QuEChERS-氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法檢測(cè)黃瓜中的19 種鄰苯二甲酸酯

孫 欣， 齊 莉， 秦廷亭， 王明林*

（1. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安271018；2. 中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所活體分析化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100190）

鄰苯二甲酸酯（PAEs）類化合物具有增加產(chǎn)品透明度、彈性、耐用性等特點(diǎn)，常作為增塑劑或塑化劑被廣泛應(yīng)用到工業(yè)產(chǎn)品中［1，2］。然而，由于這些增塑劑分子和塑料產(chǎn)品分子之間是偶極相互作用［3，4］，沒有形成共價(jià)鍵，因此極易從產(chǎn)品中釋放到環(huán)境中。過度使用塑料薄膜或塑料大棚種植農(nóng)作物可能會(huì)導(dǎo)致土壤和空氣中鄰苯二甲酸酯類化合物的增加［5］，從而導(dǎo)致蔬菜中PAEs 的殘留［6，7］。蔬菜中相關(guān)農(nóng)藥的殘留標(biāo)準(zhǔn)已十分完善，但對(duì)環(huán)境內(nèi)分泌干擾物尤其是PAEs 還沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，所以研究和建立其檢測(cè)方法十分必要。

對(duì)于鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)殘留的檢測(cè)，已經(jīng)報(bào)道的樣品前處理方法有:固相微萃取［8，9］、液液萃?。?0，11］、攪拌棒吸附萃?。?］和固相萃?。?2］。常用的檢測(cè)方法有氣相色譜法［13］、高效液相色譜法［14，15］、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法［16，17］和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法［18］等。然而這些方法操作過程復(fù)雜，且不適用于蔬菜中目標(biāo)物的檢測(cè)。本研究基于蔬菜中農(nóng)藥檢測(cè)的方法（GB／T 21911-2008），對(duì) 經(jīng) 典的QuEChERS 方法的條件進(jìn)行修正和調(diào)整，運(yùn)用改良后的QuEChERS 前處理技術(shù)對(duì)蔬菜中的PAEs 進(jìn)行測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器、試劑與材料

Agilent 7000B 三重串聯(lián)四極桿氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)安捷倫科技有限公司）；QL-866 渦旋混合器（海門市其林貝爾儀器制造有限公司）；DS-8510DTH 超聲儀（上海生析超聲儀器有限公司）；TGL-16M 高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)（湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司）；N-1001 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀和SB-1000水浴鍋（東京理化器械株式會(huì)社）；為了降低PAEs污染，所有玻璃器皿均用鉻酸洗液浸泡1 h，用重蒸水淋洗3 次，在200 ℃下烘烤2 h 備用。測(cè)定儀器和試劑空白并扣除。

鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸二異辛酯（DEHP）、鄰苯二甲酸正辛酯（DNOP）、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯（DCHP）、鄰苯二甲酸二戊酯（DPP）、鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）、鄰苯二甲酸二異丁酯（DiBP）、鄰苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（DMEP）、鄰 苯 二 甲 酸 二（4-甲 基-2-戊 基）酯（BMPP）、鄰苯二甲酸二（2-乙氧基）乙酯（DEEP）、鄰苯二甲酸二己酯（DHXP）、鄰苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（DBEP）、鄰苯二甲酸二壬酯（DNP），質(zhì)量濃度均為100 mg／L 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（購(gòu)自美國(guó)o2si smart solutions 公司），鄰苯二甲酸二丙酯（DPRP）、鄰苯二甲酸二異癸酯（DIDP）（純度大于99.5%）、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）（純度均大于98%，購(gòu)自德國(guó)Dr. Ehrenstorfer），鄰苯二甲酸二烯丙酯（DAP）購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙腈、甲醇均為色譜純；無水硫酸鎂、氯化鈉均為分析純；無水硫酸鎂用前在500 ℃馬弗爐內(nèi)烘5 h，200 ℃時(shí)取出裝瓶，貯存于干燥器中，冷卻后備用；C18 填料（40 ～60 μm，購(gòu)自Agela Techonlogies）。

黃瓜購(gòu)自泰安市超市和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制

19 種標(biāo)準(zhǔn)品用乙腈配制成50 mg／L 的標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備液，于4 ℃冰箱中避光保存。

為了消除基質(zhì)效應(yīng)，將標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備液用樣品溶液稀釋至質(zhì)量濃度為0.01、0.05、0.2、1.0 和5.0 mg／L 的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，于4 ℃冰箱中避光保存，待用。系列標(biāo)準(zhǔn)溶液每?jī)芍芨鼡Q，或與標(biāo)準(zhǔn)品比較，發(fā)現(xiàn)有問題時(shí)立即更換。

1.3 樣品前處理

黃瓜樣品放入組織搗碎機(jī)內(nèi)搗碎。用電子天平準(zhǔn)確稱取10 g（精確至0.001 g）樣品于50 mL 旋蓋玻璃離心管中。加入10 mL 乙腈，超聲提取15 min。再加入4 g 無水硫酸鎂和1 g 氯化鈉，立即在2 000 r／min 下渦旋1 min，于3 500 r／min 下離心10 min。取5 mL 上清液旋轉(zhuǎn)蒸干，加入1 mL 正己烷定容，將溶液轉(zhuǎn)移到5 mL 玻璃試管中，加入75 mg C18，振蕩1 min，用0.22 μm 有機(jī)相濾膜過濾，濾液進(jìn)行GC-MS／MS 分析。

1.4 氣相色譜-質(zhì)譜條件

色譜條件 色譜柱:HP-5ms UI（30 m ×0.25 mm×0.25 μm）；載氣:氦氣；進(jìn)樣口溫度:280 ℃；程序升溫:初始60 ℃，保持1 min；然后以20 ℃／min升到220 ℃，保持1 min；再以5 ℃／min 升至280℃，保持4 min；色譜柱流量:1 mL／min；后運(yùn)行溫度300 ℃，保持5 min。進(jìn)樣量:1 μL；多模式進(jìn)樣口（MMI），不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件 離子源溫度:280 ℃；傳輸線溫度:280 ℃；碰撞氣流速:氮?dú)?.5 mL／min；淬滅氣:氦氣，流速2.25 mL／min；離子電壓:70 eV；掃描方式:正離子掃描；溶劑延遲:5.0 min；19 種鄰苯二甲酸酯類在串聯(lián)質(zhì)譜條件下的定性離子對(duì)和定量離子對(duì)等質(zhì)譜參數(shù)及保留時(shí)間見表1。

表1 19 種鄰苯二甲酸酯的GC-MS／MS 分析參數(shù)Table 1 GC-MS／MS parameters for the 19 phthalate esters

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

鄰苯二甲酸酯及其單酯在甲醇、丙酮和乙腈中都有很好的溶解性，且這3 種溶劑都可以與水互溶，加入鹽離心后均可以與水相分離，所以這3 種有機(jī)溶劑皆可作為QuEChERS 前處理的萃取溶劑。本實(shí)驗(yàn)對(duì)甲醇、丙酮和乙腈3 種萃取液的萃取效果進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丙酮提取液顏色最深，乙腈提取液顏色最淺。各取5 mL 上清液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸干，發(fā)現(xiàn)甲醇和丙酮提取液在蒸干時(shí)所需時(shí)間較長(zhǎng)，而且蒸干的殘?jiān)丘こ淼哪z狀物，很難進(jìn)行下一步的操作。乙腈提取液顏色較淺，在蒸干時(shí)所需時(shí)間較短，且能完全蒸干，易于進(jìn)一步的操作，所以本實(shí)驗(yàn)選擇乙腈為提取溶液。

2.2 凈化劑的選擇

常用的吸附劑有乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）、C18、弗羅里硅土（Florisil）、中性氧化鋁（Al2O3-N）4種。PSA 可以除去樣品基質(zhì)中的極性色素、糖類和脂肪酸等雜質(zhì)；Florisil、Al2O3-N、C18 這3 種吸附劑主要吸附樣品基質(zhì)中的酯類等雜質(zhì)，C18 作為反相吸附劑，能夠吸附脂肪、脂質(zhì)、甾醇等化合物；Florisil是一種鍵合鎂吸附劑，能除去極性干擾物；Al2O3-N保留芳香族和脂肪胺類等電子化合物，對(duì)含電負(fù)性基團(tuán)（如氧、磷、硫等原子官能團(tuán)）的化合物有一定保留能力。本研究比較了PSA、C18、Florisil、Al2O3-N 4 種吸附劑的凈化效果，其結(jié)果如圖1 所示。因Al2O3-N 凈化后顏色較深，綜合考慮，選用C18 作吸附劑。

2.3 凈化劑用量的選擇

在經(jīng)典的QuEChERS 操作步驟中，凈化部分是取1 mL 上層提取液進(jìn)行凈化，沒有對(duì)樣品進(jìn)行富集，能檢出的最小濃度比較高。為了增加樣品的富集倍數(shù)，提高方法的靈敏度，本實(shí)驗(yàn)取5 mL 的上層清液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮到1 mL，然后再加入吸附劑凈化，使得方法檢出限在理論上提高了5 倍。在濃縮的過程中，待測(cè)組分濃度增大的同時(shí)樣品基質(zhì)的干擾作用也相應(yīng)增加，經(jīng)典QuEChERS 中吸附劑的使用量為25 mg，已不足以吸附干擾雜質(zhì)，所以加入的吸附劑的量也應(yīng)增加。因此，本實(shí)驗(yàn)比較了吸附劑C18 的用量為25、50、75 和100 mg 時(shí)的回收率，結(jié)果見圖2。根據(jù)圖2 確定C18 的用量為75 mg。

圖1 不同的凈化劑對(duì)黃瓜中鄰苯二甲酸酯類提取效率的影響Fig.1 Influence of different adsorbents on extraction efficiency of phthalate esters in cucumbers

2.4 方法驗(yàn)證

圖2 C18 用量對(duì)黃瓜中鄰苯二甲酸酯類提取效率的影響Fig.2 Influence of amount of C18 used on extraction efficiency of phthalate esters and monoesters in cucumbers

為了消除基質(zhì)效應(yīng)對(duì)定量結(jié)果造成的影響，實(shí)驗(yàn)采用黃瓜空白樣品提取液來配制所使用的一系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，繪制基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。按1.4 節(jié)條件進(jìn)行測(cè)定，以各組分的峰面積Y 對(duì)含量X（μg／kg）繪制基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線。設(shè)置3 個(gè)添加水平分別為10、100、500 μg／kg，線性關(guān)系、相關(guān)系數(shù)、添加回收率等見表2。

表2 黃瓜樣品中19 種鄰苯二甲酸酯的線性范圍、相關(guān)系數(shù)、添加回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）、檢出限（LOD，S／N ＝3）和定量限（LOQ，S／N ＝10）Table 2 Linear ranges，correlation coefficients （r），average recoveries，relative standard deviations （RSDs），limits of detection （LODs，S／N ＝3）and limits of quantification （LOQs，S／N ＝10）for the 19 phthalate esters in cucumber

表2 （續(xù)）Table 2 （Continued）

由表2 可以看出，19 種目標(biāo)物在質(zhì)量濃度范圍為10 ～5 000 μg／kg 時(shí)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均高于0.999 5；19 種目標(biāo)物在黃瓜樣品中的平均回收率為63.3% ～127.8%；RSD 為0.5% ～13.3%。表明該方法有良好的精密度和準(zhǔn)確度，能滿足19 種鄰苯二甲酸酯的檢測(cè)要求。

19 種鄰苯二甲酸酯的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式總離子流圖見圖3。

2.5 實(shí)際黃瓜樣品的殘留檢測(cè)

根據(jù)1.3 節(jié)及1.4 節(jié)實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)購(gòu)自3 個(gè)市場(chǎng)上的黃瓜樣品進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果見表3。由結(jié)果可以看出，在3 個(gè)黃瓜樣品中均檢出了DBP 和DEHP，未檢出其他鄰苯二甲酸酯類化合物，說明DBP和DEHP 普遍存在于黃瓜中。

圖3 19 種鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的總離子流色譜圖Fig.3 Total ion current chromatogram of the 19 phthalate esters

表3 黃瓜樣品中19 種鄰苯二甲酸酯的檢測(cè)結(jié)果Table 3 Results of the 19 phthalates in cucumber samples from three markets

3 結(jié)論

本研究建立了QuEChERS-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜同時(shí)檢測(cè)黃瓜中19 種鄰苯二甲酸酯殘留量的分析方法。本實(shí)驗(yàn)對(duì)QuEChERS 提取方法進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后采用乙腈為萃取溶劑，C18 為吸附劑，用量為75 mg。結(jié)果表明19 種鄰苯二甲酸酯在10 ～5 000 μg／kg 時(shí)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均高于0.999 5；添加水平為10、100、500 μg／kg 時(shí)，19 種目標(biāo)物在黃瓜樣品中的平均回收率為63.3% ～127.8%。該方法操作簡(jiǎn)單快速，經(jīng)濟(jì)安全，可節(jié)約大量的有機(jī)溶劑，具有良好的準(zhǔn)確度和精密度，是一種環(huán)境友好型樣品前處理技術(shù)，并適用于大批量樣品的定性定量分析。

［1］ Rudel R A，Perovich L J. Atmos Environ，2009，43（1）:170

［2］ Schettler T. Int J Androl，2006，29（1）:134

［3］ Fromme H，Lahrz T，Piloty M，et al. Indoor Air，2004，14（3）:188

［4］ Latini G. Clin Chim Acta，2005，361（1／2）:20

［5］ Zeng F，Cui K Y，Xie Z Y，et al. J Hazard Mater，2009，164（2／3）:1171

［6］ Cacho J I，Campillo N，Vinas P，et al. J Chromatogr A，2012，1241:21

［7］ Wang J，Luo Y M，Teng Y，et al. Environ Pollut，2013，180:265

［8］ Mousa A，Basheer C，Rahman Al-Arfaj A. Talanta，2013，115:308

［9］ Li J，Su Q，Li K Y，et al. Food Chem，2013，141（4）:3714

［10］ Chen B，Zhang L. Polym Test，2013，32（4）:681

［11］ Gong S G，Kong B，Tuo S X，et al. Chinese Journal of Chromatography （龔淑果，孔波，庹蘇行，等. 色譜），2013，31（10）:989

［12］ Sablayrolles C，Montréjaud-Vignoles M，Benanou D，et al. J Chromatogr A，2005，1072（2）:233

［13］ Wang L X，Wang M L. Chinese Journal of Analysis Laboratory（王麗霞，王明林. 分析試驗(yàn)室），2007，26（9）:13

［14］ Shen H Y，Jiang H L，Mao H L，et al. J Sep Sci，2007，30（1）:48

［15］ Li J D，Cai Y Q，Shi Y L. Talanta，2008，74（4）:498

［16］ Zhang L，Shang C X，Sun C. Chinese Journal of Chromatography （張莉，尚楚翔，孫成，等. 色譜），2014，32（6）:653

［17］ Aragón M，Marcé R M，Borrull F. Talanta，2012，101:473

［18］ Mortensen G K，Main K M，Andersson A M，et al. Anal Bioanal Chem，2005，382（4）:1084