Enrichment of Tetracycline Residues in Honey by Magnetic Solid Phase Extraction using Natural Reagent based-Nanoparticle prior to High Performance Liquid Chromatography

Abstract

Tetracyclines (TCs) are widely used for treating and preventing bacterial infections in beekeeping, leading to presence of TC residues in honey. Therefore, natural phenolic-coated Fe3O4 magnetic nanoparticles (MNPs) were synthesized using phenolic compounds extracted from the bark of Hevea brasiliensis Muell. Arg.. Ultrasound-assisted continuous-flow techniques was utilized to improve synthesis efficiency and reduce the size distribution of MNPs. These MNPs were employed as sorbents in magnetic solid phase extraction (MSPE) to enrich of tetracycline (TC), chlortetracycline (CTC), oxytetracycline (OTC), and doxycycline (DC) residues in honey samples prior to HPLC-UV analysis. The effects of physical and chemical parameters on MNPs synthesis and the extraction method were investigated. The synthesized MNPs were characterized by Zetasizer, TEM, FT-IR, XRD, BET and VSM. The results demonstrated that the shape of the natural phenolic-coated Fe3O4 MNPs was spherical and exhibited superparamagnetic behavior, with a saturation magnetization of 87.8 emu g-1. Under the optimum d-SPE conditions, the developed method exhibited limits of detection (LOD) and limits of quantification (LOQ) of 0.50 and 0.70–1.00 µg L-1, respectively, which are lower than the EURL Guidance on minimum method performance requirements for the analysis of TC residues in honey and the maximum residue limits. Additionally, this method demonstrated good linearity (R2 = 0.9953) and a high enrichment factor (32–91). The proposed method was successfully applied to extract and enrich TC residues in honey samples, with recoveries ranging from 81.3% to 117.9%.

เตตราไซคลินนิยมถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการเลี้ยงผึ้งสำหรับการรักษาหรือป้องกันการติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรีย ซึ่งส่งผลให้เกิดการตกค้างของเตตราไซคลินในน้ำผึ้ง ดังนั้นอนุภาคนาโนแม่เหล็ก Fe3O4 ที่เคลือบด้วยสารประกอบฟีนอลิคจากธรรมชาติจึงถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยใช้สารประกอบฟีนอลิคที่สกัดจากเปลือกของต้นยางพาราร่วมกับการใช้เทคนิคอัลตราซาวด์ช่วยและเทคนิคการไหลอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสังเคราะห์และลดการกระจายของขนาดอนุภาคแม่เหล็กที่สังเคราะห์ขึ้น อนุภาคแม่เหล็กขึ้นเหล่านี้ถูกใช้เป็นตัวดูดซับในเทคนิคการสกัดด้วยวัฏภาคของแข็งแม่เหล็กสำหรับเพิ่มความเข้มข้นของเตตราไซคลิน คลอร์เตตราไซคลิน ออกซิเตตราไซคลินและด็อกซิไซคลินที่ตกค้างในตัวอย่างน้ำผึ้งก่อนการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคโครมาโทกราฟีของเหลวสมถรรนะสูงร่วมกับตัวตรวจวัดยูวี ผลกระทบของพารามิเตอร์ทางกายภาพและทางเคมีต่อการสังเคราะห์อนุภาคนาโนแม่เหล็กและต่อวิธีการสกัดถูกศึกษา อนุภาคแม่เหล็กที่สังเคราะห์ขึ้นถูกศึกษาเอกลักษณ์ด้วยเครื่อง Zetasizer, TEM, FT-IR, XRD, BET และ VSM และพบว่าอนุภาคแม่เหล็ก Fe3O4 ที่เคลือบด้วยสารประกอบฟีนอลิคจากธรรมชาติมีรูปร่างเป็นทรงกลมและแสดงพฤติกรรมซูเปอร์พาราแมกเนติกโดยมีค่าแมกนิไทเซชันอิ่มตัวอยู่ที่ 87.8 emu g-1 ภายในสภาวะที่เหมาะสมวิธีการที่พัฒนาขึ้นแสดงขีดจำกัดการตรวจวัดและขีดจำกัดการตรวจวัดเชิงปริมาณอยู่ที่ 0.025 และ 0.035-0.050 µg kg-1 ตามลำดับ ซึ่งมีค่าต่ำกว่าค่าในข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพวิธีการขั้นต่ำคำแนะนำของ EURL สำหรับการวิเคราะห์ TC ที่ตกค้างในน้ำผึ้งและค่าขีดจำกัดการตกค้างสูงสุด นอกจากนี้ยังแสดงความเป็นเส้นตรงที่ดี (R2 = 0.9953) และปัจจัยการเพิ่มความเข้นข้นสูง (32-91) วิธีการที่นำเสนอประสบความสำเร็จในการประยุกต์ใช้เพื่อสกัดและเพิ่มความเข้มข้นของเตตราไซคลินที่ตกค้างในตัวอย่างน้ำผึ้งโดยมีค่าร้อยละการได้กลับคืนอยู่ในช่วง 81.3% ถึง 117.9%