【抗生素ppt课件】环境中药物与个人护理品监测技术

环境中药物与个人护理品监测技术 邵兵 北京市疾病预防控制中心 PPCPs定义 PPCPsPPCPs: Pharmaceuticals and Personal Care ProductsPharmaceuticals and Personal Care Products 药品与个人护理用品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 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 研究背景 PPCPs 无处不在 Ubiquitous 持久性 Persistence 毒性（耐药性等）Toxicity Possible risks of PPCPs 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% 20062007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 超高效液相色谱-串联质谱法 测定屠宰废水中78种兽药 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35 。2005年，90,000吨抗生素被用于动 物饲养。 中国生猪出栏量 研究背景研究背景 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%） 研究背景研究背景 畜禽养殖中兽药的作用 （10%） （90%） 屠 宰 场 流 程 图 研究背景研究背景 78 种 检 测 对 象 抗生素类抗生素类 13种-受体激动剂 其其 它它 类类 10种-受体阻断剂 6种利尿剂 7种镇静剂 1919种喹诺酮类种喹诺酮类 1111种磺胺类种磺胺类 6 6种四环素类种四环素类 5 5种大环内酯类种大环内酯类 氯霉素氯霉素 色谱柱：Waters Acquity BEH C18柱，100mm2.1 mm (id)，粒径1.7 um。 进样室温度：5 ； 进样体积：10 uL。 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：0.3 ml/min。 色谱条件 离子源模式ESI ESI 毛细管电压3.0 kV2.8 kV 脱溶剂气流量 500 L h-1 源温度100C 脱溶剂温度350C 倍增电压650V 碰撞室压力 3.2 103 mbar 质谱条件 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 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 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 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 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 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 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 uuHLBHLB柱：柱：回收率回收率: :磺胺（磺胺（2222）、沙）、沙 丁胺醇（丁胺醇（4141）其余均大于）其余均大于5050（5050-98.7-98.7 ）； uuPLEXAPLEXA柱、柱、C18C18柱：柱：均有均有2020种物质的回收率种物质的回收率 在在5050以以 下；下； uuGCBGCB柱：柱：喹诺酮类回收率大部分为喹诺酮类回收率大部分为0 0 实验方法：自来水加标实验实验方法：自来水加标实验 固体萃取柱的选择 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1g Na2EDTA就能达到比较好的回 收率。 通过自来水加标实验（每个样品富集 500ml自来水并加入1g Na2EDTA，然后分 别调节pH3、5、7、9)。 pH=7时大部分物质的回收率 较好。（磺胺为（磺胺为2929，其余，其余 在在 5151-110-110） 样品pH值的优化 结论： 洗脱液 7.氨基柱洗脱条件的优化 I. 5ml 甲醇:丙酮:甲酸(v:v:v,500:500:1) II. 6ml 丙酮:甲酸(v:v,1000:1) 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810 ml/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=7 P P 40-4240-42 环境调查采样点环境调查采样点 Beijing SWTP2SWTP1 SWTP4 SWTP3 R1 R2 R5 R4 R3 R6 Nanshahe River Location of 4 SWTPs and sampling site of receiving rivers Beijing ZRZY JD WR R1 R2 R5 R4 R3 R6 Nanshahe River 采样时间采样时间3 3月、月、5 5月、月、8 8月月 环境样品检测结果 资资源（ ng/L） 中瑞（ ng/L） 五肉联联（ ng/L） 大红门红门 （ ng/L） 进进 水 出水 进进 水 出水 进进 水 出水 进进 水 出水 磺胺53054144626376579473 磺胺对对甲氧 嘧啶嘧啶 672949139630283 磺胺氯哒酮氯哒酮92722911134 磺胺喹喹啉005611471541 磺胺类 资资源（ng/L ） 中瑞（ng/L ） 五肉联联（ ng/L） 大红门红门 （ ng/L） 进进水出水进进水出水进进水出水进进水出水 氧氟沙星 208 73 153 74 198 74 288 123 环环丙沙星 109 23 23 11 141 70 72 8 培氟沙星 51 15 59 28 23 7 29 5 诺诺氟沙星 55 14 33 19 50 28 41 6 恩诺诺沙星 59 13 116 52 87 21 83 21 洛美沙星 13 3 6 2 10 2 10 1 喹诺酮类 资资源（ ng/L） 中瑞（ng/L ） 五肉联联（ ng/L） 大红门红门 （ ng/L） 进进水出水进进水出水进进水出水进进水出水 四环环素50519319733316454718 土霉素4295085450970920877031 红红霉素180182111042055923913 吉他霉素16617191941875521712 泰勒菌素15317177871695019611 四环素类和大环内酯类 其它类 资资源（ ng/L） 中瑞（ ng/L） 五肉联联 （ng/L） 大红门红门 （ng/L） 进进水出水进进水出水进进水出水进进水出水 安定165151261282413726 氯氯霉素n.dn.d125n.dn.dn.dn.d 克伦伦特罗罗42n.dn.d8331 美托洛尔612121202 注：注：n.dn.d表示未检出表示未检出 南沙河PPCPs存在水平 Beijing ZRZY JD WR R1 R2 R5 R4 R3 R6 Nanshahe River 环境污水和污泥中抗性激素药物检测方 法研究 研究背景 近年来，关于环境内分泌干扰物（ Endocrine Disrupting Chemicals, 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 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） 5-还原酶抑制剂 （非那雄胺） （米非司酮） 抗性激素药物生态毒理效应 抗性激素药物分析现状 其他抗性激素药物 ？ 研究内容 u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 u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 目标药物理化性质 Logkow:2.4-6.8 pKa:1.63-14.2 水体介质中抗性激素药物分析方法的建 立 u仪器参数 u前处理方法 u方法的应用 仪器参数 质谱条件 电离方式：ESI+ 毛细管电压：3.5 kV 离子源温度：100C 脱溶剂温度：450 C 脱溶剂气流量：600 L/h 碰撞腔真空度：3.010-3 mbar 多反应监测模式 MRM 甲醇-水 乙腈-水 甲醇-0.1%甲酸水 乙腈-0.1%甲酸水 液相梯度条件 MRM色谱图 前处理 HLB、GCB、C18HLB C18: pH2、5 GCB: pH没有影响 HLB 90% HLB、C18和GCB 对目标化合物回收率比较 HLB, pH 2 基质抑制效应 以污水处理厂进水为例 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 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88% PCX（阳离子交换柱） HLB（亲水亲脂平衡柱 ） 基质抑制 PCX 308.0455.0, 174.6, 308.02030 硫唑嘌呤277.9141.9277.9, 141.9, 231.91125 多柔比新544.3397.0544.3, 129.7, 397.01218 多柔比新醇546.0399.1546.0, 363.0, 399.11317 环磷酰胺 260.9140.0260.9, 140.0, 105.62030 异环磷酰胺260.992.1260.9, 92.1, 153.52427 长春新碱825.4765.4825.4, 765.4, 807.63770 依托泊苷589.0229.1589.0, 229.1, 435.11420 甲基苄肼221.9179.9221.9, 162.5, 179.91425 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 20 ng/L (RSD, %) n=5 加标回收率 200 ng/L (RSD, %) n=5 检出限 (ng/L) 定量限 (ng/L) 甲氨蝶呤1.002000.998461 (2)67 (5)0.61.7 硫唑嘌呤2.502000.9992102 (3)95 (3)1.65.0 多柔比新醇10.04000.999566 (11)72 (4)6.520.0 多柔比新10.04000.997970 (11)68 (5)6.520.0 环磷酰胺1.252000.999093 (6)96 (10)0.82.5 异环磷酰胺5.002000.999880 (12)80 (17)2.57.0 长春新碱10.04000.999851 (21)56 (13)7.020.0 依托泊苷8.003200.998797 (8)99 (7)5.015.0 甲基苄肼8.003200.9981104 (7)98 (6)5.516.0 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 20 ng/L (RSD, %) n=5 加标回收率 200 ng/L (RSD, %) n=5 检出限 (ng/L) 定量限 (ng/L) 甲氨蝶呤1.002000.994261 (5)57 (5)0.61.7 硫唑嘌呤1.252000.9992100 (10)91 (6)1.23.5 多柔比新醇2.504000.999270 (7)71 (3)1.65.0 多柔比新2.504000.998668 (8)67 (3)2.56.5 环磷酰胺0.632000.9967109 (6)96 (4)0.51.5 异环磷酰胺2.502000.997792 (4)83 (4)1.65.0 长春新碱5.004000.998645 (25)50 (6)3.510.0 依托泊苷4.003200.998095 (10)91 (4)2.57.0 甲基苄肼4.003200.9991106 (4)100 (4)2.68.0 基质效应 a 化合物进水 (RSD, %) n=5 出水 (RSD, %) n=5 HLBHLB+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)100 b 在标准曲线的最大加标浓度下仍未检出 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 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 62000 ng/L 异环磷酰胺：38个样品检出，浓度4 10647 ng/L 甲氨蝶呤：14个样品检出，浓度4 4689 ng/L 依托泊苷：15个样品检出，浓度6380 ng/L 硫唑嘌呤：同一医院的3个样品检出，浓度为9，15，32 ng/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 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 20022.6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 2007.9.2615.519.5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 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 100 m200未检出未检出 清河污水厂排污口下游 200 m2002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。 环境水体中-受体阻断剂手性对映体分析 方法的研究及应用 研究背景 手性药物手性药物 R-(+)-R-(+)-沙利度胺为镇静剂沙利度胺为镇静剂 S-(-)-S-(-)-沙利度胺有致畸作用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手性药物对映体在生物降解及环境毒理效应方面的差异？ 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（Pimephales promelas）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研究具有重要的科学意义 研究背景 -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 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261900D.B. Huggett, et al., 2003 污水处理厂出水nd2900Thomas a. ternes., 1998 污水处理厂出水87136Meritxell Gros, et al., 2007 阿替洛尔污水处理厂出水501200Mira Petrovic, et al., 2006 污水处理厂出水6422210Hing-Biu Lee,et al., 2007 地表水 360B. Kasprzyk-Hordern，et al., 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将手性异构体作为单一药物 ？ 研究背景 环境中-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 环境介质中环境介质中 - -受受 体阻断剂体阻断剂手性对手性对 映体分析方法的映体分析方法的 建立建立 目标化合物结构和性质 纳多洛尔 pKa=15.08 logKow=1.17 吲哚洛尔 pKa=17.19 logKow=1.48 烯丙洛尔 pKa=13.88 logKow=2.81 比索洛尔 pKa=13.86 logKow=1.84 倍他洛尔 pKa=13.89 logKow=2.98 美托洛尔 pKa=13.89 logKow=1.69 咔唑心安 pKa=16.63 logKow=2.66 氧烯洛尔 pKa=13.89 logKow=1.83 拉贝洛尔 pKa=16.50 logKow=2.41 塞利洛尔 pKa=14.12 logKow=1.93 普萘洛尔 pKa=13.84 logKow=2.60 索他洛尔 pKa=14.26 logKow=0.37 阿替洛尔 pKa=16.26 logKow=-0.03 醋丁洛尔 pKa=14.16 logKow=1.19 卡维地洛 pKa=16.63 logKow=3.05 奈比洛尔 pKa=14.93 logKow=3.71 pKapKa=13.8417.19=13.8417.19 logKowlogKow=-0.034.20=-0.034.20 质谱条件的优化 先电离后雾化 LC最适流量0.2 0.3 mL/min 适合于离子化及 极性的溶质 先雾化后电离 LC流速可达2.0 mL/min 特殊化合物的电 离 ESIAPPIESI+ 毛细管电压/KV 3 射频透镜1电压/V 30 射频透镜2电压/V 0.5 离子源温度/C 100 脱溶剂气温度/C 450 脱溶剂气流量/Lhr-1 550 APPI+ 反射极电压/KV 0.7 毛细管电压/KV 0.7 射频透镜1电压/V 34 射频透镜2电压/V 0 离子源温度/C 110 脱溶剂气温度/C 400 脱溶剂气流量/Lhr-1 550 液相条件的优化 CHRALCEL OD-H 正己烷正己烷/ /乙醇乙醇 液相条件的优化 260.3 183.3 3.35e3 268.1 116.0 7.28e3 308.3 116.3 1.09e4 326.3 116.3 3.14e4 propranolol bisoprolol betaxolol metoprolol 266.2 72.4 1.30e4 380.3 306.5 9.23e3 266.9 189.9 1.55e3 250.2 72.3 6.19e3 oxprenolol celiprolol atenolol alprenolol Stand 20ppb (n-hexane/alcohol = 85/15 , 0.1%DEA) 8 8种种 - -受体阻断剂分离度受体阻断剂分离度0.950.95以上以上 仪器定量限：仪器定量限：2 28 8 g/Lg/L 液相条件的优化 CHIROBIOTICTM V 100 90 95 甲醇 液相条件的优化 310.4 254.3 4.93e4 326.3 115.8 1.25e5 308.3 115.7 2.79e4 337.3 115.9 6.52e4 406.4 151.0 1.86e4 329.3 311.0 1.59e4 407.3 224.0 1.97e4 273.0 132.8 3.39e4 nadolol sotalol betaxolol bisoprolol labtalol cavedilol acebutolol nebivolol 299.3 115.9 8.95e4 266.2 225.0 5.16e4 260.1 115.8 3.32e4 380.2 306.2 3.68e4 267.2 144.8 1.91e4 250.2 116.0 7.33e4 249.1 115.8 8.11e4 268.1 115.8 2.43e4 cazazolol metoprolol propranolol oxprenolol alprenolol pindolol celiprolol atenolol Stand 10ppb (MeOH, 0.1% formic acid and 20mM NH4OAc) 1414种种 - -受体阻断剂分离度受体阻断剂分离度0.80.8以上以上 仪器定量限：仪器定量限：0.050.050.40.4 g/Lg/L 仪器条件的优化 先电离后雾化 LC最适流量0.2 0.3 mL/min 适合于离子化及 极性的溶质 ESIAPPI CHRALCEL OD-H APPI n-hexane/alcohol 85/15 , 0.1%DEA 8种-受体阻断剂有效分离 仪器定量限：28 g/L CHIROBIOTIC V ESI MeOH, 0.1% FA and 20mM NH4OAc 16种-受体阻断剂有效分离 仪器定量限：0.050.4 g/L 前处理方法 Plexa 固 相 萃 取 小 柱 MCX PCX HLB 前处理方法 Plexa、HLB、MCX、PCX回收率 前处理方法 HLB、MCX、PCX基质抑制率 检测方法流程 环境废水200 mL 5%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 方法学参数 标准曲线线性范围标准曲线线性范围:0.05:0.0550 50 g/Lg/L l l 0.5 0.5 ngng/L/L、5 5 ngng/L/L和和50 50 ngng/L/L三个加标水三个加标水 平，平均回收率在平，平均回收率在70%70%120%,120%,相对标准偏差小相对标准偏差小 于于20%20% l l方法定量限方法定量限: :各对映异构体各对映异构体0.10.11 1 ngng/L/L 方法应用 H A C B G E F D J K L I M N Q P O S T W X 药物名称检出率浓度范围/ ng L-1 阿替洛尔39/600.8274.5 比索洛尔39/600.4161.7 美托洛尔32/601.0340.0 普萘洛尔38/600.625.5 咔唑心安17/600.25.0 拉贝洛尔6/6011.1269.0 索他洛尔7/601.842.8 卡维地洛5/603.928.3 吲哚洛尔5/600.4、0.4 医疗废水检测结果 检出检出9 9种种 - -受体阻断剂受体阻断剂 浓度范围：浓度范围：0.20.2340340 ngng/L/L 医疗废水中的对映体分数 EFEF值集中在值集中在0.50.5左右左右 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9/9572.11257.010/11156.3302.2 比索洛尔9/9792.31907.410/11413.3673.2 美托洛尔9/91101.52669.710/11808.31287.4 普萘洛尔8/915.588.410/1114.795.8 奈比洛尔9/9296.4600.2nd/ 索他洛尔9/915.9139.811/119.988.8 醋丁洛尔9/914.429.510/113.97.3 塞利洛尔9/917.141.311/1116.820.7 氧烯洛尔4/943.9118.63/1133.539.8 污水处理工艺污水处理工艺 对对 - -受体阻断剂有受体阻断剂有 一定的去除作用一定的去除作用 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现有污水处理工艺对索他洛尔的去除 具有手性选择性具有手性选择性 索他洛尔 n=9n=11 污水中手性氧氟沙星的分析方法研究 Study on the analytical method for the chiral ofloxacin in sewage 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。 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 俗名俗名“ “反应停反应停” ”，早期作，早期作 为怀孕妇女的止呕药使用为怀孕妇女的止呕药使用 沙利度胺（沙利度胺（ThalidomideThalidomide） R-(+)-R-(+)-沙利度胺为镇静止沙利度胺为镇静止 S-(-)-S-(-)-沙利度胺有致畸作用沙利度胺有致畸作用 研究背景 氧氟沙星 手性氧氟沙星的环境研究 ? S S -(-)-(-)-氧氟沙星抑制细菌拓扑异构酶氧氟沙星抑制细菌拓扑异构酶IIII的活性是的活性是 R R -(+)-(+)-型的型的9.39.3倍倍 ，是消旋体的，是消旋体的1.31.3倍。对各种细菌的抑菌活性倍。对各种细菌的抑菌活性 S S 型强于型强于 R R 型型8 8128128倍。左倍。左 氟沙星已经逐步取代了市场上使用的消旋氧氟沙星。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环境中手性污染物对 映体选择性行为的研究历映体选择性行为的研究历 史不长，但由于手性化合史不长，但由于手性化合 物异构体在生理、毒性与物异构体在生理、毒性与 生化等方面的不同，该类生化等方面的不同，该类 物质的对映体选择性行为物质的对映体选择性行为 已经愈来愈成为国际环境已经愈来愈成为国际环境 科学界研究的焦点科学界研究的焦点 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。 研究内容 氧氟沙星手性分离方法的建立 色谱柱的选择 250 mm 安捷伦 TC-C-18 100 mm 安捷伦 TC-C-18 waters Xterra C-18 Analytica Chimica Acta, 2007, 584 K保留因子 分离因子 R分离度 研究内容 氧氟沙星手性分离方法的建立 氨基酸的选择 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。 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 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 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 研究内容 氧氟沙星手性分离方法的建立 色谱柱：TC-C-18（250mm4.6 mm, 5m; Agilent Technologies, CA,USA） 柱温：40 C； 样品温度：15 C； 进样体积：20L。 流动相条件：甲醇和含有4 mmol/L CuSO4 和5 mmol/L l-isoleucine水 （甲醇:水=12:88，v/v）；流速为1.0 ml/min。 荧光检测（Fluorescence Detector，FLD）：激发波长303 nm、发射波长505 nm。 总 结 研究内容 氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立 性 质 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6 ml甲醇 洗脱，N2吹至近干，1 ml含0.1%甲酸水定容 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 Recoveries of ofloxacin in WCX and MCX cartridges at different pHs of loading solution (error bars indicate the standard deviations, 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。 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 Washing percentage of ofloxacin in WCX cartridge using different washing solutions 甲酸0.5%的甲醇: 水=10:90（v/v）的 混和溶液2 ml 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 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 Recoveries of ofloxacin in WCX cartridge using different concentrations of formic acid in MeOH UPW (50/50, v/v, 10 mL) as eluting solution (error bars indicate the standard deviations, n = 3) 甲酸含量为0.2% 0.2%甲酸的甲醇:水 50:50（v/v）的溶液10 ml 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 Recoveries of ofloxacin in MAX cartridge for ofloxacin at different pHs of loading solution (error bars indicate the standard deviations, 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 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 Washing percentage of ofloxacin in MAX cartridge using different washing solutions 甲醇含量为20%，甲 酸浓度为0.3%时，用1 ml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）4 ml 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（150 mg） 6 cc，MEOH 6 cc，10 mmolL-1 pH3的Na2-EDTA溶液 6 cc，pH3的超纯水依次活化 上样250 ml，调节上样液的pH=3 ，加入0.2 g Na2-EDTA固体 pH=3的超纯水10 ml 含有0.5%甲酸 的10:90的甲醇水溶液2 ml依次淋洗 洗脱 用含有0.2%甲酸的50:50 的甲醇水溶液10 ml进行洗脱 洗脱液经过氮吹，吹掉甲醇，剩下的溶 液用超纯水在NaOH的