超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定食品接觸塑料中3種苯并三唑類紫外吸收劑的特定遷移量

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(1. 北京市理化分析測試中心，有機(jī)材料檢測技術(shù)與質(zhì)量評價北京市重點(diǎn)實驗室，北京 100089；2.北京市食品安全分析測試工程技術(shù)研究中心，北京 100089)

苯并三唑類化合物(Benzotriazoles，BZTs)是一種常用的紫外吸收劑，廣泛用于食品接觸類塑料制品的工藝中。它可以吸收 280 ～400 nm 范圍的紫外線變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，將光能以熱能的形式釋放出來，減少塑料制品的光降解和老化，延長其使用壽命[1，2]。近年來研究表明，多種BZTs紫外吸收劑均具有一定的生理毒性，可以導(dǎo)致皮炎和皮膚過敏，且具有生物蓄積性，影響生物體的長度和重量，導(dǎo)致甲狀腺系統(tǒng)和脂肪酸代謝失衡[3，4]。由于直接接觸食品，塑料包裝制品中殘留的BZTs紫外吸收劑遷移到食品中，會直接危害人體健康[5，6]。我國國標(biāo)GB9685-2008收錄了多種BZTs紫外吸收劑，其中規(guī)定了UV-P、UV-234、UV-327的特定遷移量分別為30 mg/kg、1.5 mg/kg、30 mg/kg，而對允許添加的UV-328、UV-329、UV-360，未限定其最大殘留量和特定遷移量。除此之外，我國沒有檢測食品接觸類塑料中 BZTs 紫外吸收劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，BZTs紫外吸收劑的檢測方法主要有液相色譜法(LC)[7-8]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC - MS)[9-12]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC - MS /MS)[13-15]等。LC-MS/MS法具有靈敏度高，檢出限低的特點(diǎn)，可以針對復(fù)雜基質(zhì)進(jìn)行多組分的定性定量檢測。現(xiàn)有文獻(xiàn)主要針對BZTs的殘留量進(jìn)行測定，而對食品接觸塑料中BZTs的特定遷移量關(guān)注度較少。本文建立了檢測食品接觸塑料中UV-328、UV-329、UV-360特定遷移量的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC -MS/MS)分析方法。該方法專屬性強(qiáng)，快速簡便，檢測限低，可以用于食品接觸塑料中 BZTs紫外吸收劑的檢測。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Acquity超高效液相色譜儀，XEVO TQ 串聯(lián)質(zhì)譜儀，Masslynx4.1 工作站(美國Waters 公司)；超聲波清洗器(KQ6000V，昆山超聲儀器有限公司)；N-EVAP-112氮吹儀(美國Organomation公司)；Milli-Q 超純水器(美國Millipore公司)；CR22GⅢ 離心機(jī)(日本日立公司)；HAAKE PolyLab OS 密煉機(jī)(美國Thermo 公司)；平板硫化機(jī)(廣東錫華公司)。

UV-328和UV-329(純度均≥97%，上海安譜實驗科技股份有限公司)，UV-360(純度≥98%，日本 TCI 公司)；PP樹脂(上海賽科石油化工公司)；甲醇、乙醇、乙腈為色譜純(美國Fisher公司)；實驗用水為經(jīng) Milli-Q 凈化系統(tǒng)(0.22 μm濾膜)過濾的去離子水；醋酸、橄欖油等其它試劑均為分析純，經(jīng)檢測均不含有上述3種目標(biāo)物。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別準(zhǔn)確稱取適量上述標(biāo)準(zhǔn)品，甲醇-二氯甲烷(4:1，v/v，下同)溶解定容，制得質(zhì)量濃度均為1000 mg/L的單標(biāo)儲備液。準(zhǔn)確移取各標(biāo)準(zhǔn)儲備液，混于100 mL 容量瓶中，用甲醇定容，配制成1 mg/L 混合標(biāo)準(zhǔn)中間儲備液。水基模擬物標(biāo)準(zhǔn)工作溶液分別用蒸餾水、3%(w/v)醋酸、10%(v/v)乙醇溶液、90% (v/v)乙醇溶液配置。橄欖油食品模擬物標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制：分別稱取橄欖油模擬物2 g(精確至0. 01 g)于50 mL 具蓋玻璃離心管中，分別加入10 mL 正庚烷和適量混合標(biāo)準(zhǔn)中間儲備液，混勻后再加入10 mL 甲醇，渦旋振蕩2min，靜置10min，用2 mL 注射器吸取下層甲醇溶液約1mL，過0. 22μm濾頭，待測。

1.3 樣品制備與處理

在PP 樹脂中加入0%、0.1%、0.5%、2% 4種不同濃度梯度的3 種BZTs紫外吸收劑，通過HAAKE PolyLab OS 雙螺桿塑料擠出機(jī)在190℃混合擠出造粒。稱取一定量母粒，熱壓機(jī)190℃熱壓成膜，獲得含有不同濃度的PP 塑料膜(膜厚約0. 1 mm)。

參照歐標(biāo)浸泡通則和( EU) No 10 /2011 法規(guī)，選擇合適的遷移實驗條件。模擬浸泡液分別為蒸餾水、3%(w/v)醋酸、10%(v/v)乙醇溶液、90%(v/v)乙醇溶液和橄欖油。PP 膜樣品剪成4 cm×3 cm 的長方形，每種PP 膜取2個平行樣放入60 mL 封口玻璃瓶中，加入40 mL模擬液浸泡。將玻璃瓶放入烘箱(40℃)恒溫加熱10天。10天后將待測樣品冷卻至室溫并混勻。水基食品模擬物直接過膜待測；橄欖油食品模擬物：稱取橄欖油模擬物2 g于50mL 具蓋玻璃離心管中，加入10 mL 正庚烷，混勻后再加入10 mL 甲醇，渦旋振蕩2min，靜置10min，用2 mL 注射器吸取下層乙腈溶液約1mL，過膜待測。

1.4 色譜和質(zhì)譜條件

色譜柱：Waters ACQUITY UPLC BEH C18(100×2.1 mm，1.7 μm)；流動相：A為0.1%甲酸水，B為甲醇溶液。流速0.3 mL/min，柱溫35 ℃。梯度洗脫程序為0 ～ 6 min，90% ～ 94% B；6～ 7 min，94% ～ 99% B；7～ 12 min，99% B；12 ～12.5 min，99% ～90% B；12.5～ 14 min，90% B。

質(zhì)譜條件：電噴霧電離正離子模式(ESI+)；多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)；毛細(xì)管電壓：3.0 kV；萃取電壓：5.0 V；離子源溫度：150 ℃；脫溶劑氣溫度：350 ℃；脫溶劑氣流速: 650 L / h；錐孔氣流速：20 L / h。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件的優(yōu)化

考察了甲醇-水、甲醇-0.1%(v/v)甲酸水溶液、乙腈-0.1%(v/v)甲酸水溶液作為流動相體系對目標(biāo)化合物分離效果的影響。結(jié)果顯示，乙腈為有機(jī)相時響應(yīng)值明顯降低，以甲醇為有機(jī)相時，各待測物色譜峰形較好，且響應(yīng)強(qiáng)度穩(wěn)定。在流動相中加入甲酸，提高了目標(biāo)化合物的離子化效率，獲得了更高的靈敏度。緩沖體系進(jìn)一步增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高了BZTs紫外吸收劑各組分在色譜柱中的分析效率?；谝陨辖Y(jié)果，本方法選擇了甲醇-0.1%(v/v)甲酸水溶液體系作為流動相。圖1為3 種BZTs紫外吸收劑的提取離子流色譜圖。

2.2 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

在 ESI 模式下，采用蠕動泵以10 μL /min的速度分別將3種 BZTs 的標(biāo)準(zhǔn)溶液單獨(dú)注入質(zhì)譜的離子源中，分別測定其在正離子(ESI+)、負(fù)離子(ESI-)模式下的質(zhì)譜信號強(qiáng)度。實驗結(jié)果表明，在ESI+模式下，3種 BZTs 均可獲得較高豐度的[M+H]+準(zhǔn)分子離子峰。確定母離子后，采用子離子掃描方式進(jìn)行二級質(zhì)譜分析，對子離子進(jìn)行優(yōu)化選擇，以確定定量離子和定性離子。然后對離子源溫度、去溶劑氣溫度及流量、錐孔氣流量進(jìn)行優(yōu)化，使目標(biāo)物質(zhì)的離子化效率達(dá)到最佳。3種BZTs紫外吸收劑的質(zhì)譜參數(shù)如表1所示。

表1 3種BZTs紫外吸收劑的質(zhì)譜參數(shù)

* :Quantitative tion

圖1 3種BZTs紫外吸收劑提取離子流色譜圖

2.3 橄欖油食品模擬物提取試劑的選擇

比較了20%甲醇-水(v/v)、50% 甲醇-水(v/v)溶液、甲醇、乙腈對橄欖油中BZTs紫外吸收劑的提取情況。結(jié)果表明，20%甲醇-水(v/v)和50% 甲醇-水(v/v)溶液作為提取溶劑，回收率均不足50%。甲醇和乙腈作為提取溶劑，回收率均在67.8%～81.3%之間，甲醇的提取效果最佳，故采用甲醇進(jìn)行提取。

圖2 不同提取溶劑對3 種BZTs紫外吸收劑回收率的影響

2.4 線性范圍與定量限

由于基質(zhì)效應(yīng)的影響，共洗脫化合物的電離程度會增加或減小。為了避免此現(xiàn)象，以基質(zhì)匹配的方法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，以空白模擬物溶液配置3種BZTs紫外吸收劑標(biāo)準(zhǔn)溶液，精確配制2.0 ～ 200.0 μg/L和10.0 ～ 1000.0 μg /kg(僅橄欖油)的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在選定的色譜條件和質(zhì)譜條件下進(jìn)行測定，依據(jù)特征離子色譜峰的 S/N ≥3為方法的檢出限，S/N ≥10為方法的定量限。結(jié)果表明，3種BZTs紫外吸收劑在 2.0 ～ 200.0 μg/L 或 10.0 ～ 1000.0 μg /kg 范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)均大于0. 991，結(jié)果見表2。

表2 BZTs紫外吸收劑的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限

2.5 加標(biāo)回收率和精密度

在0% PP 塑料膜中，按本文1.3前處理方法，分別取適量5種不同食品模擬物進(jìn)行3 個水平的加標(biāo)回收實驗，6 次平行實驗的結(jié)果見表7。結(jié)果表明，在添加濃度范圍內(nèi)，3種BZTs紫外吸收劑的平均回收率在65.2%～87.2%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%～4.0%，說明該方法具有良好的回收率與精密度。

表3 回收率和精密度檢測結(jié)果 %

2.6 樣品分析

利用本方法對制備的4種不同梯度的PP塑料膜進(jìn)行測定，結(jié)果表明，在橄欖油浸泡的添加量為2%塑料膜中檢出UV329，含量為242.6 μg/kg。

3 結(jié)論

利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜對食品接觸塑料中3種BZTs紫外吸收劑進(jìn)行檢測。本方法簡便、快速、可靠，專屬性高，重現(xiàn)性良好，能滿足食品接觸塑料中3種BZTs紫外吸收劑的快速篩查與定量分析。

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