抗生素环境中药物与个人护理品监测技术

抗生素环境中药物与个人护理品监测技术第1页/共132页

PPCPs定义PPCPs:PharmaceuticalsandPersonalCareProducts

药品与个人护理用品Environ.Health.Perspect,1999,107

处方药

非处方药

如抗生素、类固醇、止痛药、降压药、避孕药、催眠药和减肥药等

肥皂、香波、牙膏、香水、护肤品、防晒霜、发胶、染发剂等

第2页/共132页环境中PPCP排放http://www.york.ac.uk/depts/eeem/gsp/esm/issues/pharma.htm制药厂污水处理环境水体土壤粪污贮存农田施放畜产养殖水产养殖宠物饲养人体医疗药物及容器不恰当处置第3页/共132页研究背景

PPCPs无处不在Ubiquitous持久性Persistence毒性（耐药性等）ToxicityPossiblerisksofPPCPs第4页/共132页抗生素耐药性细菌耐药性

存在形式金葡菌对青霉素G的耐药率已达90%

2006～2007年度大肠杆菌对合成喹诺酮类抗菌药物耐药性高达70%，给临床治疗带来新的困难…耐药菌在人和动物体内发现一些抗药菌或者抗多种抗生素的病原菌不但存在于畜禽养殖场与城市污水厂、部分土壤和沉积物中，也存在于一些比较干净的湖泊和饮用水中第5页/共132页

超高效液相色谱-串联质谱法

测定屠宰废水中78种兽药第6页/共132页2004年我国生猪出栏约4.8亿头，2006年达到6.3亿头，到2010年将达到7.3亿头，生猪资源非常丰富。预计“十一五”期间我国肉类年均增长3％～5％。2005年，90,000吨抗生素被用于动物饲养。

中国生猪出栏量研究背景第7页/共132页预防和治疗动物传染病削弱胃肠内有害微生物，抑制、杀死致病菌，增强抗病能力，以防禽畜病瘟促进生长使动物肠壁变薄，有利于养分的渗透和吸收，提高饲料利用率刺激动物脑下垂体分泌激素，促进机体生长发育（增重10-20%）研究背景畜禽养殖中兽药的作用（10%）（90%）第8页/共132页

屠宰场流程图研究背景第9页/共132页78种检测对象

抗生素类

13种β-受体激动剂

其它类

10种β-受体阻断剂

6种利尿剂7种镇静剂19种喹诺酮类11种磺胺类6种四环素类5种大环内酯类氯霉素第10页/共132页色谱柱：WatersAcquityBEHC18柱，100mm×2.1mm(id)，粒径1.7um。进样室温度：5℃；进样体积：10uL。流动相：ESI+模式，A为0.1%甲酸水，B为甲醇ESI-模式，A为纯水，B为乙腈流速：0.3ml/min。色谱条件第11页/共132页离子源模式ESI＋ESI－毛细管电压3.0kV2.8kV脱溶剂气流量500Lh-1源温度100°C脱溶剂温度350°C倍增电压650V碰撞室压力3.2×10–3mbar质谱条件第12页/共132页磺胺索他洛尔沙丁胺醇特布它林磺胺二甲基异嘧啶磺胺二甲基嘧啶阿替洛尔氧氟沙星培氟沙星依诺沙星磺胺甲氧嗪氟罗沙星磺胺5-甲氧嘧啶磺胺甲基硫二嗪磺胺二甲唑标准LC-MS/MS色谱图第13页/共132页西马特罗阿米洛地非诺特罗磺胺甲基嘧啶麻保沙星clencyclohexerol吡啶酸诺氟沙星克伦丙罗二甲胺四环素四环素环丙沙星标准LC-MS/MS色谱图第14页/共132页标准LC-MS/MS色谱图塞利洛尔妥布特罗美托洛尔司帕沙星西诺沙星马布特罗金霉素二氟沙星洛美沙星氨苯喋啶去甲基金霉素沙拉沙星克伦特罗奥比沙星第15页/共132页磺胺二甲氧嗪卡拉洛尔克伦潘特磺胺喹啉氧烯洛尔奥索利酸甲稀土霉素马鹏特罗马喷特罗比索洛尔氟哌啶普萘洛尔标准LC-MS/MS色谱图第16页/共132页萘烯丙洛尔替米考星氟哌啶醇倍它洛尔氟甲奎乙酰丙嗪标准LC-MS/MS色谱图硝西泮泰乐菌素红霉素吉他霉素艾司唑仑奥沙西泮安定第17页/共132页麦迪霉素氢氯噻嗪氢氟噻嗪氯霉素甲氯噻嗪三氯噻嗪土霉素恩诺沙星单诺沙星莱克多巴胺磺胺氯哒酮标准LC-MS/MS色谱图第18页/共132页屠宰场样品LC-MS/MS色谱图安定吉他霉素泰乐菌素恩诺沙星土霉素环丙沙星培氟沙星诺氟沙星四环素氧氟沙星磺胺5－甲氧嘧啶磺胺第19页/共132页HLB柱：回收率:磺胺（22％）、沙丁胺醇（41％）其余均大于50％（50％-98.7％）；PLEXA柱、C18柱：均有20种物质的回收率在50％以下；GCB柱：喹诺酮类回收率大部分为0实验方法：自来水加标实验固体萃取柱的选择第20页/共132页Na2EDTA加入量的优化Na2EDTA的加入对四环素类的回收率影响较大，对其他类物质无影响，500ml水加入1gNa2EDTA就能达到比较好的回收率。第21页/共132页通过自来水加标实验（每个样品富集500ml自来水并加入1gNa2EDTA，然后分别调节pH＝3、5、7、9)。pH=7时大部分物质的回收率较好。（磺胺为29％，其余在51％-110％）样品pH值的优化结论：第22页/共132页洗脱液7.氨基柱洗脱条件的优化5ml甲醇:丙酮:甲酸(v:v:v,500:500:1)6ml丙酮:甲酸(v:v,1000:1)第23页/共132页

样品前处理

500ml水样

过滤1gNa2EDTA振摇、混匀活化的氨基柱（6cc/500mg)

抽干6ml甲醇洗脱

5ml(丙酮:甲醇:甲酸500:500:1)收集洗脱液

活化的HLB小柱（6cc/500mg)流速8~10ml/min收集洗脱液6ml(丙酮:甲酸1000:1)N2

吹干定溶至1ml上机加入氨水调节pH=7P40-42第24页/共132页环境调查采样点BeijingSWTP2SWTP1SWTP4SWTP3R1R2R5R4R3R6NanshaheRiverLocationof4SWTPsandsamplingsiteofreceivingriversBeijingZRZYJDWRR1R2R5R4R3R6NanshaheRiver采样时间3月、5月、8月第25页/共132页环境样品检测结果资源（ng/L）中瑞（ng/L）五肉联（ng/L）大红门（ng/L）进水出水进水出水进水出水进水出水磺胺53054144626376579473磺胺对甲氧嘧啶672949139630283磺胺氯哒酮92722911134磺胺喹啉005611471541磺胺类第26页/共132页资源（ng/L）中瑞（ng/L）五肉联（ng/L）大红门（ng/L）进水出水进水出水进水出水进水出水

氧氟沙星208731537419874288123

环丙沙星10923231114170728

培氟沙星51155928237295

诺氟沙星551433195028416

恩诺沙星59131165287218321

洛美沙诺酮类第27页/共132页资源（ng/L）中瑞（ng/L）五肉联（ng/L）大红门（ng/L）进水出水进水出水进水出水进水出水四环素50519319733316454718土霉素4295085450970920877031红霉素180182111042055923913吉他霉素16617191941875521712泰勒菌素15317177871695019611四环素类和大环内酯类第28页/共132页其它类

资源（ng/L）

中瑞（ng/L）

五肉联（ng/L）

大红门（ng/L）进水出水进水出水进水出水进水出水安定165151261282413726氯霉素n.dn.d125n.dn.dn.dn.d克伦特罗42n.dn.d8331美托洛尔612121202注：n.d表示未检出第29页/共132页南沙河PPCPs存在水平BeijingZRZYJDWRR1R2R5R4R3R6NanshaheRiver第30页/共132页环境污水和污泥中抗性激素药物检测方法研究第31页/共132页研究背景近年来，关于环境内分泌干扰物（EndocrineDisruptingChemicals,EDCs）的研究已引起世界各国的广泛关注。

全球抗性激素药物消耗量增长迅速：激素依赖型疾病如乳腺癌和前列腺癌等疾病发病率逐渐升高。多氯联苯有机锡烷基酚激素类等环境中的抗性激素药物第32页/共132页抗性激素药物性激素雌激素孕激素雄激素抗雄激素抗孕激素抗雌激素雌激素受体拮抗剂(他莫昔芬、托瑞米芬)芳香酶抑制剂（来曲唑、阿那曲唑）雄激素受体阻滞剂（色普龙、氟他胺）5α-还原酶抑制剂（非那雄胺）（米非司酮）第33页/共132页抗性激素药物生态毒理效应第34页/共132页抗性激素药物分析现状其他抗性激素药物

？第35页/共132页研究内容建立环境介质（污水、污泥）中典型抗性激素药物的液相质谱（LC-MS/MS）的同时分析方法采集北京市医院废水样品、北京市主要污水处理厂进出水和污泥样品，检测目标药物在这些样品中的存在水平第36页/共132页目标药物理化性质第37页/共132页Logkow:2.4-6.8pKa:1.63-14.2第38页/共132页水体介质中抗性激素药物分析方法的建立仪器参数前处理方法方法的应用第39页/共132页仪器参数质谱条件电离方式：ESI+

毛细管电压：3.5kV

离子源温度：100°C脱溶剂温度：450°C

脱溶剂气流量：600L/h碰撞腔真空度：3.0×10-3mbar

多反应监测模式MRM第40页/共132页甲醇-水乙腈-水甲醇-0.1%甲酸水乙腈-0.1%甲酸水第41页/共132页液相梯度条件第42页/共132页MRM色谱图第43页/共132页前处理固相萃取柱的选择HLB、GCB、C18HLBC18:pH2、5GCB:pH没有影响第44页/共132页HLB>90%HLB、C18和GCB对目标化合物回收率比较HLB,pH2第45页/共132页基质抑制效应

以污水处理厂进水为例0.020.040.060.080.0100.0120.0雷洛昔芬来曲唑阿那曲唑米非司酮依西美坦非那雄胺去甲基他莫昔芬托瑞米芬克罗米芬他莫昔芬目标药物基质抑制率（%）HLB+NH2HLB>60%NH2净化后，绝大部分药物<40%第46页/共132页

过滤调pH2混匀

抽干6ml甲醇洗脱活化的HLB小柱（6cc/500mg)流速5~10ml/min1000ml水样水样前处理已活化的氨基柱（6cc/500mg)

收集洗脱液6ml50%甲醇丙酮收集洗脱液N2

吹干定容至1ml上机第47页/共132页方法的线性范围检出限和回收率水体:污水处理厂（进/出）和医疗废水（进/出）0.05－100μg/L具有良好的线性LOD：0.05－1ng/LLOQ：0.1－2ng/L平均回收率67.6-118.6%相对标准偏差小于20%

米非司酮医疗进水：80%-91.9%医疗出水：低于21%第48页/共132页米非司酮氯化反应0min10min米非司酮一氯化产物第49页/共132页城市污水检测第50页/共132页21家采样医院分布图第51页/共132页医疗废水检测

北京市21家医院出水(n=63)第52页/共132页仪器参数提取方法方法应用污泥中抗性激素药物监测方法的建立第53页/共132页前处理方法超声萃取不可取！！超声提取第54页/共132页前处理方法ASE提取第55页/共132页酸碱度对提取效率的影响四种提取液：1.丙酮2.0.1%甲酸丙酮3.0.2%甲酸丙酮4.0.2%氨水丙酮ASE提取液组成:0.2%甲酸丙酮第56页/共132页WAX(阴离子交换柱)>88%PCX（阳离子交换柱）HLB（亲水亲脂平衡柱）第57页/共132页基质抑制PCX<40%第58页/共132页污泥检测方法流程污泥样品0.25g定容ASE萃取PCX固相萃取小柱（丙酮活化）LC-ESI-MS/MS测定丙酮淋洗、5%甲醇氨洗脱，吹干温度：100℃压力：1500psi加热时间：5min萃取时间：8min萃取溶剂：0.2%甲酸丙酮冲洗体积：60%Vol循环：3第59页/共132页方法的线性范围检出限和回收率0.2－200μg/kg具有良好的线性LOD：0.1－1g/kgLOQ：0.2－2g/kg平均回收率61.9-121.7%相对标准偏差小于19%4.0g/kg、20g/kg和80g/kg第60页/共132页结论1、建立了利用固相萃取柱富集与净化、UPLC-MS/MS测定污水中抗性激素药物的监测方法。该方法灵敏度高，重复性好，满足环境中痕量分析要求2、方法成功应用于高碑店污水处理厂进出水和北京市21家综合医院废水的分析检测，共检出8种抗性激素药物，浓度范围为0.10-195.0ng/L3、建立了利用ASE对污泥中的目标药物进行萃取，经固相萃取柱富集净化，UPLC-MS/MS测定的分析方法第61页/共132页环境水中抗癌药物的检测第62页/共132页研究背景随着全球癌症发病率升高，抗癌药使用量逐年增加。多数抗癌药具有致癌、致突变和致畸作用，其对环境水体的污染受到环境学者关注，国内尚无相关研究数据。抗癌药物病人排泄物医院废水城市污水污水处理厂河流湖泊饮用水生活用水药厂污水第63页/共132页化合物结构甲氨蝶呤硫唑嘌呤甲基苄阱第64页/共132页

化合物结构依托泊苷异环磷酰胺环磷酰胺甲基苄肼第65页/共132页长春新碱化合物结构多柔比新醇第66页/共132页

样品处理用浓盐酸调节PH值到2离心或过膜净化污水(500ml)净化后的污水

上样至HLB固相萃取柱3ml30%甲醇水淋洗6ml80%甲醇水洗脱洗脱液氮吹至干500μl甲醇溶解后加入1.5ml水涡旋混匀第67页/共132页WAX固相萃取柱2ml水淋洗60%甲醇水7ml洗脱40％甲醇水（含0.1%甲酸）5ml洗脱洗脱液氮吹至近干50%甲醇水定容至1ml上机分析第68页/共132页色谱条件色谱柱：WatersACQUITYUPLCTMBEHC18柱（100mm×2.1mm，1.7μm）流动相：A（0.01%甲酸水）－B（乙腈）），梯度淋洗柱温：40℃；样品温度：4℃；进样体积：10μl。时刻（min)流速(ml/L)A％B％00.49552.50.4653540.430704.50.401006.50.4010070.4955100.4955第69页/共132页质谱条件电喷雾正离子模式毛细管电压：3.0kV源温度：1000C脱溶剂气温度：4500C电子倍增电压：650V碰撞室压力：2.8×10-3mbar第70页/共132页质谱条件

化合物定量离子特征离子碰撞能量(eV)锥孔电压(V)甲氨碟呤455.0>308.0455.0,174.6,308.02030硫唑嘌呤277.9>141.9277.9,141.9,231.91125多柔比新544.3>397.0544.3,129.7,397.01218多柔比新醇546.0>399.1546.0,363.0,399.11317环磷酰胺260.9>140.0260.9,140.0,105.62030异环磷酰胺260.9>92.1260.9,92.1,153.52427长春新碱825.4>765.4825.4,765.4,807.63770依托泊苷589.0>229.1589.0,229.1,435.11420甲基苄肼221.9>179.9221.9,162.5,179.91425第71页/共132页方法验证（污水处理厂进水）化合物线性范围(ng/mL)相关系数(r2)加标回收率20ng/L(RSD,%)

n=5加标回收率200ng/L(RSD,%)n=5检出限(ng/L)定量限(ng/L)甲氨蝶呤1.00―2000.998461(2)67(5)0.61.7硫唑嘌呤2.50―2000.9992102(3)95(3)1.65.0多柔比新醇10.0―4000.999566(11)72(4)6.520.0多柔比新10.0―4000.997970(11)68(5)6.520.0环磷酰胺1.25―2000.999093(6)96(10)0.82.5异环磷酰胺5.00―2000.999880(12)80(17)2.57.0长春新碱10.0―4000.999851(21)56(13)7.020.0依托泊苷8.00―3200.998797(8)99(7)5.015.0甲基苄肼8.00―3200.9981104(7)98(6)5.516.0第72页/共132页方法验证（污水处理厂出水）化合物线性范围(ng/mL)相关系数(r2)加标回收率20ng/L(RSD,%)

n=5加标回收率200ng/L(RSD,%)n=5检出限(ng/L)定量限(ng/L)甲氨蝶呤1.00―2000.994261(5)57(5)0.61.7硫唑嘌呤1.25―2000.9992100(10)91(6)1.23.5多柔比新醇2.50―4000.999270(7)71(3)1.65.0多柔比新2.50―4000.998668(8)67(3)2.56.5环磷酰胺0.63―2000.9967109(6)96(4)0.51.5异环磷酰胺2.50―2000.997792(4)83(4)1.65.0长春新碱5.00―4000.998645(25)50(6)3.510.0依托泊苷4.00―3200.998095(10)91(4)2.57.0甲基苄肼4.00―3200.9991106(4)100(4)2.68.0第73页/共132页基质效应a化合物进水(RSD,%)

n=5出水(RSD,%)

n=5HLBHLB+WAXHLBHLB+WAX甲氨蝶呤187(6)217(6)169(4)93(3)硫唑嘌呤17(11)42(9)23(7)63(6)多柔比新醇n.d.b22(10)6(13)42(6)多柔比新n.d.b25(7)6(10)43(8)环磷酰胺20(9)36(6)47(7)64(7)异环磷酰胺30(11)48(6)54(5)74(8)长春新碱n.d.b82(3)215(7)146(4)依托泊苷5(7)22(6)12(8)42(9)甲基苄肼17(8)25(8)39(6)65(4)a

基质效应=(基质加标曲线斜率/溶剂加标曲线斜率)×100b

在标准曲线的最大加标浓度下仍未检出第74页/共132页实际样品测定

医疗废水时间：2008.12-2009.01地点：北京市二十一家医院采样方法：采集1-3天医院污水的出水样品

第75页/共132页实际样品测定

医疗废水共采集并检测65份医院出水样品环磷酰胺：47个样品中检出，浓度6～2000ng/L异环磷酰胺：38个样品检出，浓度4～10647ng/L甲氨蝶呤：14个样品检出，浓度4～4689ng/L依托泊苷：15个样品检出，浓度6～380ng/L硫唑嘌呤：同一医院的3个样品检出，浓度为9，15，32ng/L.不同医院污水中药物含量不同同一医院不同天之间药物浓度不同第76页/共132页实际样品测定

污水处理厂废水单位为ng/L。进水中环磷酰胺的方法检测限为0.8ng/L，异环磷酰胺为2.5ng/L，甲氨蝶呤为0.5ng/L；出水中环磷酰胺的方法检测限为0.5ng/L，异环磷酰胺为1.5ng/L，甲氨蝶呤为0.5ng/L。

采样点采样时间环磷酰胺异环磷酰胺甲氨蝶呤进水出水进水出水进水出水清河污水厂2003.2未检出未检出未检出未检出2005.1未检出未检出0.7未检出2002.5未检出未检出0.5未检出2002.3未检出未检出0.9未检出200未检出未检出未检出1.1未检出高碑店污水厂2007.9.107.82.5未检出2007.11.1—43.8—22.6—未检出2008.10.2311.611.022.018.733.030.0方庄污水厂20014.5未检出未检出1.0未检出酒仙桥污水厂2002.8未检出小红门污水厂2007.9.26—15.5—19.5—未检出北小河污水厂2007.9.264.62.7未检出未检出未检出未检出第77页/共132页河水采样点采样时间环磷酰胺异环磷酰胺甲氨蝶呤清河污水厂排污口上游100m200未检出未检出清河污水厂排污口下游200m2002未检出未检出北护城河安定门段2008.11.30未检出未检出未检出实际样品测定

浓度单位为ng/L。环磷酰胺的方法检测限为0.5ng/L，异环磷酰胺为1.5ng/L，甲氨蝶呤为0.5ng/L。

第78页/共132页环境水体中β-受体阻断剂手性对映体分析方法的研究及应用第79页/共132页研究背景手性药物

R-(+)-沙利度胺为镇静剂

S-(-)-沙利度胺有致畸作用50年代末，在欧洲出现数千例短肢畸胎新生儿，一度震惊全世界手性药物对映体在生物降解及环境毒理效应方面的差异？？第80页/共132页研究背景手性农药

PNAS,2005，201，701-706

布洛芬的手性对映体在湖水中的降解速率显著差异

Environ.Sci.Technol.1999,33,2529-2535氟西汀的左旋体对鲦鱼（Pimephalespromelas）的毒性明显大于右旋体

Chemosphere,2007,69:9-16手性药物对映体的环境行为、毒性差异研究具有重要的科学意义第81页/共132页研究背景β-受体阻断剂

我国心血管疾病患者众多，抗高血压药物的使用呈平稳的增长趋势养殖业动物屠宰运输前的镇静用药第82页/共132页研究背景检测药物存在介质浓度(ng/L）参考文献普萘洛尔污水处理厂出水26～1900D.B.Huggett,etal.,2003污水处理厂出水nd~2900Thomasa.ternes.,1998污水处理厂出水87~136MeritxellGros,etal.,2007阿替洛尔污水处理厂出水50～1200MiraPetrovic,etal.,2006污水处理厂出水642～2210Hing-BiuLee,etal.,2007地表水3～60B.Kasprzyk-Hordern，etal.,2007影响心律精子活性降低生殖异常环境毒理效应（鱼）将手性异构体作为单一药物？？？第83页/共132页研究背景环境中β-受体阻断剂手性异构体的存在水平、降解规律及生态效应差异研究为药品处理和环境风险评估提供依据环境介质中β-受体阻断剂手性对映体分析方法的建立第84页/共132页目标化合物结构和性质纳多洛尔pKa=15.08logKow=1.17

吲哚洛尔pKa=17.19logKow=1.48

烯丙洛尔pKa=13.88logKow=2.81

比索洛尔pKa=13.86logKow=1.84

倍他洛尔pKa=13.89logKow=2.98

美托洛尔pKa=13.89logKow=1.69

咔唑心安pKa=16.63logKow=2.66

氧烯洛尔pKa=13.89logKow=1.83

拉贝洛尔pKa=16.50logKow=2.41

塞利洛尔pKa=14.12logKow=1.93

普萘洛尔pKa=13.84logKow=2.60

索他洛尔pKa=14.26logKow=0.37

阿替洛尔pKa=16.26logKow=-0.03

醋丁洛尔pKa=14.16logKow=1.19

卡维地洛pKa=16.63logKow=3.05

奈比洛尔pKa=14.93logKow=3.71pKa=13.84~17.19logKow=-0.03~4.20第85页/共132页质谱条件的优化先电离后雾化LC最适流量0.2～0.3mL/min适合于离子化及极性的溶质先雾化后电离LC流速可达2.0mL/min特殊化合物的电离ESIAPPIESI+毛细管电压/KV3射频透镜1电压/V30射频透镜2电压/V0.5离子源温度/ºC100脱溶剂气温度/ºC450脱溶剂气流量/L·hr-1

550APPI+反射极电压/KV0.7毛细管电压/KV0.7射频透镜1电压/V34射频透镜2电压/V0离子源温度/ºC110脱溶剂气温度/ºC400脱溶剂气流量/L·hr-1550第86页/共132页液相条件的优化CHRALCELOD-H正己烷/乙醇××第87页/共132页液相条件的优化260.3＞183.33.35e3268.1＞116.07.28e3308.3＞116.31.09e4326.3＞116.33.14e4propranololbisoprololbetaxololmetoprolol266.2＞72.41.30e4380.3＞306.59.23e3266.9＞189.91.55e3250.2＞72.36.19e3oxprenololceliprololatenololalprenololStand20ppb(n-hexane/alcohol=85/15,0.1%DEA)8种β-受体阻断剂分离度0.95以上仪器定量限：2～8

µg/L第88页/共132页液相条件的优化CHIROBIOTICTMV1009095甲醇第89页/共132页液相条件的优化310.4＞254.34.93e4326.3＞115.81.25e5308.3＞115.72.79e4337.3＞115.96.52e4406.4＞151.01.86e4329.3＞311.01.59e4407.3＞224.01.97e4273.0＞132.83.39e4nadololsotalolbetaxololbisoprolollabtalolcavedilolacebutololnebivolol299.3＞115.98.95e4266.2＞225.05.16e4260.1＞115.83.32e4380.2＞306.23.68e4267.2＞144.81.91e4250.2＞116.07.33e4249.1＞115.88.11e4268.1＞115.82.43e4cazazololmetoprololpropranololoxprenololalprenololpindololceliprololatenololStand10ppb(MeOH,0.1%formicacidand20mMNH4OAc)14种β-受体阻断剂分离度0.8以上仪器定量限：0.05～0.4

µg/L第90页/共132页仪器条件的优化先电离后雾化LC最适流量0.2～0.3mL/min适合于离子化及极性的溶质ESIAPPICHRALCELOD-HAPPIn-hexane/alcohol

85/15,0.1%DEA8种β-受体阻断剂有效分离仪器定量限：2～8µg/LCHIROBIOTICVESIMeOH,0.1%FAand20mMNH4OAc16种β-受体阻断剂有效分离仪器定量限：0.05～0.4µg/L√第91页/共132页前处理方法Plexa固相萃取小柱MCXPCXHLB第92页/共132页前处理方法

Plexa、HLB、MCX、PCX回收率第93页/共132页前处理方法HLB、MCX、PCX基质抑制率√第94页/共132页检测方法流程环境废水200mL5%甲醇水定容玻璃纤维滤纸GF/A过滤PCX固相萃取小柱（甲醇、水活化）LC-ESI-MS/MS测定（万古霉素手性柱）甲醇淋洗、甲醇氨洗脱，吹干第95页/共132页方法学参数

标准曲线线性范围:0.05～50µg/L0.5ng/L、5ng/L和50ng/L三个加标水平，平均回收率在70%～120%,相对标准偏差小于20%方法定量限:各对映异构体0.1～1ng/L第96页/共132页方法应用HACBGEFDJKLIMNQPOSTWX第97页/共132页药物名称检出率浓度范围/ngL-1阿替洛尔39/600.8～274.5比索洛尔39/600.4～161.7美托洛尔32/601.0～340.0普萘洛尔38/600.6～25.5咔唑心安17/600.2～5.0拉贝洛尔6/6011.1～269.0索他洛尔7/601.8～42.8卡维地洛5/603.9～28.3吲哚洛尔5/600.4、0.4医疗废水检测结果检出9种β-受体阻断剂浓度范围：0.2～340

ng/L第98页/共132页医疗废水中的对映体分数EF值集中在0.5左右第99页/共132页城市污水检测结果药物名称进水(n=9)出水(n=11)检出率浓度(ng/L)检出率浓度(ng/L)阿替洛尔9/9572.1~1257.010/11156.3~302.2比索洛尔9/9792.3~1907.410/11413.3~673.2美托洛尔9/91101.5~2669.710/11808.3~1287.4普萘洛尔8/915.5~88.410/1114.7~95.8奈比洛尔9/9296.4~600.2nd/索他洛尔9/915.9~139.811/119.9~88.8醋丁洛尔9/914.4~29.510/113.9~7.3塞利洛尔9/917.1~41.311/1116.8~20.7氧烯洛尔4/943.9~118.63/1133.5~39.8污水处理工艺对β-受体阻断剂有一定的去除作用第100页/共132页城市污水中的对映体分数现有污水处理工艺对索他洛尔的去除具有手性选择性索他洛尔n=9n=11第101页/共132页污水中手性氧氟沙星的分析方法研究

Studyontheanalyticalmethodforthechiralofloxacininsewage第102页/共132页研究背景

氧氟沙星

氧氟沙星是全球人类以及兽医使用非常广泛的一种抗生素，它被用来预防和治疗一些细菌感染疾病。据估计2002年氧氟沙星在中国的生产量约为1200吨，使用后有超过70%的氧氟沙星以原型排放，是环境中产生耐药基因的主要物质之一。针对氧氟沙星的使用量大，对环境带来的风险大，所以在研究的环境药物中，氧氟沙星自然成为了热门问题。第103页/共132页研究背景

氧氟沙星50年代末，在欧洲出现数千例短肢畸胎新生儿，一度震惊全世界俗名“反应停”，早期作为怀孕妇女的止呕药使用沙利度胺（Thalidomide）R-(+)-沙利度胺为镇静止

S-(-)-沙利度胺有致畸作用第104页/共132页研究背景

氧氟沙星手性氧氟沙星的环境研究?

S-(-)-氧氟沙星抑制细菌拓扑异构酶II的活性是R-(+)-型的9.3倍，是消旋体的1.3倍。对各种细菌的抑菌活性S型强于R型8～128倍。左氟沙星已经逐步取代了市场上使用的消旋氧氟沙星。

环境中手性污染物对映体选择性行为的研究历史不长，但由于手性化合物异构体在生理、毒性与生化等方面的不同，该类物质的对映体选择性行为已经愈来愈成为国际环境科学界研究的焦点

迄今为止的大部分环境行为研究都是将手性药物作为单一物质进行解析，这样做的结果可能会在某种程度上掩盖了对映体在生物可利用性、毒性等方面的区别，从而导致相应物质生态风险的误判。因此，为了更准确更细致地了解手性药物的迁移转化规律，有必要对环境中该类物质的归趋和毒性差异进行研究。第105页/共132页研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立色谱柱的选择250mm

安捷伦TC-C-18

100mm

安捷伦TC-C-18

waters

XterraC-18

AnalyticaChimicaActa,2007,584K－保留因子α－分离因子R－分离度第106页/共132页研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立氨基酸的选择第107页/共132页研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立异亮氨酸和CuSO4浓度的选择浓度过高会抑制配体的形成；过低会导致配体形成的不完全。第108页/共132页研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立手性流动相和甲醇的比例有机相的含量高了会直接降低分离效果，有机相含量低了又会使保留时间太长，峰形变宽第109页/共132页研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立定溶液的组成

手性流动相含量降低时，直接导致了峰形变宽，从而使保留因子降低，分离效果越来越差，分离度逐渐降低第110页/共132页研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立柱温的选择

温度比较低时峰形拓宽，分离因子比较大，分离度不佳

温度高时峰形变窄，分离度增加第111页/共132页研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立色谱柱：TC-C-18（250mm×4.6mm,5μm;AgilentTechnologies,CA,USA）柱温：40◦C；样品温度：15◦C；进样体积：20μL。流动相条件：甲醇和含有4mmol/LCuSO4和5mmol/Ll-isoleucine水（甲醇:水=12:88，v/v）；流速为1.0ml/min。荧光检测（FluorescenceDetector，FLD）：激发波长303nm、发射波长505nm。总结

第112页/共132页研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立性质第113页/共132页研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立固相萃取柱的选择富集相同体积的污水，调节pH=3，分别上样，最后以6ml甲醇洗脱，N2吹至近干，1ml含0.1%甲酸水定容第114页/共132页研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立固相萃取柱和pH的选择RecoveriesofofloxacininWCXandMCXcartridgesatdifferentpHsofloadingsolution(errorbarsindicatethestandarddeviations,n

=3)

氧氟沙星在WCX小柱上的回收率均优于在MCX小柱上的回收率。

最佳的上样pH是3

pH调至2时，氧氟沙星跟WCX的固定相之间只发生了反相交换机理，由于WCX固相萃取柱固定相中的羧酸根（pKa=5.1）已经完全质子化，不能发生阳离子交换。

第115页/共132页研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立WCX固相萃取柱淋洗条件的选择

WashingpercentageofofloxacininWCXcartridgeusingdifferentwashingsolutions

甲酸0.5%的甲醇:水=10:90（v/v）的混和溶液2ml

甲醇含量为50%时，氧氟沙星的淋洗率已经达到50%左右

采用50:50的甲醇水溶液，优化甲酸的含量和洗脱体积

第116页/共132页研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立WCX固相萃取柱洗脱条件的选择

RecoveriesofofloxacininWCXcartridgeusingdifferentconcentrationsofformicacidinMeOH–UPW(50/50,v/v,10mL)aselutingsolution(errorbarsindicatethestandarddeviations,n=3)

甲酸含量为0.2%

0.2%甲酸的甲醇:水＝50:50（v/v）的溶液10ml第117页/共132页研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立MAX固相萃取柱pH的选择

RecoveriesofofloxacininMAXcartridgeforofloxacinatdifferentpHsofloadingsolution(errorbarsindicatethestandarddeviations,n=3)pH=9氧氟沙星的回收率最高

氧氟沙星的羧酸根完全处于离子化状态，能够很好的与MAX固相萃取柱进行阴离子交换第118页/共132页研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立MAX固相萃取柱淋洗条件的选择

WashingpercentageofofloxacininMAXcartridgeusingdifferentwashingsolutions

甲醇含量为20%，甲酸浓度为0.3%时，用1ml体积淋洗，约70%的氧氟沙星被洗脱

选择甲醇与水的比例为20:80(v/v)，甲酸的浓度为0.3%，对洗脱体积优化0.3%甲酸的甲醇水溶液（20:80，v/v）4ml

第119页/共132页研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立流程图

WCX固相萃取柱（150mg）6cc，MEOH6cc，10mmol·L-1pH＝3的Na2-EDTA溶液6cc，pH＝3的超纯水依次活化上样250ml