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立达霉在草鱼体内的代谢机制研究

2018-05-14吕新美杨宗英姜莺颖董亚萍胡鲲杨先乐

安徽农业科学 2018年11期
关键词:代谢残留草鱼

吕新美 杨宗英 姜莺颖 董亚萍 胡鲲 杨先乐

摘要[目的]研究立达霉在草鱼体内的代谢机制。[方法]采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)检测方法,检测草鱼在立达霉单次口灌200mg/kg,浸泡9mg/L剂量条件下,其肝脏组织中立达霉原药含量及代谢产物的种类,研究立达霉在草鱼肝脏组织中的代谢机制。[结果]在口灌组及浸泡组,肝脏组织中的立达霉以原药(M0)为主,高于75.00%;立达霉在草鱼体内代谢产物主要有4种,分别为代谢物N-(2-羧基-6-苯甲基)-N-(甲氧乙酰基)丙氨酸、N-[(2-羟甲基)-6-甲苯基]-N-(羟乙酰基)丙氨酸、N-(2,6-二甲苯基)-N-(羟乙酰基)丙氨酸和N-(2-羟甲基-6-苯甲基)-N-(甲氧乙酰基)丙氨酸甲酯,各代谢产物所占比例均小于10.00%。[结论]立达霉在草鱼肝脏组织中残留应以立达霉原药作为残留检测标识物。

关键词 立达霉;草鱼;代谢;残留;标识物

中图分类号 S948 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2018)11-0161-03

立达霉(Ridomil)是Ciba—Geigy公司(瑞士)的Schwinn于1977年首先报导的新型高效内吸杀菌剂,其通用名称为metalaxyl(英国标准协会认可、国际标准化组织建议),代号为CGA48988。立达霉属于苯甲酰胺类农药,常用作系统性真菌剂,用于作物的病原性真菌防治,效果良好。立达霉中文商品名为瑞毒霉、甲霜安、瑞多霉、甲霜灵、阿普隆、保种灵、瑞毒霜、雷多米尔、氨丙灵等,可用于马铃薯、葡萄、烟草、酒花、玉米、小米、高粱、棉花等多种农作物,作为叶面喷雾、拌种和土壤处理药剂。在水产养殖实践中也常被用于防治水产动物由水霉菌引起的疾病,其对卵菌纲有较强的防治效果。

目前关于立达霉代谢产物的研究主要集中在其药物残留检测上,如立达霉在水稻、西瓜、烟叶、马铃薯等作物上的残留消除规律。在这些研究中药物残留检测的标识物为立达霉的原药。而是否应该以立达霉作为检测标识物的文章鲜见发表。笔者以草鱼为对象,利用高效液相色谱一质谱联用的方法,检测立达霉在草鱼肝脏组织中的代谢情况,为确立立达霉在草鱼体内的残留检测标识物提供理论依据。

1材料与方法

1.1仪器与设备 Aglient-1100型高效液相色谱仪配自动进样器和荧光检测器(美国Aglient公司);APl4000Q-trap液相色谱一串联质谱仪(美国应用生物系统公司)配TurboI-onSpray离子源,Analyst1.5.1软件;TurboV印LV型吹氮浓缩仪(美国Zymark公司);T25型均质器(德国IKA公司);高速冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂);AT204-IC型分析天平(瑞士梅特勒公司)精密电子天平;涡旋振荡器;超声波清洗仪;微孔滤膜(0.22μm,颇尔,Whatman,美國)。

1.2药品与试剂 立达霉原料药由长沙拜特生物科技研究所有限公司提供。立达霉对照品购自北京世纪奥科生物技术有限公司,德国Dr.Ehrenstorfer,CAS编号57837-19-1(水分含量0.1%,检测纯度为99%,耐受性/不确定性±0.5%,卡尔·费歇尔滴定法测定)。甲酸、甲醇、甲醛均为色谱纯。

1.3养殖条件 试验用健康草鱼均购自上海浦东孙农水产养殖场,平均体重为(250±10)g,将草鱼放置于提前用高锰酸钾消毒后的水族箱(100cm×80cm×50cm)中暂养7d,暂养期间每2d换1次水,每次换水量为1/3。试验用水为充分曝气后的自来水,充气泵持续进行充氧。试验期间使用加热棒进行控温,水温为(25±1)℃。

1.4方法

1.4.1给药方式和取样。试验用草鱼共1080尾,随机分为3组,每组3个重复,1组空白对照,1组口灌,1组浸泡。在给药前采集空白肝脏组织,口灌组以200mg/kg的剂量进行口灌,无回吐者保留试验;浸泡组以9mg/L的浓度进行浸泡。口灌和浸泡组,在给药3h后分别取肝脏组织样品,并将取得的样品置于-80℃下保存。

1.4.2样品的前处理。

1.4.2.1提取。将样品从低温冰箱中取出,置于室温解冻。准确称取5g肝脏匀浆组织于50mL离心管中,加入20mL甲醇,涡旋振荡5min,8000r/min离心10min,取上清液置于另1个干净的100mL离心管中;用20mL甲醇重复提取1次后,合并上清液,在合并的上清液中加入40mL正己烷,涡旋振荡后,静置10min,取下层清液,待净化。

1.4.2.2净化。C18固相萃取小柱净化;加3mL的乙腈活化固相萃取小柱;用3mL的水淋洗,除去小柱内原有的杂质;将待净化的样品提取液加入固相萃取小柱;再用3mL的水淋洗,除去小柱内残留的杂质;最后用3mL的乙腈将药物从小柱内洗脱下来,待浓缩。

1.4.2.3浓缩。将洗脱液用N2在30℃条件下吹干,再用1mL流动相充分溶解,经O.45μm微孔滤膜过滤,上机测定。

1.4.3HPLC参数。色谱柱:反相色谱柱C18柱(4.6mm×250mm),柱温30℃,流动相:0.1%的甲酸水溶液(A)和10%(V/V)甲醇甲醛溶液(B),洗脱梯度如下:0~0.5min,5%B;>0.5~2.0min,5%~25%B;>2.0~3.0min,25%~80%B;>3.O-4.0min,80%~95%B。检测波长210nm,流速0.3mL/min,进样量5μL。

1.4.4质谱参数。离子源为电喷雾电离源,采用正离子检测模式,干燥气体N2,温度为350℃,流速为10L/min;雾化气体N2,雾化器压力为2.8×105Pa;鞘气气体N2,温度为360℃,流速为12L/min;毛细管电压为4000V,喷嘴电压为0V。

1.4.5代谢产物分析。准确称取5g肝脏匀浆组织,分别按样品处理方法处理后进样分析。给药组及空白组样品均分别在正、负离子下采用一级扫描(m/z100~1000)获得总离子流图。比较给药组及空白组总离子流图,鉴别出代谢产物色谱峰及其准分子离子。分别对其准分子离子进行二级质谱破碎,获得二级质谱图,结合其准分子离子信息、二级离子碎片信息以及原形化合物结构,对代谢产物结构进行分析。

2结果与分析

2.1草鱼体内立达霉及其代谢产物的HPLC-MS/MS定性分析 在给药后的草鱼肝脏中共发现7个具有给药依赖性的色谱峰,其中选择测定的标记为(M0~M4)。肝脏样品中立达霉及其代谢产物的色谱见图1。从色谱图上可以看出,原药M0在鱼体内被分解代谢所占比例较低,产生的6种主要代谢产物中M3相对较高,提示生成M3的通路可能是立达霉代谢的重要途径。

2.1.1原药M0的HPLC—MS/MS分析。在一级负离子全扫描质谱中观察到其准分子离子为m/z279.1471,色谱保留时间为9.6min时出现一个色谱峰(图2),命名为M0,又对其进行色谱行为、准分子离子质荷比以及碎片离子分析,其均与立达霉对照品一致,据此确定M0是未被代谢的原药。

2.1.2代谢产物M1的HPLC-MS/MS分析。在一级负离子全扫描质谱中观察到其准分子离子为m/z472.1813,色谱保留时间为7.1min(图2),命名为M1。二级全扫描质谱中观察到m/z472.1802的碎片离子(图3),经分析为准分子离子由于质量数为176u的中性丢失生成,故推测其为葡萄糖醛酸苷。由于M1较立达霉(m/z2401.3000)质量数多192,推测其为立达霉氧化后又发生葡萄糖苷醛酸化的产物,为N-(2,6-二甲苯基)-N-(羟乙酰基)丙氨酸。

2.1.3代谢产物M2的HPLC-MS/MS分析。在一级负离子全扫描质谱中观察到其准分子离子为m/z296.1493,色谱保留时间为7.9~8.2min(图2),命名为M2,其是所有代谢产物中质谱响应较高的产物。二级全扫描质谱中观察到m/z296.1450(图3)的碎片离子,由于m/z196.1450较立达霉准分子量多16,推测M2为立达霉的氧化产物,为N-(2-羟甲基-6-苯甲基)-N-(甲氧乙酰基)丙氨酸甲酯。

2.1.4代謝产物M3的HPLC-MS/MS分析。在一级负离子全扫描质谱中观察到其准分子离子为m/z252.1230,色谱保留时间为8.4min(图2),命名为M3。进一步的二级质谱碎裂模式中,观察到碎片离子m/z252.1220(图3)较立达霉准分子量少28,推测其为立达霉的双脱甲基产物,推测M3为立达霉经过双脱甲基代谢产物,为N-(2-羧基-6-苯甲基)-Nv(甲氧乙酰基)丙氨酸。

2.1.5代谢产物M4的HPLC-MS/MS分析。在一级负离子全扫描质谱中观察到其准分子离子为m/z266.1387,色谱保留时间为9.0min(图2),命名为M4。在准分子离子的二级全扫描质谱中准分子量为m/z266.1404(图3)。由于M4较立达霉准分子量少14,推测其为立达霉的单脱甲基产物,为N-[(2-羟甲基)-6-甲苯基]-N-(羟乙酰基)丙氨酸。

2.2草鱼体内立达霉代谢产物的定量分析 在浸泡、灌胃给药立达霉3h后,取草鱼肝脏样品,分析各种产物的峰面积比例(表1)。试验结果表明,在浸泡组及口灌组中,肝脏组织中的立达霉以原药(MO)为主,其峰面积所占比例分别为76.62%、75.65%,均高于75.00%,在浸泡组其代谢产物M1、M2、M3、M4峰面积所占比例分别为1.64%、6.24%、8.87%、1.94%;而在口灌组,立达霉代谢产物M1、M2、M3、M4峰面积所占比例分别为1.17%、6.22%、9.87%、2.09%。

3讨论

该试验用的是液质联用技术,其把液相色谱和质谱连接起来,利用的是内喷射式和粒子流式接口的技术。它的工作原理是通过电离等方式,破坏中性化合物分子,使其产生分子离子和碎片离子,这些离子按照质量和电荷之比(m/z)的大小顺序被记录下,形成质谱图,从而实现对化合物的分析检测。HPLC-MS/MS技术与其他技术相比,其质谱系统有卓越的灵敏度能够确保对超痕量的最低检测,同时其还具有高性能和可靠性的特点。该试验采用HPLC-Ms/MS检测方法,结果表明在口灌组及浸泡组,肝脏组织中的立达霉以原药(M0)为主,高于75.00%;立达霉在草鱼体内代谢产物主要有4种,分别为N-(2-羧基6-苯甲基)-N-(甲氧乙酰基)丙氨酸、N-[(2-羟甲基)6-甲苯基]-N-(羟乙酰基)丙氨酸、N-(2,6二甲苯基)-N-(羟乙酰基)丙氨酸和N-(2-羟甲基-6-苯甲基)-N-(甲氧乙酰基)丙氨酸甲酯,各代谢产物所占的比例均小于10.00%。

因此,立达霉在草鱼组织中残留应以立达霉原药作为残留检测标识物。

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