敏度高,重现性好,能有效提高保健食品中雌性激素的检测效率,对完善保健食品检验标准体系、为市场监管与监督提供技术依据。
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