质谱守望健康，SCIEX兽药残留的完整解决方案

2024-08-2968

我国是世界上兽药生产和使用大国，同时兽药残留的危害日益严重，导致了毒理作用、动物源细菌耐药性、诱导变态反应以及环境污染等危害，因此禽、兽肉目前国家监管日趋严格。

目前兽药残留监管主要体现在动物源性食品、饲料等多个层面的安全监管、风险控制以及相关的科学研究等多个层面。安全监管方面，主要体现在农业农村部、国家卫生健康委员会和国家市场监督管理总局公告2019年第114号，《食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量》( GB 31650. -2019) 。食品安全国家标准等食品安全国家标准颁布实施。风险控制方面主要体现农业农村部第676号公告发布了《饲料中风险物质的目标物筛查与确认液相色谱–高分辨质谱法》等一系列筛查检测方法的陆续颁布实施。科研前瞻方面主要体现在，兽药代谢、降解等多个方面的研究。

复杂基质是目前兽药检测较大的影响因素，一直困扰着兽药检测的各项工作。为了应对目前兽药检测的需求，推出了从标准覆盖、风险控制、科研前瞻、复杂基质特色方案等四个维度的方案，极大的方便了检验检测科研的需求。

一、标准覆盖

基于三重四极杆质谱开发了一系列的兽药检测方案，针对现行的国标或行标开发配套的拿来即用的方法，方便日常检测和满足扩项的需求。

方案覆盖全而广：定量方法覆盖现行所有的标准，包含了农业农村部公告388、594、676号等多个公告；高度覆盖了《食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量》( GB 31650. -2019)限用目录，农业农村部250公告禁用兽药目录，兽药典以及目前兽药研究的热点化合物。

多重验证：涉及方案均进行了相关标准多个基质的验证；每个方案均多次在客户端与客户合作完成验证，重复性更好。

前处理方案完备：前处理严格按照标准进行验证，对每一个标准的注意事项进行总结和归纳。

灵敏度和重现性：Turbo V离子源，高压聚焦Q0和QJet离子导入技术结合LINAC 线性加速碰撞池技术和脉冲计数检测器技术，提供更加稳定的数据和更低的灵敏度和强大的抗复杂基质干扰保障。

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1. GB 31650系列标准-农业农村部388、594公告对标方案

本文采用高效液相色谱串联质谱建立了对于新颁布中华人民共和国农业农村部公告第388、594号公告所中液质标准和液质能检测的项目进行了方案开发。

该方案涵盖了GB 31658系列、GB 31656系列、GB 31657系列、GB 31659系列、GB 31613多个系列50多个标准。

本方案内容详尽，经过多方验证、多基质验证，涵盖液相方法和质谱方法同时提供了各个标准的前处理注意事项等，保障了方法的适用性，保障客户拿来即用。

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图1. 详尽方案设计

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图2. 方案内容

2. 农业农村部第676号公告《饲料中风险物质的目标物筛查与确认液相色谱–高分辨质谱法》对标方案

农业农村部第676号公告发布了《饲料中风险物质的目标物筛查与确认液相色谱–高分辨质谱法》检测方法。针对该标准建立了饲料产品中447种化学风险物质高通量快速筛查与确认的解决方案。

本方案包括液相方法、质谱方法、一级筛查列表、二级谱库。操作简单快速，结果判定方便准确，免去方法开发的时间，拿来即用，省时省力。

图3. 447种化学风险物质提取离子流图

（左：反相色谱ESI+；中：反相色谱ESI-；右：HILIC色谱ESI+）

二、风险评估

除对标的方案外，为了帮助客户更好的进行风险评估，基于QTOF 质谱和QTRAP 质谱分别建立了完整的高通量筛查和定量方案。

1）QTOF方案包括630种化合物的液相条件，质谱条件、保留时间、二级谱库、带有加合离子的一级筛查列表。其中高分辨标准谱库除了包含630多种兽药的电子诱导解离（CID）二级谱外，还包括240多种化合物的电子激活解离（EAD）碎裂技术的二级谱。

2）QTRAP方案包括360种化合物的液相条件，保留时间、MRM参数以及二级谱库。两套方案均可以拿来即用。

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1. 应用高分辨质谱（QTOF）高通量筛查630种兽药残留

依赖超快的扫描速度结合动态背景扣除（DBS）技术：一针进样同时得到样品高质量的一级MS和二级MS/MS质谱信息。

本方法包含630种兽药，涵盖GB 31650规定的所有化合物，同时囊括了还包含国内外研究热点覆盖30多类各种不同用途兽药。方案并在猪肉基质、可食用组织、鸡蛋、水产品、蜂蜜、牛奶、动物尿液等多个产品中进行了验证；方案提供完整的一级筛查列表与多能量的二级数据库；CID谱库和EAD谱库，并且该兽残筛查方案还在不断更新扩展。

图4. 630种兽药提取离子流图

（左：反相色谱ESI+；中：反相色谱ESI-；右：HILIC色谱ESI+）

2. QTRAP实现同时定性和定量分析筛查360余种兽药残留

独有的QTRAP技术应用于科研：基于多反应监测-信息依赖-增强子离子技术（MRM-IDA-EPI）采集方式及谱库检索技术，通过化合物的保留时间、离子对丰度比以及EPI标准谱库检索对比，进行高通量兽药的快速筛查和确证；

360多种兽药定量大方案包含了目前兽药领域绝大多数药物，除了完整的方法和谱库外，还提供标液配置、储存，前处理，仪器测试等多个方面的详尽信息，并在猪肉基质、可食用组织、鸡蛋、水产品等多个产品中进行了验证，并且该兽残筛查方案还在不断更新扩展。

提取离子流图如下：

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图5. 360种兽药提取离子流图（上图：ESI+；下图：ESI-）

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图6. 猪肉样MRM_IDA_EPI同时定量和定性

三、科研前瞻——兽药代谢产物鉴定

除兽药化合物原型外，兽药代谢研究是目前兽药研究的热点，主要通过研究母药的代谢途径和动物体内的I相、II相代谢物，从而研究药物在动物体内的变化，为兽药研究、食品安全监管提供一手的科研数据。

提供两种解决方案：

1）QTRAP结合LightSight软件：基于QTRAP系统结合动物体内的I相、II相代谢物，利用LightSight进行代谢物鉴定，从而研究药物在动物体内的变化，为兽药研究提供有力的依据。

2）QTOF结合Molecule Profiler 软件：进行代谢物和降解产物的研究：基于高分辨质谱数据，以及括I相II相代谢规律，结合母药的二级碎片信息，利用Molecule Profiler 软件完成母药的代谢物鉴定工作

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1. QTRAP技术结合LightSight应用与兽药代谢研究

示例：QTRAP技术结合LightSight用于可乐定酮代谢产物鉴定

利用LightSight通过pMRM(+)_IDA_EPI(+)发现的代谢物最终鉴定到10种可乐定代谢产物。

图7. 基于LightSight进行可乐定代谢产物鉴定。

方案结合QTRAP质谱强大的EPI富集二级质谱，实现超过三重四极杆两个数量级以上的二级灵敏度，用于结构解析，特别在低浓度样品LightSight软件模块化流程化的鉴定方式，快速、高效、灵敏度高。

2．高分辨结合Molecule Profiler软件代谢物鉴定

示例：高分辨结合Molecule Profiler软件用于赭曲霉毒素代谢物鉴定

赭曲霉毒素为饲料中带入动物体内，在兽药检测过程中常困扰日常监测，因为饲料被动物食用后代谢为其他产物，从而产生危害，因此赭曲霉毒素A（Ochratoxin A，OTA）OTA的代谢物研究对于动物饲料安全至关重要。

Molecule Profiler通过对代谢途径的预测，包括I相II相代谢的发生，结合母药的二级碎片信息，Molecule Profiler 软件可以帮助预测和解析代谢物的结构，进而完成母药的代谢物鉴定工作。举例如下：

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图8. 基于Molecule Profiler进行赭曲霉毒素代谢产物鉴定

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图9. 赭曲霉毒素产物鉴定

四、复杂基质特色方案——MRM³定量和SelexION离子淌度定量方案

对于复杂基质，如蹄筋、肝脏等动物源食品，常会遇到本底有干扰或者基线高、灵敏度差的情况，对于复杂基质样本提供两种优异的解决方案：

1）应用QTRAP质谱MRM³即孙离子定量显著提高专属性，降低基线噪音，提升灵敏度的同时降低基质干扰，减少假阳性干概率。

2）应用SelexION离子淌度技术降低干扰和进行同分异构体分离： SelexION技术增加了新一维度的分离，在同分异构的分离，减少基质中的干扰物及降低背景噪音方面均能起到良好的效果，从而更准确定量。

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1. 高选择性MRM³检测复杂动物性食品中兽药残留

应用QTRAP质谱高选择性的MRM³扫描模式，通过母离子-子离子-孙离子的多重碎裂，最终使用孙离子进行定量。有效提高专属性和灵敏度。如下图，MRM两对离子均有严重干扰，导致无法进行准确定量，采用孙子离子定量，有效提升灵敏度，同时更好的确证是否为真正的阳性检出。

图10. 基质样品中MRM³色谱图

图11. 高质量MS³去除背景干扰和提升灵敏度

2. SelexION离子淌度质谱技术

SelexION离子淌度质谱技术通过在离子淌度池施加分离电压（SV）产生交替的高场和低场，使离子以不同的速率向两个电极中的一个迁移，通过施加另一个补偿电压（COV），纠正目标离子的迁移轨迹，由于COV是化合物依赖性参数，所以与目标分析物的迁移轨迹不同，从而实现分离；使用SelexION DMS技术增加了新一维度的分离，提高了分析方法的选择性，因此在减少基质中的干扰物及降低背景信号方面能起到良好的效果。

示例：在猪肝基质中β激动剂类检测的应用

在某猪肝基质中，低浓度克伦特罗受背景峰干扰严重。应用SelexION技术提升选择性和特异性，使得背景噪音下降100倍以上，排除干扰峰，灵敏度提高约10倍。