《Journal of Chromatography A》：Automated magnetic solid-phase extraction based on hydrophilic-lipophilic balanced materials for LC-MS/MS determination of macrolides in pork
编辑推荐：
•首个采用市售MHLB材料实现猪肉中大环内酯类抗生素全自动检测的方法。•每份样本所需的有机溶剂用量仅为3毫升，吸附剂用量仅为30毫克。•相比传统HLB色谱柱，该方法的基质效应耐受性更强。•检测下限为0.03–0.33微克/千克，远低于中国规定的40–2400微克/千克的残留限量标
- •
首个采用市售MHLB材料实现猪肉中大环内酯类抗生素全自动检测的方法。
- •
每份样本所需的有机溶剂用量仅为3毫升，吸附剂用量仅为30毫克。
- •
相比传统HLB色谱柱，该方法的基质效应耐受性更强。
- •
检测下限为0.03–0.33微克/千克，远低于中国规定的40–2400微克/千克的残留限量标准。
引言
大环内酯类抗生素含有通过糖苷键与脱氧糖相连的大环内酯结构（14、15或16元环），属于具有广谱抗菌活性的药物类别[1]。由于其对革兰氏阳性菌及部分革兰氏阴性菌的有效性，这类抗生素被广泛用于兽医领域的治疗和预防措施中[2]。然而，如果在食品生产动物中不当使用这些抗生素，就会在肉类、牛奶等动物源性产品中留下包括原药及其代谢物在内的残留物[3,4]。这些残留物会对人类健康构成多种威胁，如引发过敏反应、加剧抗菌素耐药性以及产生其他潜在毒性作用[5]，因此成为全球性的公共卫生问题。为此，各国监管机构都制定了严格的最高残留限量标准，以保障消费者安全并规范食品行业[3,6]。例如，中国的食品安全标准为多种大环内酯类抗生素（如红霉素、替米考星、泰乐菌素）在动物源性食品中的残留设定了标准，具体数值根据不同药物和基质的不同而介于40至2400微克/千克之间[7,8]。因此，开发可靠、灵敏且高效的分析方法对于确保有效监管和保障食品安全至关重要。
液相色谱-串联质谱法因其高灵敏度、高选择性和高处理效率，已成为检测大环内酯类残留物的金标准方法[3,9]。不过，在肉类、内脏等复杂的畜产品基质中准确且灵敏地检测微量大环内酯类物质仍然是一项具有挑战性的任务[10,11]。这类基质中含有大量蛋白质、脂质及其他内源干扰物，会通过基质效应严重影响分析的准确性和灵敏度[12]。因此，高效且具有选择性的样品前处理方法对于分离目标分析物、减轻基质效应以及实现必要的预浓缩非常重要[13]。虽然液液萃取和固相萃取这两种传统样品前处理技术被广泛应用，但它们也存在一定的局限性[11,14,15]。液液萃取往往耗时较长，需要使用大量有害有机溶剂，还会产生大量废弃物[3,11,14]。固相萃取虽能减少溶剂用量并得到更纯净的提取物，但其操作过程通常较为繁琐，需要多个手动步骤，容易出错，同时还存在色谱柱堵塞、吸附剂重复使用次数有限以及运营成本相对较高的问题[15,16]。即便是一些较新的方法，如QuEChERS方法，虽然比传统固相萃取装置处理速度更快，但对于某些极性分析物而言，其回收率可能不稳定，且可能需要额外的净化步骤，这限制了其在高通量分析中的应用潜力[10,12,17]。因此，迫切需要开发自动化、低溶剂消耗且具备高通量处理能力的样品前处理技术，以便对兽药残留进行常规监测[18,19]。
磁性固相萃取技术作为一种有望解决上述问题的替代方法应运而生[13,18]。该技术的核心原理是使用表面功能化的磁性纳米颗粒作为吸附剂，将这些吸附剂直接加入样品溶液中，从而最大化接触表面积并提升传质效率[[20], [21], [22]]。与传统固相萃取不同，传统固相萃取容易因样品中含有的颗粒物而发生堵塞，而磁性固相萃取所使用的磁性吸附剂可以通过外部磁场快速分离，无需经过色谱柱，也无需进行离心或过滤等辅助操作[23]。此外，磁性固相萃取还具有溶剂消耗更低、吸附剂可重复使用以及适用于浑浊或粘稠样品等优点[13,24]。磁性固相萃取的性能在很大程度上取决于磁性吸附剂的表面功能特性。目前已有多种功能化材料被应用于此领域，包括硅胶、碳纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）、聚合物以及金属有机框架材料[20,25,26]。其中，亲水亲油平衡型材料因其能够通过平衡的亲疏水性相互作用高效吸附不同极性范围的化合物，而受到了广泛关注，这类材料通常是聚二乙烯苯共聚N-乙烯基吡咯烷酮之类的共聚物[[27], [28], [29]]。与此同时，实验室自动化也是分析工作中提升重复性、提高处理效率并降低人力成本的必然趋势。将磁性固相萃取技术与自动化平台相结合，有望实现完全自动化、精准可控且高效的高通量样品前处理流程[30,31]。然而，目前仍缺乏基于市售磁性HLB材料的通用型全自动磁性固相萃取方法，这类方法可用于在复杂多样的畜产品基质中同时检测多种大环内酯类残留物。现有的研究大多聚焦于实验室合成的功能化材料或手动/半自动操作模式，尚未对基于市售磁性固相萃取材料的完全自动化分析流程进行系统的开发和评估[20,24,27,28]。这一缺陷阻碍了磁性固相萃取技术从实验室研究走向标准化监管应用。
为弥补这一不足，我们开发了一种基于市售MHLB材料并结合液相色谱-串联质谱技术的全自动磁性固相萃取方法，用于检测猪肉中的九种大环内酯类化合物。我们对该磁性固相萃取方法的各项参数进行了系统优化，并将MHLB材料的性能与传统HLB色谱柱的性能进行了全面对比。由于采用了市售材料以及自动化提取装置，该方法为猪肉中大环内酯类残留物的检测提供了实用解决方案，同时也有望应用于其他畜产品检测中。
章节摘要
分析物与试剂
用于检测的混合标准溶液由ANPEL Laboratory Technologies Inc.（中国上海）提供，其中含有九种大环内酯类标准物质，每种物质在甲醇中的浓度均为100毫克/升。这些标准物质的认证不确定度在3.0至3.1毫克/升之间。这些目标化合物的物理化学性质总结见表1，其化学结构则见图S1。通过稀释该混合标准溶液，可制备出所需浓度的混合工作标准溶液。
液相色谱-串联质谱参数优化
本研究采用Waters ACQUITY UPLC BEH Shield RP18色谱柱作为分离柱，该色谱柱的粒径为1.7微米，柱长为2.1毫米×100毫米。这一选择与以往研究中用于大环内酯类化合物分析的C??基固定相的使用情况一致[34,35]。RP18填充材料与亲脂性大环内酯类化合物之间的疏水相互作用有助于实现有效的保留效果，而BEH Shield技术则可以减少因碱性大环内酯类化合物与色谱柱上残留的硅醇基团发生相互作用而导致的峰形拖尾现象。
结论
本研究开发了一种基于MHLB材料与液相色谱-串联质谱技术的全自动分析方法，用于检测猪肉中的九种大环内酯类化合物。该方法的检测下限为0.03–0.33微克/千克，回收率在77.8%至90.0%之间，相对标准偏差低于10.3%。与传统的HLB色谱柱相比，MHLB材料具有更强的基质效应耐受性——九种分析物中有六种的检测结果均在±20%的范围内，而传统HLB色谱柱仅有三种分析物符合这一标准；此外，MHLB材料的回收率更为稳定，其相对标准偏差在3.7%至9.2%之间，而传统HLB色谱柱的相对标准偏差则在4.1%至14.6%之间。同时，MHLB材料所消耗的吸附剂量为30毫克，有机溶剂用量为3毫升，均远远低于传统方法对应的数值（分别为200毫克和14毫升），而且还能避免
作者贡献说明
王瑞国：概念设计、数据整理、实验研究、方法设计、结果可视化、正式分析、初稿撰写。魏淑林：正式分析、方法验证。王培龙：资源协调、项目监督、项目管理。魏伟：正式分析、方法验证。严明：资金筹集、方法验证。马康：资金筹集、项目管理、资源协调、方法验证、论文审阅与修改。刘松岩：资金筹集、资源协调、论文审阅与修改。李彦东
CRediT作者贡献说明
王瑞国：初稿撰写、结果可视化、方法设计、实验研究、正式分析、概念设计。魏淑林：方法验证、正式分析。王培龙：项目监督、资源协调、项目管理。魏伟：方法验证、正式分析。严明：方法验证、资金筹集。马康：论文审阅与修改、方法验证、资源协调、项目管理、资金筹集。刘松岩：论文审阅与修改、方法验证、资源协调、资金筹集。李彦东
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关联关系。
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFD1301504）、石家庄市与中国农业科学院合作项目（25024）、河北省农业科研体系专项基金（HBCT2024260407、HBCT2024260408）、广西农业科技2024年度自筹项目（Z2024031）以及中国农业科研系统项目（CARS-35）的财政支持，特此致谢。
Ruiguo Wang|Shulin Wei|Peilong Wang|Wei Wei|Ming Yan|Kang Ma|Songyan Liu|Yandong Li
