环境中药物与个人护理品监测技术参考ppt课件

1环境中药物与个人护理品监测技术邵兵1 PPCPsPPCPs定义定义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 处方药处方药 非处方药非处方药 如抗生素、类固醇、止痛如抗生素、类固醇、止痛药、降压药、避孕药、催眠药和药、降压药、避孕药、催眠药和减肥药等减肥药等 肥皂、香波、牙膏、香肥皂、香波、牙膏、香水、护肤品、防晒霜、发胶、水、护肤品、防晒霜、发胶、染发剂等染发剂等 2 PPCPs定义PPCPs:Pharmaceuticals环境中环境中PPCP排放排放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3环境中PPCP排放http:/www.york.ac.uk研究背景研究背景 PPCPs无处不在无处不在 Ubiquitous持久性持久性 Persistence毒性（耐药性等）毒性（耐药性等）ToxicityPossible risks of PPCPs4研究背景 PPCPs无处不在 Ubiquitous持久性 抗生素耐药性抗生素耐药性细菌耐药性细菌耐药性 存在形式存在形式金葡菌对青霉素金葡菌对青霉素G G的耐药率的耐药率已达已达90%90%2006200620072007年度大肠杆菌对年度大肠杆菌对合成喹诺酮类抗菌药物耐药合成喹诺酮类抗菌药物耐药性高达性高达70%70%，给临床治疗带，给临床治疗带来新的困难来新的困难 耐药菌在人和动物体内发现耐药菌在人和动物体内发现 一一些些抗抗药药菌菌或或者者抗抗多多种种抗抗生生素素的的病病原原菌菌不不但但存存在在于于畜畜禽禽养养殖殖场场与与城城市市污污水水厂厂、部部分分土土壤壤和和沉沉积积物物中中，也也存存在在于于一一些些比比较较干干净净的的湖湖泊泊和和饮饮用用水中水中 5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6 超高效液相色谱-串联质谱法 测定屠宰废水中78种 2004年我国生猪出栏约年我国生猪出栏约4.8亿头，亿头，2006年达到年达到6.3亿头，到亿头，到2010年将达到年将达到7.3亿头，生猪资源非常丰富。预计亿头，生猪资源非常丰富。预计“十十一五一五”期间我国肉类年均增长期间我国肉类年均增长35。2005年，年，90,000吨抗生素被用于动物饲吨抗生素被用于动物饲养。养。中国生猪出栏量研究背景研究背景7 2004年我国生猪出栏约4.8亿头，2预防和治疗动物传染病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，以防禽畜病瘟病能力，以防禽畜病瘟促进生长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（增刺激动物脑下垂体分泌激素，促进机体生长发育（增重重10-20%）研究背景研究背景畜禽养殖中兽药的作用（10%）（90%）8预防和治疗动物传染病研究背景畜禽养殖中兽药的作用（10%）（屠 宰 场 流 程 图研究背景研究背景9 屠 宰 场 流 程 图研究背景978 种种 检检 测测 对对 象象 抗生素类抗生素类抗生素类抗生素类 13种种-受体激动剂受体激动剂 其其其其 它它它它 类类类类 10种种-受体阻断剂受体阻断剂 6种利尿剂种利尿剂7种镇静剂种镇静剂19191919种喹诺酮类种喹诺酮类种喹诺酮类种喹诺酮类11111111种磺胺类种磺胺类种磺胺类种磺胺类6 6 6 6种四环素类种四环素类种四环素类种四环素类5 5 5 5种大环内酯类种大环内酯类种大环内酯类种大环内酯类氯霉素氯霉素氯霉素氯霉素1078 种 检 测 对 象 抗生素类 13种色谱柱：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。色谱条件色谱条件11色谱柱：Waters Acquity BEH C18柱，10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质谱条件质谱条件12离子源模式ESI ESI 毛细管电压3.0 kV2.8 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标准LC-MS/MS色谱图色谱图13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标准LC-MS/MS色谱图色谱图14西马特罗阿米洛地非诺特罗磺胺甲基嘧啶麻保沙星clencycl标准标准LC-MS/MS色谱图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15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标准LC-MS/MS色谱图色谱图16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标准LC-MS/MS色谱图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17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-M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标准LC-MS/MS色谱图色谱图18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屠宰场样品屠宰场样品LC-MS/MS色谱图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19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uHLB柱：柱：回收率回收率:磺胺（磺胺（22）、沙）、沙 丁胺醇（丁胺醇（41）其余均大于）其余均大于50（50-98.7）；uPLEXA柱、柱、C18柱：柱：均有均有20种物质的回收率种物质的回收率在在50以以 下；下；uGCB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实验方法：自来水加标实验实验方法：自来水加标实验实验方法：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固体萃取柱的选择20HLB柱：回收率:磺胺（22）、沙 丁 Na2EDTA加入量的优化加入量的优化 Na2EDTA的加入对四环素类的回收率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，影响较大，对其他类物质无影响，500ml水加入水加入1g Na2EDTA就能达到比较好的回收就能达到比较好的回收率。率。21 Na2EDTA加入量的优化 Na2EDTA的加通过自来水加标实验（每个样品富集通过自来水加标实验（每个样品富集500ml自来水并加入自来水并加入1g Na2EDTA，然后分别调节然后分别调节pH3、5、7、9)。pH=7时大部分物质的回收率时大部分物质的回收率较好。较好。（磺胺为（磺胺为29，其余，其余在在 51-110）样品样品pH值的优化值的优化结论：结论：22通过自来水加标实验（每个样品富集500ml自来水并加入1g 洗脱液洗脱液7.氨基柱洗脱条件的优化氨基柱洗脱条件的优化I.5ml 甲醇甲醇:丙酮丙酮:甲酸甲酸(v:v:v,500:500:1)II.6ml 丙酮丙酮:甲酸甲酸(v:v,1000:1)23洗脱液7.氨基柱洗脱条件的优化 5ml 甲醇:丙酮 样品前处理样品前处理 500ml500ml水样水样 过滤过滤1gNa1gNa2 2EDTAEDTA振摇、混匀振摇、混匀活化的氨基柱活化的氨基柱（6cc/500mg)抽抽 干干6ml6ml甲醇洗脱甲醇洗脱 5ml(5ml(丙酮丙酮:甲醇甲醇:甲甲酸酸500500:500500:1)1)收集洗脱液收集洗脱液 活化的活化的HLBHLB小小柱柱（6cc/500mg)6cc/500mg)流速流速8 81010ml/minml/min收集洗脱液收集洗脱液6ml(6ml(丙酮丙酮:甲甲酸酸10001000:1)1)N N2 2 吹干吹干定溶至定溶至1ml1ml上机上机加入氨水调节加入氨水调节pH=7pH=7P40-4240-4224 样品前处理 500ml水样 过滤1gNa2EDTA振摇环境调查采样点环境调查采样点BeijingSWTP2SWTP1SWTP4SWTP3R1R2R5R4R3R6Nanshahe RiverLocation of 4 SWTPs and sampling site of receiving riversBeijing ZRZY JD WRR1R2R5R4R3R6Nanshahe River采样时间采样时间采样时间采样时间3 3月、月、月、月、5 5月、月、月、月、8 8月月月月25环境调查采样点BeijingSWTP2SWTP1SWTP4S环境样品检测结果环境样品检测结果资源源（ng/L）中瑞中瑞（ng/L）五肉五肉联（ng/L）大大红门（ng/L）进水水 出水出水 进水水 出水出水 进水水 出水出水 进水水 出水出水磺胺磺胺53054144626376579473磺胺磺胺对甲氧甲氧嘧啶672949139630283磺胺磺胺氯哒酮92722911134磺胺磺胺喹啉啉005611471541磺胺类磺胺类26环境样品检测结果资源（ng/L）中瑞（ng/L）五肉联（ng资源源（ng/L）中瑞中瑞（ng/L）五肉五肉联（ng/L）大大红门（ng/L）进水水出水出水进水水出水出水进水水出水出水进水水出水出水 氧氟沙星氧氟沙星 208 73 153 74 198 74 288 123 环丙沙星丙沙星 109 23 23 11 141 70 72 8 培氟沙星培氟沙星 51 15 59 28 23 7 29 5 诺氟沙星氟沙星 55 14 33 19 50 28 41 6 恩恩诺沙星沙星 59 13 116 52 87 21 83 21 洛美沙星洛美沙星 13 3 6 2 10 2 10 1 喹诺酮类喹诺酮类27资源（ng/L）中瑞（ng/L）五肉联（ng/L）大红门（n资源源（ng/L）中瑞中瑞（ng/L）五肉五肉联（ng/L）大大红门（ng/L）进水水出水出水进水水出水出水进水水出水出水进水水出水出水四四环素素50519319733316454718土霉素土霉素4295085450970920877031红霉素霉素180182111042055923913吉他霉素吉他霉素16617191941875521712泰勒菌素泰勒菌素15317177871695019611四环素类和大环内酯类四环素类和大环内酯类28资源（ng/L）中瑞（ng/L）五肉联（ng/L）大红门（n其它类其它类 资源源（ng/L）中瑞中瑞（ng/L）五肉五肉联（ng/L）大大红门（ng/L）进水水出水出水进水水出水出水进水水出水出水进水水出水出水安定安定165151261282413726氯霉素霉素n.dn.d125n.dn.dn.dn.d克克伦特特罗42n.dn.d8331美托洛美托洛尔尔612121202注：注：注：注：n.dn.d表示未检出表示未检出表示未检出表示未检出29其它类 资源（ng/L）中瑞（ng/L）Beijing ZRZY JD WRR1R2R5R4R3R6Nanshahe River30南沙河PPCPs存在水平Beijing ZRZY31环境污水和污泥中抗性激素药物检测方法研究31近年来，关于环境内分泌干扰物近年来，关于环境内分泌干扰物（Endocrine Disrupting Chemicals,Endocrine Disrupting Chemicals,EDCsEDCs）的研究已引起世界各国的广泛关）的研究已引起世界各国的广泛关注。注。全球全球抗性激素药物消耗量增长迅速：激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。病发病率逐渐升高。多氯联苯多氯联苯有机锡有机锡烷基酚烷基酚激素类等激素类等环境中的抗性激素药物环境中的抗性激素药物 32研究背景近年来，关于环境内分泌干扰物（Endocrine D抗性激素药物抗性激素药物性性激激素素雌激素雌激素孕激素孕激素雄激素雄激素抗雄激素抗雄激素抗孕激素抗孕激素抗雌激素抗雌激素雌激素受体拮抗剂雌激素受体拮抗剂(他莫昔芬、托瑞米芬他莫昔芬、托瑞米芬)芳香酶抑制剂芳香酶抑制剂（来曲唑、阿那曲唑）（来曲唑、阿那曲唑）雄激素受体阻滞剂雄激素受体阻滞剂（色普龙、氟他胺）（色普龙、氟他胺）5-5-还原酶抑制剂还原酶抑制剂（非那雄胺）（非那雄胺）（米非司酮）（米非司酮）33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抗性激素药物生态毒理效应抗性激素药物生态毒理效应34抗性激素药物生态毒理效应34抗性激素药物分析现状抗性激素药物分析现状其他抗性激素药物其他抗性激素药物？35抗性激素药物分析现状其他抗性激素药物？35研究内容研究内容建立环境介质（污水、污泥）中典型抗建立环境介质（污水、污泥）中典型抗性激素药物的液相质谱（性激素药物的液相质谱（LC-MS/MSLC-MS/MS）的）的同时分析方法同时分析方法采集北京市医院废水样品、北京市主要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标药物在这些样品中的存在水平 36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目标药物理化性质目标药物理化性质37目标药物理化性质37Logkow:2.4-6.8pKa:1.63-14.238Logkow:2.4-6.838水体介质中抗性激素药物分析方法的建水体介质中抗性激素药物分析方法的建立立u仪器参数仪器参数u前处理方法前处理方法u方法的应用方法的应用39水体介质中抗性激素药物分析方法的建立仪器参数39仪器参数仪器参数质谱条件质谱条件电离方式：电离方式：ESI+毛细管电压：毛细管电压：3.5 kV 离子源温度：离子源温度：100C脱溶剂温度：脱溶剂温度：450 C 脱溶剂气流量：脱溶剂气流量：600 L/h碰撞腔真空度：碰撞腔真空度：3.010-3 mbar 多反应监测模式多反应监测模式 MRM40仪器参数质谱条件电离方式：ESI+毛细管电压：3.5甲醇甲醇-水水乙腈乙腈-水水甲醇甲醇-0.1%-0.1%甲酸水甲酸水乙腈乙腈-0.1%-0.1%甲酸水甲酸水41甲醇-水乙腈-水甲醇-0.1%甲酸水乙腈-0.1%甲酸水41液相梯度条件液相梯度条件42液相梯度条件42MRM色谱图色谱图43MRM色谱图43前处理前处理HLB、GCB、C18HLBHLBC18:pH2、5GCB:pH没有影响没有影响44前处理固相萃取柱的选择HLB、GCB、C18HLBC18:HLB 90%HLB 90%HLBHLB、C18C18和和GCB GCB 对目标化合物回收率比较对目标化合物回收率比较HLB,pH 2HLB,pH 245HLB 90%HLB、C18和GCB 对目标化合物回收率比基质抑制效应基质抑制效应 以污水处理厂进水为例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+NH2HLB60%NH2净化后，绝大部分药物净化后，绝大部分药物88%88%PCX（阳离子交换柱阳离子交换柱）HLBHLB（亲水亲脂平衡柱）（亲水亲脂平衡柱）57WAX(阴离子交换柱)88%PCX（阳离子交换柱）HLB基质抑制基质抑制PCX 40%PCX 40%58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221.9179.9221.9,162.5,179.9142571质谱条件 化合物定量离子特征离子碰撞能量(eV)锥孔电压甲氨方法验证（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)5.516.072方法验证（污水处理厂进水）化合物线性范围相关系数加标回收率方法验证方法验证 （污水处理厂出水）（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)2.68.073方法验证（污水处理厂出水）化合物线性范围相关系数加标回收率基质效应基质效应 a 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 基质效应基质效应=(基质加标曲线斜率基质加标曲线斜率/溶剂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在标准曲线的最大加标浓度下仍未检出74基质效应 a化合物进水(RSD,%)出水(RSD,实际样品测定实际样品测定 医疗废水医疗废水时间：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 75实际样品测定 医疗废水时间：2008.12-2009.017实际样品测定实际样品测定 医疗废水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76实际样品测定 医疗废水共采集并检测65份医院出水样品76实际样品测定实际样品测定 污水处理厂废水污水处理厂废水单位为单位为ng/L。进水中环磷酰胺的方法检测限为。进水中环磷酰胺的方法检测限为0.8ng/L，异环磷酰胺为，异环磷酰胺为2.5ng/L，甲氨蝶呤为，甲氨蝶呤为0.5ng/L；出水；出水中环磷酰胺的方法检测限为中环磷酰胺的方法检测限为0.5ng/L，异环磷酰胺为，异环磷酰胺为1.5ng/L，甲氨蝶呤为，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2007.9.102.73.2未检出未检出未检出未检出2008.3.138.05.1未检出未检出0.7未检出2008.7.72.32.5未检出未检出0.5未检出2008.7.83.62.3未检出未检出0.9未检出2008.7.113.3未检出未检出未检出1.1未检出高碑店污水厂2007.9.1012.59.44.27.82.5未检出2007.11.143.822.6未检出2008.10.2311.611.022.018.733.030.0方庄污水厂2007.11.114.714.5未检出未检出1.0未检出酒仙桥污水厂2007.10.107.45.75.31.52.8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77实际样品测定 污水处理厂废水单位为ng/L。进水中环磷酰胺的河水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 m2008.3.131.5未检出未检出清河污水厂排污口下游 200 m2008.3.133.02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 浓度单位为浓度单位为ng/L。环磷酰胺的方法检测限为。环磷酰胺的方法检测限为0.5ng/L，异环磷酰胺为，异环磷酰胺为1.5ng/L，甲氨蝶呤为，甲氨蝶呤为0.5ng/L。78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环境水体中环境水体中-受体阻断剂手性对映体分析受体阻断剂手性对映体分析方法的研究及应用方法的研究及应用79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79研究背景手性药物手性药物手性药物手性药物 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沙利度胺有致畸作用沙利度胺有致畸作用5050年代末，在欧洲出现数千例短年代末，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？80研究背景手性药物50年代末，在欧洲出现数千例短肢畸胎新生儿，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具有重要的科学意义研究具有重要的科学意义81研究背景手性农药 PNAS,2005，201，701-7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82研究背景-受体阻断剂 82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影响心律影响心律精子活性降低精子活性降低生殖异常生殖异常环境毒理效应环境毒理效应 （鱼）（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将手性异构体作为单一药物将手性异构体作为单一药物？83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研究背景环境中环境中-受体阻断剂手受体阻断剂手性异构体的存在水平、性异构体的存在水平、降解规律及生态效应差降解规律及生态效应差异研究异研究为药品处理和环境为药品处理和环境风险评估提供依据风险评估提供依据环境介质中环境介质中环境介质中环境介质中-受受受受体阻断剂体阻断剂体阻断剂体阻断剂手性对手性对手性对手性对映体分析方法的映体分析方法的映体分析方法的映体分析方法的建立建立建立建立84研究背景环境中-受体阻断剂手性异构体的存在水平、降解规律及目标化合物结构和性质纳多洛尔纳多洛尔pKa=15.08 logKow=1.17 吲哚洛尔吲哚洛尔pKa=17.19 logKow=1.48 烯丙洛尔烯丙洛尔pKa=13.88 logKow=2.81 比索洛尔比索洛尔pKa=13.86 logKow=1.84 倍他洛尔倍他洛尔pKa=13.89 logKow=2.98 美托洛尔美托洛尔pKa=13.89 logKow=1.69 咔唑心安咔唑心安pKa=16.63 logKow=2.66 氧烯洛尔氧烯洛尔pKa=13.89 logKow=1.83 拉贝洛尔拉贝洛尔pKa=16.50 logKow=2.41 塞利洛尔塞利洛尔pKa=14.12 logKow=1.93 普萘洛尔普萘洛尔pKa=13.84 logKow=2.60 索他洛尔索他洛尔pKa=14.26 logKow=0.37 阿替洛尔阿替洛尔pKa=16.26 logKow=-0.03 醋丁洛尔醋丁洛尔pKa=14.16 logKow=1.19 卡维地洛卡维地洛pKa=16.63 logKow=3.05 奈比洛尔奈比洛尔pKa=14.93 logKow=3.71pKa=13.8417.19pKa=13.8417.19logKow=-0.034.20logKow=-0.034.2085目标化合物结构和性质纳多洛尔 吲哚洛尔 烯质谱条件的优化先电离后雾化先电离后雾化LC最适流量最适流量0.20.3 mL/min适合于离子化及适合于离子化及极性的溶质极性的溶质先雾化后电离先雾化后电离LC流速可达流速可达2.0 mL/min特殊化合物的电特殊化合物的电离离ESIAPPIESI+毛细管电压毛细管电压/KV 3射频透镜射频透镜1电压电压/V 30射频透镜射频透镜2电压电压/V 0.5离子源温度离子源温度/C 100脱溶剂气温度脱溶剂气温度/C 450脱溶剂气流量脱溶剂气流量/Lhr-1 550APPI+反射极电压反射极电压/KV 0.7毛细管电压毛细管电压/KV 0.7射频透镜射频透镜1电压电压/V 34射频透镜射频透镜2电压电压/V 0离子源温度离子源温度/C 110脱溶剂气温度脱溶剂气温度/C 400脱溶剂气流量脱溶剂气流量/Lhr-1 55086质谱条件的优化先电离后雾化先雾化后电离ESIAPPIESI+液相条件的优化CHRALCEL OD-H正己烷正己烷正己烷正己烷/乙醇乙醇乙醇乙醇87液相条件的优化CHRALCEL OD-H正己烷/乙醇87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 72.36.19e3oxprenololceliprololatenololalprenololStand 20ppb(n-hexane/alcohol=85/15,0.1%DEA)8 8种种种种-受体阻断剂分离度受体阻断剂分离度受体阻断剂分离度受体阻断剂分离度0.950.95以上以上以上以上仪器定量限：仪器定量限：仪器定量限：仪器定量限：2 28 8 g/Lg/L88液相条件的优化260.3 183.3268.1 11液相条件的优化CHIROBIOTICTM V1009095甲醇甲醇89液相条件的优化CHIROBIOTICTM V1009095甲液相条件的优化310.4 254.34.93e4326.3 115.81.25e5308.3 115.72.79e4337.3 115.96.52e4406.4 151.01.86e4329.3 311.01.59e4407.3 224.01.97e4273.0 132.83.39e4nadololsotalolbetaxololbisoprolollabtalolcavedilolacebutololnebivolol299.3 115.98.95e4266.2 225.05.16e4260.1 115.83.32e4380.2 306.23.68e4267.2 144.81.91e4250.2 116.07.33e4249.1 115.88.11e4268.1 115.82.43e4cazazololmetoprololpropranololoxprenololalprenololpindololceliprololatenololStand 10ppb(MeOH,0.1%formic acid and 20mM NH4OAc)1414种种种种-受体阻断剂分离度受体阻断剂分离度受体阻断剂分离度受体阻断剂分离度0.80.8以上以上以上以上仪器定量限：仪器定量限：仪器定量限：仪器定量限：0.050.050.40.4 g/Lg/L90液相条件的优化310.4 254.3326.3 11仪器条件的优化先电离后雾化先电离后雾化LC最适流量最适流量0.20.3 mL/min适合于离子化及适合于离子化及极性的溶质极性的溶质ESIAPPICHRALCEL OD-H APPIn-hexane/alcohol 85/15,0.1%DEA8种种-受体阻断剂有效分离受体阻断剂有效分离仪器定量限：仪器定量限：28 g/LCHIROBIOTIC V ESIMeOH,0.1%FA and 20mM NH4OAc16种种-受体阻断剂有效分离受体阻断剂有效分离仪器定量限：仪器定量限：0.050.4 g/L91仪器条件的优化先电离后雾化ESIAPPICHRALCEL O前处理方法PlexaPlexa固固相相萃萃取取小小柱柱MCXMCXPCXPCXHLBHLB92前处理方法Plexa固相萃取小柱MCXPCXHLB92前处理方法 Plexa、HLB、MCX、PCX回收率93前处理方法 Plexa、HLB、MCX、PCX回收率93前处理方法HLB、MCX、PCX基质抑制率94前处理方法HLB、MCX、PCX基质抑制率94检测方法流程环境废水环境废水200 mL200 mL5%5%甲醇水定容甲醇水定容玻璃纤维滤纸玻璃纤维滤纸GF/AGF/A过滤过滤PCXPCX固相萃取小柱固相萃取小柱（甲醇、水活化）（甲醇、水活化）LC-ESI-MS/MSLC-ESI-MS/MS测定测定（万古霉素手性柱）（万古霉素手性柱）甲醇淋洗、甲醇甲醇淋洗、甲醇氨洗脱，吹干氨洗脱，吹干95检测方法流程环境废水200 mL5%甲醇水定容玻璃纤维滤纸P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 0.5 ng/L 0.5 ng/L、5 ng/L5 ng/L和和50 ng/L50 ng/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%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 ng/L1 ng/L96方法学参数 标准曲线线性范围:0.0550 g/L96方法应用HACBGEFDJKLIMNQPOSTWX97方法应用HACBGEFDJKLIMNQPOSTWX97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检出检出9 9种种种种-受体阻断剂受体阻断剂受体阻断剂受体阻断剂浓度范围：浓度范围：浓度范围：浓度范围：0.20.2340340 ng/Lng/L98药物名称检出率浓度范围/ng L-1阿替洛尔39/600.医疗废水中的对映体分数EFEF值集中在值集中在值集中在值集中在0.50.5左右左右左右左右99医疗废水中的对映体分数EF值集中在0.5左右99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污水处理工艺污水处理工艺 对对对对-受体阻断剂有受体阻断剂有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一定的去除作用一定的去除作用100城市污水检测结果药物名称进水(n=9)出水(n=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具有手性选择性具有手性选择性索他洛尔n=9n=11101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污水中手性氧氟沙星的分析方法研究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 sewage102污水中手性氧氟沙星的分析方法研究Study on the 研究背景研究背景 氧氟沙星氧氟沙星 氧氟沙星氧氟沙星是全球人类以及兽医使用非常广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。据估计菌感染疾病。据估计20022002年氧氟沙星在中国的年氧氟沙星在中国的生产量约为生产量约为12001200吨，使用后有超过吨，使用后有超过70%70%的氧氟的氧氟沙星以原型排放，是环境中产生耐药基因的主沙星以原型排放，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，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。氧氟沙星自然成为了热门问题。103研究背景 氧氟沙星 氧氟沙星是全球人类以及兽医研究背景研究背景 氧氟沙星氧氟沙星5050年代末，在欧洲出现数千例短年代末，在欧洲出现数千例短肢畸胎新生儿，一度震惊全世界肢畸胎新生儿，一度震惊全世界俗名俗名俗名俗名“反应停反应停反应停反应停”，早期作，早期作，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（沙利度胺（沙利度胺（ThalidomideThalidomideThalidomideThalidomide）R-(+)-R-(+)-R-(+)-R-(+)-沙利度胺为镇静止沙利度胺为镇静止沙利度胺为镇静止沙利度胺为镇静止 S-(-)-S-(-)-S-(-)-S-(-)-沙利度胺有致畸作用沙利度胺有致畸作用沙利度胺有致畸作用沙利度胺有致畸作用104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研究背景研究背景 氧氟沙星氧氟沙星手性氧氟沙星的环境研究手性氧氟沙星的环境研究?S S 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IIIIIIII的活性是的活性是的活性是的活性是R R R R-(+)-(+)-(+)-(+)-型的型的型的型的9.39.39.39.3倍，倍，倍，倍，是消旋体的是消旋体的是消旋体的是消旋体的1.31.31.31.3倍。对各种细菌的抑菌活性倍。对各种细菌的抑菌活性倍。对各种细菌的抑菌活性倍。对各种细菌的抑菌活性S S S S型强于型强于型强于型强于R R R R型型型型8 8 8 8128128128128倍。左氟倍。左氟倍。左氟倍。左氟沙星已经逐步取代了市场上使用的消旋氧氟沙星。沙星已经逐步取代了市场上使用的消旋氧氟沙星。沙星已经逐步取代了市场上使用的消旋氧氟沙星。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，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，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。趋和毒性差异进行研究。105研究背景 氧氟沙星手性氧氟沙星的环境研究?S-(研究内容研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立氧氟沙星手性分离方法的建立色谱柱的选择色谱柱的选择250 mm 安捷伦安捷伦 TC-C-18 100 mm 安捷伦安捷伦 TC-C-18 waters Xterra C-18 Analytica Chimica Acta,2007,584K保留因子保留因子分离因子分离因子R分离度分离度106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 研究内容研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立氧氟沙星手性分离方法的建立氨基酸的选择氨基酸的选择107研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立氨基酸的选择107研究内容研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立氧氟沙星手性分离方法的建立异亮氨酸和异亮氨酸和CuSO4浓度的选择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。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。108研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立异亮氨酸和CuSO4浓度的研究内容研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立氧氟沙星手性分离方法的建立手性流动相和甲醇的比例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，峰形变宽使保留时间太长，峰形变宽 109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 有研究内容研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立氧氟沙星手性分离方法的建立定溶液的组成定溶液的组成 手性流手性流动相含量降动相含量降低时，直接低时，直接导致了峰形导致了峰形变宽，从而变宽，从而使保留因子使保留因子降低降低 ，分，分离效果越来离效果越来越差，分离越差，分离度逐渐降低度逐渐降低 110研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立定溶液的组成 手性研究内容研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立氧氟沙星手性分离方法的建立柱温的选择柱温的选择 温度比较温度比较低时峰形拓宽，低时峰形拓宽，分离因子比较分离因子比较大大 ，分离度，分离度不佳不佳 温度高时温度高时峰形变窄，分峰形变窄，分离度增加离度增加 111研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立柱温的选择 温度比研究内容研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立氧氟沙星手性分离方法的建立色谱柱：色谱柱：TC-C-18（250mm4.6 mm,5m;Agilent Technologies,CA,USA）柱温：柱温：40 C；样品温度：样品温度：15 C；进样体积：进样体积：20L。流动相条件：甲醇和含有流动相条件：甲醇和含有4 mmol/L CuSO4 和和5 mmol/L l-isoleucine水水 （甲醇（甲醇:水水=12:88，v/v）；流速为）；流速为1.0 ml/min。荧光检测（荧光检测（Fluorescence Detector，FLD）：激发波长）：激发波长303 nm、发射波长、发射波长505 nm。总总 结结 112研究内容氧氟沙星手性分离方法的建立色谱柱：TC-C-18（2研究内容研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立性性 质质 113研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立性 质 113研究内容研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立固相萃取柱的选择固相萃取柱的选择 富集相同体积的污水，调节富集相同体积的污水，调节pH=3pH=3，分别上样，最后以，分别上样，最后以6 ml6 ml甲醇甲醇洗脱，洗脱，N2N2吹至近干，吹至近干，1 ml1 ml含含0.1%0.1%甲酸水定容甲酸水定容 114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 富研究内容研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立固相萃取柱和固相萃取柱和pHpH的选择的选择 Recoveries of ofloxacin in WCX and MCX cartridges at different pHs of loading solution(error bars indicate the standard deviations,n=3)氧氟沙星在氧氟沙星在WCXWCX小小柱上的回收率均优柱上的回收率均优于在于在MCXMCX小柱上的回小柱上的回收率。收率。最佳的上样最佳的上样pHpH是是3 3 pHpH调至调至2 2时，氧氟时，氧氟沙星跟沙星跟WCXWCX的固定相的固定相之间只发生了反相之间只发生了反相交换机理，由于交换机理，由于WCXWCX固相萃取柱固定相固相萃取柱固定相中的羧酸根中的羧酸根（pKa=5.1pKa=5.1）已经完）已经完全质子化，不能发全质子化，不能发生阳离子交换。生阳离子交换。115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的选研究内容研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立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 甲酸甲酸0.5%的甲醇的甲醇:水水=10:90（v/v）的）的混和溶液混和溶液2 ml 甲醇含量为甲醇含量为50%时，氧氟沙星的淋时，氧氟沙星的淋洗率已经达到洗率已经达到50%左右左右 采用采用50:50的甲醇的甲醇水溶液，优化甲酸水溶液，优化甲酸的含量和洗脱体积的含量和洗脱体积 116研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立WCX固相萃取柱淋洗研究内容研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立WCX固相萃取柱固相萃取柱洗脱洗脱条件的选择条件的选择 Recoveries of ofloxacin in WCX cartridge using different concentrations of formic acid in MeOHUPW(50/50,v/v,10 mL)as eluting solution(error bars indicate the standard deviations,n=3)甲酸含量为甲酸含量为0.2%0.2%甲酸的甲醇甲酸的甲醇:水水50:50（v/v）的溶液）的溶液10 ml 117研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立WCX固相萃取柱洗脱研究内容研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立MAX固相萃取柱固相萃取柱pH的选择的选择 Recoveries of ofloxacin in MAX cartridge for ofloxacin at different pHs of loading solution(error bars indicate the standard deviations,n=3)pH=9pH=9氧氟沙星的氧氟沙星的回收率最高回收率最高 氧氟沙星的羧氧氟沙星的羧酸根完全处于离酸根完全处于离子化状态，能够子化状态，能够很好的与很好的与MAXMAX固固相萃取柱进行阴相萃取柱进行阴离子交换离子交换 118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研究内容研究内容氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立氧氟沙星固相萃取前处理方法的建立MAX固相萃取柱固相萃取柱淋洗条件淋洗条件的