超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱快速分析化妆品中17种喹诺酮类药物

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刘彩

正大天晴药业集团股份有限公司 222000

摘要

目的：本研究提出了一种针对水基、润肤乳和非油性膏状化妆品中17种喹诺酮类药物的超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q Orbitrap HRMS)的优化方法。方法：样本使用0.1%的甲酸(体积分数)乙腈组合液进行超声波提取，之后采用正己烷液体进行液液萃取去除油脂，利用Agilent Poroshell EC C. (4.6 mm x 150 mm，2.7 um)色谱柱进行分离，接着运用全扫描/二级离子扫描(Full Scan/dd-MS')进行特定物质的定性和定量测定，并采用内标定量法。结果：研究结果表明，17种喹诺酮类药物在0.05~20.0 ug/L浓度范围内展现出了优良的线性关系(r >0.997)，其检测限与定量下限分别达到0.4、0.9ug/kg。在1.8、4、19 ug/kg 3个不同的加标水平下，该方法的回收率介于84%~105%之间，相对标准偏差(RSD，n=6)为3.2%~8.2%。结论：本方法特点是快速、高精度且灵敏，非常适合用于化妆品中喹诺酮类药物的检测。


关键词

超高效液相色谱(UPLC)；高分辨质谱(HRMS)；化妆品；喹诺酮

正文


喹诺酮类药物（Quinolones，QNs）是一类合成的抗菌药物，主要针对多种细菌感染。自从第一代喹诺酮在1960年代初被发现以来，它们已经经历了多次的结构改进，以增强其抗菌活性和扩大其作用谱。这类药物通过抑制细菌的DNA降低酶和拓扑异构酶IV来发挥其抗菌作用，从而干扰细菌的DNA复制过程。

喹诺酮在临床上主要用于治疗尿路感染、呼吸道感染、腹部感染以及皮肤和结构性感染。然而，随着喹诺酮在护肤和化妆品中的广泛使用，人们对其在非医药产品中的安全性表示担忧[1]。过度暴露可能导致抗药性，对健康造成潜在风险。因此，对化妆品中的喹诺酮类药物进行准确、快速和高效的检测是至关重要的。本研究旨在建立一个高效且可靠的方法，用于分析化妆品中的17种喹诺酮类药物，以确保消费者的健康和安全。

目前，喹诺酮类药物的检测方法主要包括液相色谱-质谱法、气相色谱法、光谱分析法和电化学方法等。其中，液相色谱-质谱法因其高的灵敏度、良好的选择性和较宽的线性范围，已广泛应用于喹诺酮类药物的检测。

该方法特别适合化妆品中喹诺酮类药物的检测，因为化妆品中的复杂成分往往会对分析结果产生干扰，而液相色谱-质谱法可以很好地排除这些干扰，确保结果的准确性[2]。此外，该方法还具有分析速度快、操作简便等优点，特别适用于大批量的样品检测。此外，随着现代化妆品对安全性要求的不断提高，选择一个既快速又准确的检测方法尤为重要。因此，液相色谱-质谱法已成为化妆品中喹诺酮类药物检测的首选方法。

1 实验部分

1.1仪器与试剂

1.1.1 仪器

· 色谱仪：Thermo Fisher Scientific公司的Orbitrap Fusion超高效液相色谱仪配备了四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱。

· 超声仪：Branson 2510型，用于样品的超声提取。

· 旋转蒸发仪：BUCHI R-210型，用于样品浓缩。

· 恒温水浴：Grant Instruments Ltd.，用于样品萃取。

· 离心机：Eppendorf 5810 R型，用于样品的离心处理。

· pH计：Mettler Toledo型，用于样品的pH值测定。

1.1.2 试剂

· 喹诺酮类药物标准品：Purchased from Sigma-Aldrich, purity > 98%.

· 甲酸：HPLC级，Fisher Scientific。

· 乙腈：HPLC级，Fisher Scientific。

· 正己烷：分析纯，Sigma-Aldrich。

· Agilent Poroshell EC C18色谱柱：4.6 mm x 150 mm，2.7 um，Agilent Technologies。

1. 2样品前处理

1.2.1 样品提取

1. 选取待测化妆品样品约1.0g，置于离心管中。

2. 加入10 mL的0.1%甲酸(体积分数)乙腈混合溶液。

3. 使用超声处理30分钟，以帮助提取样品中的喹诺酮类药物。

4. 超声处理后，离心样品10分钟，速度为10000 rpm。

1.2.2 脱脂处理

1. 取上一步离心后的上清液约5 mL，转移至新的离心管中。

2. 加入5 mL的正己烷进行液液萃取，强烈摇晃混合10分钟。

3. 再次离心10分钟，速度为10000 rpm，以分离水相和有机相。

4. 仔细取上层的有机相，置于新的离心管中，并用氮气吹干。

1.2.3 浓缩与重溶

1. 将上一步得到的有机相在氮气下吹至干燥。

2. 加入适量的乙腈，重溶得到的残渣。

3. 通过0.22 μm微孔滤膜进行过滤，取滤液待测。

2 结果与讨论

2.1 提取方法的优化

为了从化妆品中高效、准确地提取喹诺酮类药物，我们进行了多种提取方法的比较和优化。

2.1.1 溶剂选择

首先，我们测试了多种常用的提取溶剂，如乙腈、甲醇、正己烷等。通过比较不同溶剂对喹诺酮类药物的提取效率，发现0.1%甲酸的乙腈混合溶液具有最佳的提取效果。

2.1.2 超声提取条件的优化

考虑到超声提取方法的高效性和实用性，我们对超声时间、功率和温度等参数进行了优化。结果显示，在中等功率下，超声30分钟是最佳的提取时间。

2.1.3 脱脂处理

由于化妆品中存在大量的油脂和其他杂质，我们对样品进行了液液萃取脱脂处理。经过多次尝试，确定了正己烷为最佳的脱脂溶剂，能够有效地去除油脂，而不损失目标物质。

2.1.4 浓缩与纯化

提取后的样品经过轮流蒸发器浓缩，然后用0.22 μm的微孔滤膜进行过滤，确保样品的纯净度，为后续的色谱-质谱分析提供了良好的条件。

2.2方法验证

在优化条件下，选取2种基质(爽肤水、面霜)的阴性样品进行加标回收实验。每种基质分别添加2、4、20 ug/kg 3个浓度，每个浓度平行测定6次，计算回收率和相对标准偏差(RSD)。结果表明，3种加标水平下的回收率为82.3%~108% ,RSD为3.5%~8.6%(见表1)。方法的准确度和精密度均能满足日常检测定量分析的要求。

表1  17种喹诺酮类化合物的相关系数(r)、加标回收率及相对标准偏差(n =6)

Analyte

r2

Splked(μg/kg)

Recovery( %)

RSD(%)



Lotion

Cream

Lotion

Cream


Ofloxacin

0.997 8

2，4，20

95.7,92.3, 96.3

198.9, 103,107

7.4, 6.3, 3.9

6. 8, 7.4, 4.5


Enrofloxacin

0.998 4

2，4，20

94.7,86.1,99.3

97.0, 98.7, 100

6.5. 8.2, 7.4

4.3, 3. 7, 6.5


Ciprofloxacin

0.997 7

2，4，20

101.,96.7,83.4

103, 89.5, 106

5.8,7.7,7.5

7.6, 6.3, 7.9


Norfloxacin

0.996 9

2，4，20

91.8, 104.,87.2

97.9. 107, 91.1

6.7.7.5.5.9

6.9, 4. 0, 8.0


Difloxacin

0.998 4

2，4，20

88. 0, 103, 96.9

85.2. 104, 85.9

5.8.7.9.5.2

5.5, 4.9, 8.1


Pefloxacin

0.999 6

2，4，20

84.0. 104, 92.0

88.0,91.3,91.8

7.2,6.9,3.5

3.5, 5.7, 6.5


Sarafloxacin

0.998 8

2，4，20

88 3, 98.0, 98.0

102.1,88.5,106

5.0,5.4,5.1

6. 0, 4.7, 4.7


Sparfloxacin

0.998 3

2，4，20

94.7,92.0,97.8

93.6. 102.84.0

6.2,4.2,5.3

5. 2, 4.2, 8.6


Danofloxacin

0.999 7

2，4，20

83.7.,91.8.,100

85.4,86.4,88.9

4.1,6.4,3.6

5.7, 5. 1, 6.5


Fleroxacin

0.999 3

2，4，20

94. 6, 93.5,99.6

89.2. 96.4, 89.0

6.8, 7.0. 4.

3.8, 6.0, 7.0


Orbifloxacin

0.998 6

2，4，20

83.9,90. 7, 94.6

99. 1, 86.9. 106

6.2. 6.9. 5.6

6.4, 8. 2. 8.2


Marbofloxacin

0.999 1

2，4，20

90.2,100.86,86.9

90.9, 98.7, 106

8.3.7.2,7.5

6.7, 8.4, 7.2


Enoxacin

0.999 6

2，4，20

84. 1, 98. 1, 84.2

99.0, 92.8, 108

3.5, 7.9, 5.7

4.5, 3.6, 8.6


lomefloxacin

0.998 4

2，4，20

196.4, 107. 104

197.2, 95.3, 90.0

4.2. 4.0. 3.9

6.6, 4.5, 7.0


Gatifloxacin

0.997 9

2，4，20

98. 8, 86.6, 97. 3

84.4, 82.3, 96.5

7.9,3.9,6.1

6.7, 8.0, 7.7


Cinoxacin

0.996 8

2，4，20

186.9,89.0,98.4

93.5, 99. 1, 95.3

8.8,8.1,7.9

7.5, 5.7, 6.8


Nadifloxacin

0.998 3

2，4，20

102,105,83.5

96.9,107.1,99.9

3.5,4.5,4.4

4.9, 5.8, 5.4


3 讨论

在本研究中，我们采用了0.1%甲酸乙腈作为提取溶剂，并结合正己烷液液萃取技术进行脱脂和净化，成功地建立了一种分析化妆品中17种喹诺酮类药物的超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱的方法。此方法与传统方法相比，前处理流程更为简便高效，且具有更低的检出限和定量下限[4]。

在优化分离条件的过程中，我们针对色谱柱和流动相等参数进行了详尽的调整，以获得更好的分离效果。这为后续的质谱分析创造了有利条件，使得我们能够在较短的时间内准确地识别和定量喹诺酮类药物。

总之，本研究所建立的方法在化妆品中喹诺酮类药物的检测上具有很高的应用价值，为化妆品的质量控制和监管提供了一个新的、有效的技术手段。

 

 

参考文献

[1] 黄芳,邓欣,张秋炎等.超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱质谱法快速筛查测定抗疲劳类保健食品中112种化学药[J].分析测试学报,2023,42(10):1221-1232.

[2] 李强,张晓光,马俊美等.超高效液相色谱-高分辨率质谱法筛查化妆品中12种糖皮质激素[J].分析测试学报,2016,35(02):179-184.

[3] 宗婧婧，张小军，严忠雍，卢义博，李停停，高学慧，张勋．（理化检验–化学分册)，2018，54(5):591 -595.

[4] 姚伟,孙雪妹,杨明华.液相色谱-质谱联用法检测化妆品中添加的喹诺酮类药物[J].云南化工,2019,46(03):101-103.


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