TỐI ƯU HÓA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG KHÁNG SINH FLORFENICOL TRONG CÁ RÔ PHI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NẰNG CAO

Nghiên cứu được thực hiện nhằm nâng cao hiệu quả xử lý mẫu và phân tích dư lượng kháng sinh Florfenicol trong cá Rô phi bằng phương pháp sắc ký lỏng (HPLC, UVVis). Phương pháp được phát triển dựa trên việc lựa chọn dung môi chiết; hoàn thiện quy trình xử lý mẫu và xác định đường chuẩn của Florfenicol trong mẫu máu, gan, thân, thịt cá Rô phi; lựa chọn tỷ lệ thành phần pha động và các điều kiện sắc ký khác. Kết quả cho thấy sử dụng dung môi chiết là Ethylacetate; chiết rung siêu âm; pha động là Acetonitrilenước ở tỷ lệ 7525 (VV);... có thể cho độ thu hồi 87,9299,91%, độ chụm 1,69¬5,83%, giới hạn phát hiện 0,00420,0076 µgg, thời gian lưu tương đối ngắn và trạng thái sắc ký đồ khá lý tưởng.

TỐI ƯU HĨA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG KHÁNG SINH FLORFENICOL TRONG CÁ RÔ PHI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NẰNG CAO Bùi Thị Dịu1 Lê Huy Tuấn1* Khoa Nông Lâm Ngư Nghiệp, Đại học Hồng Đức, Thanh Hóa lehuytuan@hdu.edu.vn, Ngày nhận báo: 16/10/2017 - Ngày nhận phản biện: 03/11/2017 Ngày báo chấp nhận đăng: 26/11/2017 TÓM TẮT Nghiên cứu thực nhằm nâng cao hiệu xử lý mẫu phân tích dư lượng kháng sinh Florfenicol cá Rô phi phương pháp sắc ký lỏng (HPLC, UV-Vis) Phương pháp phát triển dựa việc lựa chọn dung mơi chiết; hồn thiện quy trình xử lý mẫu xác định đường chuẩn Florfenicol mẫu máu, gan, thân, thịt cá Rô phi; lựa chọn tỷ lệ thành phần pha động điều kiện sắc ký khác Kết cho thấy sử dụng dung môi chiết Ethylacetate; chiết rung siêu âm; pha động Acetonitrile/nước tỷ lệ 75/25 (V/V); cho độ thu hồi 87,92-99,91%, độ chụm 1,69-5,83%, giới hạn phát 0,0042-0,0076 µg/g, thời gian lưu tương đối ngắn trạng thái sắc ký đồ lý tưởng Từ khoá: Florfenicol, kháng sinh, cá Rô phi, sắc ký lỏng hiệu cao ABSTRACT Optimization of methods for analysis of florfenicol antibiotic residues in Tilapia by using high-performance liquid chromatography method The study was carried out to improve the efficiency of sample handling and Florfenicol residue analysis in Mozambique tilapia by using liquid chromatography method (HPLC–Vis) The method was developed by selecting the solvent extraction, completing sample handling process and determining Florfenicol Calibration curve in Mozambique tilapia’s blood, live, body and flesh; selecting component ratio at mobile phase and other chromatographic conditions The results were evaluated by the recovery, limit of detection, trueness, robustness and Chromatogram state Keywords: Florfenicol, antibiotics, Tilapia, HPLC ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm qua, với phát triển khơng ngừng diện tích sản lượng, nghề nuôi trồng thủy sản đứng trước thách thức không nhỏ từ vấn đề dịch bệnh Đây nguyên nhân dẫn đến việc thuốc kháng sinh ngày sử dụng nhiều nuôi trồng thủy sản Trước đây, thuốc kháng sinh Chloramphenicol người nuôi sử dụng nhiều việc điều trị bệnh vi khuẩn gây thể động vật thủy sản, loại kháng sinh bị cấm sử dụng dư lượng gây tượng thối hóa tủy xương người Dẫn xuất Florinated kháng sinh thay Florfenicol (FF) nhanh chóng sử dụng rộng rãi chăn nuôi thủy sản Mặc dù có tính an tồn cao Florfenicol nằm danh mục thuốc kháng sinh hạn chế sử dụng (Bộ Nông nghiệp & PTNT, 2009), mức giới hạn tối đa Florfenicol sản phẩm thuỷ sản xuất vào thị trường EU 1.000 ppb Canada 800 ppb Để phân tích lượng tồn dư Florfenicol thể động vật có phương pháp đề xuất, như: Sắc ký lỏng (Phạm Kim Đăng ctv, 2014; Hayes, 2005; Kowalski ctv, 2005; Guo ctv, 2008; Sorensen Elbaek, 2004; Sun ctv, 2009a; Xie ctv, 2010); Sắc ký khí (Pfenning ctv, 2000; Zhang ctv, 2006), ELISA (Sun ctv, 2009b) Trong đó, sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) phương pháp sử dụng rộng rãi nước quốc tế Phương pháp cho khoảng tuyến tính rộng, hiệu suất phân ly, độ chọn lọc, độ ổn định tương đối cao Hiện nay, có nhiều nghiên cứu sử dụng HPLC để phân tích dư lượng Florfenicol cơng bố, nhiên có báo cáo phương pháp phân tích loại kháng sinh thể cá Rô phi, đặc biệt phương pháp xử lý mẫu phân tích quan nội tạng cụ thể Do đó, nghiên cứu thực nhằm xây dựng tối ưu hóa hiệu xử lý mẫu phân tích dư lượng kháng sinh Florfenicol mẫu gan, thận, máu thịt cá Rô phi phương pháp sắc ký lỏng (HPLC, UV-Vis) Kết nghiên cứu góp phần bổ sung vào hệ thống phương pháp phân tích Florfenicol động vật nói chung cá Rơ phi nói riêng VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đại học Hồng Đức * Tác giả để liên hệ: Ths Lê Huy Tuấn, Giảng viên môn Khoa học Vật nuôi, Khoa Nông Lâm Ngư Nghiệp, Đại học Hồng Đức Địa chỉ: 565 Quang Trung, Đơng Vệ, Tp Thanh Hóa Điện thoại: 0902.172.789 E-mail: lehuytuan@hdu.edu.vn 2.1 Nguyên vật liệu Kháng sinh chuẩn Florfenicol hãng Sigma cung cấp Nước cất hai lần làm loại ion qua hệ thống Milli-Q (Millipore, Bedford, MA, USA) Toàn dung dịch chuẩn bị cho chạy sắc ký lọc qua màng lọc nilon 0,45µm trước đưa vào cột Hệ thống sắc ký lỏng cao HPLC, UV-Vis Shimadzu cột sắc ký: SHIMAZDU: Shim-pack VP-ODS 150L4.6 Chất chuẩn Florfenicol pha methanol nồng độ 1µg/ml bảo quản tủ lạnh - 40C Dung dịch nghiên cứu pha loãng từ dung dịch gốc (1µg/ml) nước cất Cá Rơ phi đen (oreochromis mossambicus) chọn làm thí nghiệm, có khối lượng 200±30g Cá nuôi tạm dưỡng 10 ngày bể composite (25℃, ph 7,5±0,5 6±0,5mg/l) Các mẫu máu, gan, thận thịt cá lấy để phân tích Máu (lấy từ tĩnh mạch) cho vào ống li tâm 5ml có chứa 100µl chất chống đơng, ly tâm 10000r/min, lấy phần huyết tương phía trên, bảo quản -20℃ Mẫu gan, thận thịt bảo quản túi nilon nhiệt độ -20℃ Mẫu huyết tương chờ giải đông tự nhiên Thêm 1g Na 2SO4 khan 2mL Ethyl acetate, rung vortex 30s, đặt vào bể rung siêu âm 10 phút (tần số siêu âm 40 kHz, cơng suất 500W), li tâm 4000 vòng/phút 10 phút, hút lấy phần dung dịch phía Chiết lặp lại lần với 3ml ethyl acetate Gộp dung dịch từ hai lần chiết thổi cạn khí N2 40℃ Sau thêm 1ml dung dịch pha động, 1ml n-Hecxen, rung vortex phút, li tâm 4000 vòng/phút 10 phút, hút lấy tầng dung dịch phía Tiếp tục tẩy mỡ lần với 1ml n-Hecxen Bơm dung dịch thu vào bình đựng mẫu sắc ký thơng qua đầu lọc 0,22µm Mẫu phẩm gan, thận, thịt chờ giải đông tự nhiên Lấy 0,3g thận (1g gan, 3g thịt) vào ống li tâm Nghiền mịn máy đồng hóa mẫu Sau thêm Na2SO4 khan, Ethyl acetate thực bước tương tự xử lý mẫu máu (không sử dụng thao tác rung siêu âm cho loại mẫu phẩm để tránh tượng tạo váng huyền phù) 2.2 Xây dựng đường chuẩn a Xây dựng đường chuẩn chất chuẩn: Lần lượt lấy Florfenicol tiêu chuẩn nồng độ 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05 µg/mL để trực tiếp phân tích HPLC Mỗi nồng độ lặp lại lần Dựa vào nồng độ diện tích peak trung bình tương ứng để xác định phương trình tuyến tính hệ số xác định (R2) b Xây dựng đường chuẩn mẫu phẩm: Lấy mẫu trắng 1ml máu (0,3g thận, 1g gan 3g thịt) cho 0.5ml dung dịch Florfenicol nồng độ 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05 µg/mL Áp dụng bước xử lý mẫu mô tả mục 2.5 Lúc chuỗi nồng độ 5; 2; 1; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,025 µg/mL Tiến hành phân tích HPLC Mỗi nồng độ lặp lại lần Dựa vào nồng độ diện tích peak trung bình tương ứng để xác định phương trình tuyến tính hệ số xác định (R 2) 2.3 Xác định độ thu hồi độ chuẩn a Xác định độ thu hồi: lấy 0.5ml dung dịch Florfenicol chuẩn nồng độ 0,5; 2; 10 µg/mL cho vào mẫu trắng để tiến hành chiết tách phân tích theo bước Mỗi nồng độ lặp lại lần Dựa vào nồng độ ban đầu, đường chuẩn tương ứng nồng độ sau phân tích, xác định độ thu hồi dựa vào công thức sau: Độ thu hồi (H%) = 100% b Xác định xác: độ xác phương pháp xác định thông qua độ chụm Lấy 0,5 ml dung dịch Florfenicol chuẩn nồng độ 0,5; 2; 10 µg/mL cho vào mẫu trắng để tiến hành chiết tách phân tích theo bước Tiến hành thí nghiệm ngày liên tiếp Mỗi ngày làm thí nghiệm lặp lại lần 2.4 Xác định giới hạn phát (LOD) Phân tích mẫu thêm chuẩn với nồng độ thấp (0,05µg/ml mẫu máu 0,05 µg/g gan, thận, thịt), lặp lại 10 lần, tính độ lệch chuẩn SD Giới hạn phát phương pháp tính theo công thức: LOD = 3SD KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Lựa chọn dung mơi chiết Florfenicol dễ hàng hòa tan dung mơi hữu như: Acetonitrile, Acetone, Ethylacetate Vì dung mơi thường sử dụng phương pháp chiết tách chất thuộc nhóm Phenicol (Feng ctv, 2006; Peng, 2010; Zhu ctv, 2006) Kết khảo sát hiệu chiết Florfenicol Acetonitrile, Ethylacetate, Acetone mẫu gan cá cho hệ số thu hồi là: 86,13; 95,54; 91,72% Acetonitrile cho hệ số thu hồi tương đối thấp, phân tích HPLC thấy xuất nhiều peak tạp, Florfenicol thường khơng có tách biệt hồn tồn với tạp chất Trong đó, dung môi chiết Ethylacetate Acetone lại cho hệ số thu hồi cao, đường sắc ký đồ HPLC ổn định Tuy nhiên, Ethylacetate cho hiệu chiết cao hơn, dễ dàng thổi khô khí N tính an tồn cao nên thí nghiệm sử dụng Ethylacetate làm dung mơi chiết cho q trình xử lý mẫu 3.2 Lựa chọn pha động tỷ lệ thành phần Khảo sát hai loại dung môi thường sử dụng làm pha động kỹ thuật sắc ký lỏng Methanol Acetonitrile, kết cho thấy: dụng pha động Acetonitrile cho độ nhạy cao hơn, lượng dùng cần Methanol Trong điều kiện sắc ký, ảnh hưởng tỷ lệ thành phần pha động Acetonitrile/Nước (V/V) đến thời gian lưu thể biện Bảng Kết cho thấy dùng pha động Acetonitrile/nước tỷ lệ 75/25 (V/V), thời gian lưu tương đối ngắn, Acetonitrile tách khỏi tạp chất, đường ổn định Nếu hạ thấp tỷ lệ Acetonitrile pha động làm kéo dài thời gian lưu Nếu tiếp tục tăng tỷ lệ Acetonitrile thời gian lưu có thay đổi khơng rỏ ràng Vì vậy, thí nghiệm lấy tỷ lệ pha động Acetonitrile/Nước = 75/25 (V/V) Bảng Ảnh hưởng tỷ lệ thành phần 50/5 16,8 Acetonitrile/nướcV/V Thời gian lưumin 60/4 16,03 pha động đến thời gian lưu 65/3 13,1 70/3 11,7 75/2 10,8 80/2 10,7 85/1 10,9 3.3 Điều kiện sắc ký - Cột sắc ký: VP-ODS C18250 mm4,6 mm, µm - Bước sóng tử ngoại: Tiến hành khảo sát quang phổ dải 200-300 nm, Florfenicol cho mức hấp thụ cao bước sóng 225 nm - Pha động: Acetonitrile/ nước = 25/75 - Lưu tốc dòng: 1,0 ml/phút - Nhiệt độ cột: 35℃ - Lượng nhập mẫu: 20 µL - Thời gian vận hành: 12 phút 3.4 Trạng thái sắc ký đồ mV mV 150 Detector A:224nm a, b, c, d, e, f (hình 1) sắc ký đồ chất chuẩn, mẫu trắng máu, mẫu máu, gan, thận, thịt thêm chuẩn 275 Detector A:224nm 250 225 125 200 100 175 150 75 ab 125 100 50 75 50 25 25 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 mV Detector A:224nm mV Detector A:224nm 350 300 300 250 250 200 200 dc 150 150 100 100 50 50 350 0.0 1.0 mV Detector A:224nm 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 300 0.0 1.0 mV 300 Detector A:224nm 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 250 250 200 200 150 150 ef 100 100 50 50 0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 0.0 1.0 Hình Sắc ký đồ Florfenicol a Florfenicol chuẩn 2µg/mL; b Mẫu trắng máu; c Máu thêm chuẩn 2µg/mL; d Gan thêm chuẩn 2µg/g.; e Thận thêm chuẩn 2µg/g f Thịt thêm chuẩn 2µg/g 3.5 Đường chuẩn a Đường chuẩn chất chuẩn Phân tích HPLC đối Florfenicol tiêu chuẩn nồng độ 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05 µg/mL cho kết hình Phương trình tương quan tuyến tính Florfenicol Y1= 45857X1-63,55; mức độ tương quan chặt (R2=1) Hình Đường chuẩn Florfenicol tiêu chuẩn b Đường chuẩn Florfenicol máu, gan, thận thịt Tiến hành xây dựng đường chuẩn Florfenicol loại mẫu phẩm mô tả phần 2.2b Kết hình 3, a, b, c, d đường chuẩn Florfenicol máu, gan, thận thịt Phương trình tuyến tính hệ số xác định là: Trong máu (Y2)Y2= 44758X2 + 3175，R² = 0,9996 Trong gan (Y3)，Y3= 44287X3 + 3306，R² = 0,9992 Trong thận (Y4)，Y4= 42876X4 + 2564，R² = 0,9997 Trong thịt (Y5)，Y5= 43265X5 + 2599，R² = 0,9998 (Y diện tích peak, X nồng độ Florfenicol ) Hình Đường chuẩn Florfenicol máu, gan, thận thịt 3.6 Hệ số thu hồi độ chụm Kết xác định hệ số thu hồi độ xác thể bảng Hệ số thu hồi cao (trên 94%); RSD% trung bình tương đối thấp (3,34 ̵ 4,24%) Bảng Hệ số thu hồi độ lệch chuẩn tương đối Nồng độ thêm chuẩn (µg/g) Nồng độ thực tế (µg/g)** Hệ số thu hồi (%)** Hệ số thu hồi trung bình (%) RSD*(%)** RSD trung bình (%) Mẫu máu thêm chuẩn 0,5 10 0,466 1,903 9,868 93,28 95,13 98,68 95,70 5,83 2,67 4,22 4,24 Mẫu gan thêm chuẩn 0,5 10 0,450 1,940 9,747 89,90 96,98 97,47 94,79 5,47 1,69 2,86 3,34 Mẫu thận thêm chuẩn 0,5 10 0,440 1,934 9,991 87,92 96,70 99,91 94,84 5,45 3,64 2,65 3,91 Mẫu thịt thêm chuẩn 0,5 10 0,458 1,929 9,722 91,60 96,44 97,22 95,09 4,88 2,68 3,34 3,63 *RSD: Độ lệch tiêu chuẩn tương đối **: Các giá trị ô tương ứng với nồng độ thêm chuẩn 0,5; 10 mg/g 3.7 Giới hạn phát phương pháp (LOD) Giới hạn phát Florfenicol mẫu máu, gan, thận thịt 0,0066 µg/ml, 0,0072 µg/g, 0,0039 µg/g, 0,0051 µg/g (Bảng 3) Bảng Mẫu Giới hạn phát phương pháp Nồng độ phân tích Máu(µg/ml) 0,0435 0,0461 0,0476 0,0450 0,0430 0,0466 Gan (µg/g) 0,0471 0,0461 0,0435 0,0496 0,0445 0,0466 Thận (µg/g) 0,0486 0,0471 0,0491 0,0450 0,0471 0,0476 Thịt (µg/g) 0,0476 0,0491 0,0440 0,0461 0,0471 0,0445 0,049 0,050 0,048 0,046 SD 0,002 0,002 0,001 0,001 LOD 0,006 0,007 0,003 0,005 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu ban đầu kỹ thuật sắc ký lỏng cao để phát tồn dư florfenicol sản phẩm cá Rô phi cho thấy với điều kiện tối ưu đáp ứng yêu cầu theo định 2002/657/CE ủy ban Châu Âu Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8374:2010 Độ thu hồi đạt tương đối cao (87,9299,91%), độ chụm (1,69-5,83%), giới hạn phát (0,0042-0,0076 µg/g) Phương pháp ứng dụng để phân tích Florfenicol tồn dư cá Rơ phi Nghiên cứu tiếp tục mở rộng mẫu gia súc, gia cầm số loài thủy sản khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2009), Thông tư số 15/2009/TT-BNN, Ban hành danh mục thuốc, hoá chất, kháng sinh cấm sử dụng, hạn chế sử dụng Phạm Kim Đăng, Vũ Thị Ngân Phạm Hồng Ngân (2014), Xác định đồng thời dư lượng kháng sinh Chloramphenicol (CAP), Florphenicol (FF), Thiamphenicol (TAP) số sản phẩm động vật phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS), Tạp chí Khoa học Phát triển, 12(2): 165-176 Feng Jingbin, Li Liudong and Jia Xiaoping (2006), Pharmarcokinetics of Florfenicol in Tilapina, South China Fisheries Science, 2(5): 2529 Hayes J.M (2005), Determination of florfenicol in fish feed by liquid chromatography, JAOAC Internat, 88(6): 177583 Kowalski P., Chmielewska A and Konieczna L (2005), Comparative evaluation between capillary electrophoresis and high performance liquid chromatography for the analysis of florfenicol in plasma, Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 39: 980989 Guo Xia, Zhang Suxia and Jian Cheng (2008), Determination of Florfenicol and Florfenicol Amine Residues in Shrimp Muscle High Performance Liquid Chromatography Chinese Journal of Veterinary Drug, 42(7)，1216 Peng Zhangxiao (2010), The Pharmacokinetics and Toxicology of Ivermectin in Crucian Shanghai Ocean University Pfenning A P., Rupp H S and Roybal J E (2000), Simultaneous determinati on of residues of chloramphenicol, florfenicol , florfenicol amine, and thiamphenicol in shrimp tissue by gaschromat ography with electron capturedetection, JAOAC Internat, 83(1): 2530 Sorensen L.K., Elbaek T H (2004), Simultaneous determination of trimethoprim, sulfadiazine, florfenicol and oxolinic acid in surface water by liquid chromatography tandem mass spectrometry, Chromatographia, 60: 285291 10 Sun Faliang, Diao Youxiang and Sun Ning (2009a), Establishment and Application of Detecting the Residues of Florfenicol in Chicken Muscle by Indirec comptivive Enzyme – Linked Immunosorbent Assay Chinese Scientia Agricultura Sinica 2009, 42(5): 181519 11 Sun Lei, Zhang Li and Wang Shu huai (2009b), Determination of Chloramphenicol, Thiamphenicol, Florfenicol and Florfenicol Amine Residues in Animal Derived Food by PULC-MS/MS, Chinese Journal of Veterinary Drug, 43(3) : 4045 12 TCVN 8374:2010 Thủy sản sản phẩm thủy sản – Xác định hàm lượng Florfenicol phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 13 Xie Kaizhou, Yao Yilin and Xu Dong (2010), Simultaneous determination of reidues of florfenicol and the matabotite florfenicol amine in hen egg by HPLC with fluorescence detection, Chinese Journal Vaterinary Madicine, 30(4): 489492 14 Zhang S., Li J and Sun E (2006), Simultaneous determination of florfenicol and florfenieol amine in fish, simhrp, and swinemuscle by gas chromatograph y with a microcell electron capturede tector, JAOAC Internat, 89(5): 143541 15 Zhu Limin, Yang Xianle and Lin Qicun (2006), The residues and pharmacokintics of florphenicol in Trionyx sinnensis following intramascular injection and oral administration, Journal of fisheries of China, 30(4): 515519  ... 0,003 0,005 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu ban đầu kỹ thuật sắc ký lỏng cao để phát tồn dư florfenicol sản phẩm cá Rô phi cho thấy với điều kiện tối ưu đáp ứng yêu cầu theo định 2002/657/CE ủy ban Châu... hàm lượng Florfenicol phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 13 Xie Kaizhou, Yao Yilin and Xu Dong (2010), Simultaneous determination of reidues of florfenicol and the matabotite florfenicol. .. 8374:2010 Độ thu hồi đạt tương đối cao (87,9299,91%), độ chụm (1,69-5,83%), giới hạn phát (0,0042-0,0076 µg/g) Phương pháp ứng dụng để phân tích Florfenicol tồn dư cá Rơ phi Nghiên cứu tiếp tục mở rộng