氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定谷物中鄰苯二甲酸酯

李 旭，吳維吉，劉 佳，李鳳旭

(1.天津市糧油質(zhì)量檢測中心，天津 300171；2.中國天津糧油批發(fā)交易市場，天津 300171)

鄰苯二甲酸酯類化合物(PAEs)，又稱酞酸酯，是工業(yè)生產(chǎn)中常用的一種增塑劑。含有PAEs的商品包括塑料薄膜、塑料瓶、保鮮盒、塑料玩具、醫(yī)用材料等。PAEs具有難揮發(fā)、溶解度低、易生物富集的特點。由于它們與塑料基質(zhì)之間沒有形成共價鍵，會擴散到水、土壤等環(huán)境中或者遷移到與塑料接觸的食品中。PAEs進入食物鏈后，會干擾血液中的激素水平，從而對生殖系統(tǒng)產(chǎn)生影響[1-7]。2011年6月，衛(wèi)生部將鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)列為食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)和易濫用食品添加劑[8]。

目前在各類食品PAEs檢測的報道中，對谷物的關注相對較少。已有的文獻主要參照GB/T 21911—2008[9]的方法進行測定[10-11]。谷物既是人們?nèi)粘Ｉ钜环N重要的主食，也是食品加工鏈條的源頭之一。研究谷物中PAEs的污染情況，對保障食品安全和人民健康具有重要的意義。本實驗采用乙腈-水混合溶劑振蕩提取，QuEChERS方法凈化，GC-MS/MS檢測谷物中的16種PAEs類化合物。與國標相比，該法降低了PAEs的檢出限，同時使定性更加準確。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 儀器

TRACE 1310/TSQ QUANTUM XLS氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀：Thermo Fisher公司；XW-80A微型漩渦混合儀：上海滬西分析儀器廠；LD5-2B雷勃爾離心機：北京雷勃爾離心機有限公司；PSA玻璃固相萃取柱：迪馬科技公司；EDAA-2300TH超聲清洗器：上海安譜實驗科技股份有限公司；3100旋風磨：瑞典Perten儀器公司；SY88-TH礱谷機：韓國雙龍機械產(chǎn)業(yè)株式會社；XHF-D高速分散器：寧波新芝生物科技股份有限公司；SSL1回旋式振蕩器：英國Stuart公司。

1.1.2 試劑

16種PAEs混和標準溶液：濃度為1 000 mg/L，分別含有鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、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)己酯(DEEP)、鄰苯二甲酸二戊酯(DPP)、鄰苯二甲酸二己酯(DHXP)、鄰苯二甲酸丁基芐基酯(BBP)、鄰苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸二苯酯(Diphenyl phthalate)、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、鄰苯二甲酸二壬酯(DNP)：美國O2si Smart Solutions公司；PSA粉(40～63 μm)，C18粉(40～63 μm)：上海安譜實驗科技股份有限公司；色譜純乙腈、色譜純正己烷：賽默飛公司；優(yōu)級純乙腈、優(yōu)級純正己烷、色譜純丙酮、優(yōu)級純丙酮、分析純氯化鈉，分析純無水硫酸鎂：天津市化學試劑批發(fā)公司。

1.2 測定方法

1.2.1 色譜條件

色譜柱：TR-5MS石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進樣口溫度250 ℃；傳輸線溫度280 ℃；不分流進樣，進樣量1 μL；載氣：氦氣，流速1 mL/min；升溫程序：60 ℃保持1 min，以20 ℃/min升至220 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升至300 ℃，保持4 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊離子源(EI)，能量70 eV，離子源溫度280 ℃，溶劑延遲時間5 min，采取選擇反應監(jiān)測模式(SRM)進行數(shù)據(jù)收集。

1.2.3 樣品前處理方法

用旋風磨將樣品粉碎成細顆粒(稻谷經(jīng)礱谷機脫殼后粉碎)。稱取粉碎的樣品5 g，放入100 mL三角瓶中，加入10 mL去離子水，20 mL乙腈，振蕩提取30 min。過濾至裝有3 g氯化鈉的25 mL比色管中，振搖1 min，靜置15 min，取上層清液2 mL至裝有150 mg無水MgSO4、50 mg C18、50 mg PSA的玻璃管中，在渦旋混合器上混勻1 min。在1 000 r/min下離心5 min，取上清液600 μL至樣品瓶中待測。

2 結果與分析

2.1 色譜條件優(yōu)化

PAEs沸點較高，極性較弱，因此應選擇弱極性的色譜柱，并且在程序升溫時采取較高的溫度。圖1為PAEs混合標準溶液的總離子流圖?？梢钥闯觯?6種化合物能夠得到有效的分離。

圖1 PAEs混合標準溶液的總離子流

2.2 質(zhì)譜條件優(yōu)化

對標準溶液進行單極質(zhì)譜全掃描，確定各化合物的最大豐度碎片，將其作為母離子(Parent ion)。再進行子離子掃描，在其產(chǎn)生的二級離子碎片中，選擇豐度最大的作為子離子(Product ion)。最后改變電子碰撞能量，選擇子離子強度最大的碰撞能量為最優(yōu)碰撞能量。優(yōu)化后的16種鄰苯二甲酸酯保留時間、監(jiān)測離子(m/z)以及碰撞電壓(CE)見表1。

表1 保留時間(tR)、監(jiān)測離子(Parent ion、Product ion)及碰撞電壓(CE)

2.3 前處理條件確定

2.3.1 提取溶劑及方式確定

分別考察乙腈、正己烷、丙酮、乙腈-水、丙酮-水混合溶液的提取效率，結果發(fā)現(xiàn)，乙腈-水和丙酮-水混合溶劑的提取效率最高?？赡苁荘AEs雖然是極性偏弱的化合物，但是谷物中的含水量較低，純有機試劑的滲透作用不強，提取效果不如混合溶劑。丙酮-水的提取液中的色素等雜質(zhì)較多，給凈化增加了困難。因此最終選擇乙腈-水混合溶劑作為提取液。

選擇某一PAEs含量較高的陽性樣品，考察不同振蕩時間對提取效果的影響。振蕩時間分別設為15、20、25、30、35、40 min，將不同時間下的提取液凈化，上機測定。結果表明，30 min以后的PAEs含量基本無變化。以DIBP為例，圖2是不同提取時間DIBP的含量變化情況。另外，對同一樣品分別采取了超聲提取30 min和均質(zhì)機提取2 min兩種方式，幾種PAEs中的含量與振蕩提取的結果一致。最終采取振蕩提取的方式。

實驗曾嘗試用離心方法促進分層。將提取液過濾至含3 g氯化鈉的玻璃離心管中，劇烈振搖1 min，1 000 r/min離心10 min，乙腈和水層分層效果明顯。然而在離心過程中，提取液會接觸離心管的塑料塞。為了避免污染，最終采取靜置分層方法。

圖2 不同振蕩時間提取液中DIBP的濃度

2.3.2 凈化方法確定

比較了PSA玻璃固相萃取柱和QuEChERS 2種凈化方法。固相萃取柱法消耗的試劑較多，并且凈化液需要濃縮才能進樣，步驟較為繁瑣。同時，濃縮后試劑中的PAEs含量也會增加，造成本底偏高。最終采用QuEChERS方式進行凈化。

PSA能較好吸附游離脂肪酸等極性萃取物，同時能吸附少量色素。谷物中含有一定量的脂肪，通過加入C18粉能得到凈化。乙腈提取液中的少量水分可以用無水MgSO4去除。石墨化炭黑粉能夠有效吸附色素，但同時對PAEs也有一定的吸附。最終確定的凈化材料為無水MgSO4、C18和PSA。實驗發(fā)現(xiàn)，當吸取2 mL提取液時，加入150 mg無水MgSO4、50 mg C18、50 mg PSA即可取得理想的凈化效果。

2.4 干擾的排除

PAEs作為一種大量使用的塑化劑，在環(huán)境中幾乎無處不在。因此實驗過程中必須對儀器和試劑進行有效控制，保證樣品不被污染。前處理中使用的器具全部為玻璃制品。使用前用鉻酸洗液浸泡過夜，用蒸餾水沖洗干凈后在超聲清洗器中用水進行超聲，最后用去離子水沖洗、晾干。實驗所使用的有機試劑也可能含有PAEs[12]。對不同品牌的有機試劑的PAEs進行了測定，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)試劑中PAEs含量較高，最終選擇本底含量最低的賽默飛色譜純級試劑。

2.5 線性范圍及檢出限

將PAEs混合標準溶液稀釋成20～2 000 μg/L不同梯度的溶液，按照前述的GC-MS/MS條件上機測定。以峰面積為縱坐標，濃度為橫坐標進行線性擬合，得到標準曲線的回歸方程、相關系數(shù)。取空白樣品制備不同梯度的加標樣品，按前述方法進行前處理，上機測定?？疾旄鞣N化合物的峰面積，當某一化合物的峰面積約等于3倍信噪比時，將其所對應的加標濃度作為方法的檢出限?；貧w方程、相關系數(shù)、檢出限見表2。

由表2可知，該方法在20～2 000 μg/L濃度范圍內(nèi)線性良好，檢出限為1～100 μg/kg。其中DMEP、DEEP、DBEP、DNP由于響應信號小，所以檢出限較其他化合物偏高。DNP出峰附近的噪聲明顯偏高，因此其檢出限明顯高于其他化合物。

表2 回歸方程、相關系數(shù)、檢出限

2.6 回收率及重現(xiàn)性

分別制作含量為0.1 mg/kg和0.5 mg/kg的加標樣品，按上述方法進行處理。做6個平行試樣，同時測定空白樣品中的PAEs含量，計算回收率的平均值，結果見表3。

表3 回收率和相對標準偏差(RSD，n=6)

表3中的數(shù)據(jù)表明，16種加標化合物的回收率為84.1%～110.4%，相對標準偏差(RSD)為4.6%～13.7%，說明該方法對測定谷物中的PAEs有較強的可靠性。

3 實際樣品檢測

采用上述方法對小麥(7個樣品)、稻谷(5個樣品)、玉米(6個樣品)共18個樣品進行檢測。結果發(fā)現(xiàn)，樣品中DIBP、DBP、DPP、DEHP含量較高，見表4。這與先前報道中水體、土壤中PAEs調(diào)查的結果基本一致[13]。本實驗所有樣品均來自糧庫抽樣，儲存方式為散存無包裝。這些谷物從收獲、運輸?shù)酱鎯^程中接觸塑料制品的機會很少，因此其中的PAEs可能來自于作物生長過程中受到環(huán)境的污染。

表4 實際樣品檢測結果

續(xù)表4

PAEs小麥稻谷玉米平均值/(mg/kg)平均值/(mg/kg)平均值/(mg/kg)DiphenylphthalateNDNDNDDNOPNDNDNDDNPNDNDND

注：ND為未檢出。

4 結論

本實驗研究了谷物中PAEs的測定方法。PAEs以乙腈-水提取，QuEChERS方法凈化，GC-MS/MS測定。該方法在20～2 000 μg/L范圍內(nèi)呈良好線性關系，加標回收率為84.1%～110.4%，相對標準偏差(RSD)為4.6%～13.7%，方法檢出限為1～100 μg/kg。前處理簡便、快捷，定量準確。對實際樣品的測定發(fā)現(xiàn)，DIBP、DBP、DPP、DEHP檢出率較高。

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