饮用水检测中抗生素类标准物质的稳定性研究

王智安 程鑫

抗生素是人们非常熟悉的药物，具有非常明显的抗菌作用，种类多达上千种，在畜牧业、医疗领域等有着非常广泛的应用。作为抗生素质量分析中使用的实物对照，抗生素标准物质是保证抗生素药品质量的关键，通过全面研究及了解抗生素标准物质的稳定性，可以确保抗生素标准物质定量分析过程更加可靠及准确。

液相色谱串联质谱法是现阶段检测饮用水中抗生素常用的一种方法，可以对饮用水中抗生素类标准物质的残留量进行准确测定。本文借助实验，对饮用水中抗生素的稳定性情况进行研究，以此观察抗生素在饮用水样品溶液及甲醇溶液中的稳定性。通过实验结果可以看出，相较于甲醇溶液基质，标准物质在水样基质中的稳定性更强。

一、实验部分

1.仪器和试剂。（1）仪器：串联质谱联用仪，电喷雾离子源，超声波清洗仪，涡流振荡器，感量0.0001g电子天平，0.22μm聚醚砜滤膜。（2）试剂：甲酸，甲醇，超高纯度的氩气、氮气;实验过程中所用的水必须是纯净水;实验过程中应用的标准物质包括磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑、氟甲喹、噁喹酸、苯唑西林。

2.实验条件。（1）液相色谱条件。①色谱柱：Waters ACQUITY UPLC HSS T3柱，温度以40℃为宜。②进样体积：10μL。③流动相A：浓度为1%的甲酸水溶液;流动相B：甲醇。④流速：0.35mL/min。（2）质谱条件。离子源为电喷雾电离，采用正离子进行扫描，之后利用多反应监测模式对扫描数据进行全面分析。源温度设置为120℃，脱溶剂的温度设置为350℃;脱溶剂气流量为650L/Hr，碰撞气流量为50L/Hr;毛细管的电压为2.0kV。

3.实验方法。为了保证实验的成功率，提高实验结果的准确性，需要在全面范围内展开相关调查与监测工作，以此明确饮用水中潜在的抗生素等污染物，之后在生活饮用水中选取检出率较高且具有代表性的5种不同类别的抗生素类标准物质，采用超高效液相色谱串联质谱法对这些不同类别的抗生素标准物质进行检测与定量。

在具体的实验过程中，需要将不同浓度的标准物质溶液进行冷藏保存，一般分两步进行，先将这些不同浓度的标准物质溶液进行4℃的冷藏保存，之后再将这些溶液进行20℃的常规保存。在此过程中，需要密切观察这些不同浓度标准物质溶液的稳定性情况，直到时間点为量值变化的10%以上，在此时间点终止本次实验。

将一定浓度的抗生素标准物质添加到饮用水空白水样中，采用上述保存方法，即先进行4℃的冷藏保存，再进行20℃的常规保存，在此过程中对样品的稳定性情况进行密切观察。实验过程中需要注意一点，这两组实验需要涉及3个以上的时间点，且每个时间点不得小于2个独立重复测试数据。

上述实验完成之后，则是对样品溶液配制的考察，需要分4个步骤进行：（1）对实验过程中应用的标准物质进行准确称量，包括磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑、氟甲喹、噁喹酸、苯唑西林，再将这些标准物质放入容量为100mL的容量瓶中，利用甲醇对这些标准物质进行溶解定容，之后获得混合标准储备溶液，浓度为10mg/L。（2）将容量瓶中10-100mL的混合标准储备溶液准确移取到另一个容量瓶内，利用甲醇将其定容（一定要保障容量瓶内所有物质的混合均匀性），获得浓度为1000μg/L的标准溶液，再分别装入2个棕色标准溶液储液瓶中。先将这些标准溶液进行20℃的常规保存，再进行4℃的冷藏保存，留作备用。上机测定之前，需要利用甲醇将这些标准溶液进行50倍稀释之后，再进行上机测定。（3）取浓度为10mg/L的混合标准储备溶液0.1-100mL，准确移至另一个空的容量瓶中，利用甲醇将溶液定容，并保障容量瓶内所有物质的混合均匀性，从而获得浓度为10μg/L的标准溶液，然后分别装入两个棕色标准溶液储液瓶中。先将这些标准溶液进行20℃的常规保存，再进行4℃的冷藏保存，留作备用。需要注意的是，这些标准溶液在上机测定时无需稀释，可以直接上机测定。（4）取浓度为10mg/L混合标准储备溶液0.5-500mL，准确移至另一个空的容量瓶中，利用空白自来水样品定容，并保障容量瓶内所有物质的混合均匀性，从而获得浓度为20μg/L的标准溶液，然后分别装入两个棕色玻璃螺口试剂瓶中。先将这些标准溶液进行20℃的常规保存，再进行4℃的冷藏保存，留作备用。上机测定之前，需要经过0.22μm滤膜过滤，不需要稀释，直接上机测定。

二、实验结果

1.抗生素的稳定性会因溶剂的不同而发生变化。在不同的保存温度下，通过对10μg/L、1000μg/L标准物质甲醇溶液以及浓度为20μg/L的标准溶液样品进行量值稳定性的观察与研究，结果发现，实验中涉及的5种标准物质在甲醇溶液基质中，两天之内的降解率达到22.1%以上;在水样基质中，除了苯唑西林发生了较为明显的降解之外，其他4种标准物质均未发生明显的降解现象，虽然苯唑西林发生了明显的降解现象，但相较于同等储存温度条件下的甲醇基质，水样基质中的抗生素降解速度低了许多。

2.抗生素的稳定性会因温度的不同而发生变化。（1）在5种标准物质中，苯唑西林受温度变化的影响最大。10μg/L的标准溶液在20℃常规保存条件下保存1天后，其降解率高达96.2%;在4℃冷藏条件下保存1天后，其降解率为20.2%。20μg/L的标准溶液在20℃常规保存条件下保存两天后，其降解率高达77.92%;在4℃冷藏条件下保存两天后，其降解率为15.42%。（2）其余4种标准物质受温度变化的影响不是很明显，尤其在水样基质中，不论是常规保存条件还是冷藏保存条件，均未发生显著性降解现象。在甲醇溶液基质中虽然发生了一定的降解变化，但是温度变化对其降解变化的影响并不明显。比如磺胺甲噁唑，10μg/L的标准溶液在4℃冷藏条件下保存1天后，其降解率为16.8%;在20℃常规保存条件下保存1天后，其降解率高达12.4%。1000μg/L的标准溶液不论是在4℃冷藏保存条件下还是在20℃常规保存条件下，保存1天后，其降解率均在10%以下;保存两天后，冷藏条件下的降解率为26.2%，常规条件下的降解率为27.4%。由此可见，磺胺甲噁唑标准溶液不论是在哪种温度条件下，降解率均无明显变化。

三、结语

综上所述，通过对饮用水中5种典型抗生素种类的稳定性研究可以得出，抗生素溶解的溶剂对其稳定性有着很大影响，相较于甲醇溶液，抗生素在水溶液基质中的稳定性更强。此外，苯唑西林受温度变化的影响最大，其在低温条件下的降解率远低于常规温度条件下的降解率，而其他标准物质受温度变化的影响并不明显。基于此，在对饮用水中抗生素的稳定性进行测定时，采集完样品之后应立即测定，以此提高检测数据的精准性。