加速溶劑萃取-QuEChERS法測定高活性干酵母粉中12種有機持久污染物殘留

李　芳，　粟有志，　李艷美，　雷紅琴，　孟　茹，　儲曉剛

（1.伊犁出入境檢驗檢疫局綜合技術服務中心，伊犁 伊寧 835000；2.中國檢驗檢疫科學研究院，北京 100025）

有機持久污染物 （POPs）主要包括滴滴涕（DDT）、艾氏劑等有機氯農藥，很多持久性有機污染物具有致癌、致畸、致突變性，對人類生存繁衍和可持續(xù)發(fā)展構成重大威脅，對人類的影響會持續(xù)幾代。POPs殘效期長、降解緩慢，因此這些殘留在環(huán)境中可能造成對新種植物或新儲存食品等的再次污染[1-2]。酵母粉是以甜菜糖蜜原料，以化學物質為氮、磷、鉀等營養(yǎng)源，經發(fā)酵罐有氧逐級擴大培養(yǎng)的產物[3]。有機持久污染物的存在不僅使酵母發(fā)酵過程中額外損耗原料，破壞原有營養(yǎng)條件，增加生產成本，而且嚴重影響酵母的品質、保存與應用，甚至會導致生產失敗，給企業(yè)帶來嚴重經濟損失。

加速溶劑萃取 （Accelerated Solvent Extraction，ASE）是在一種高溫度和高壓條件下，設定溶劑和萃取時間，實現自動萃取的方法。該方法大大減少了溶劑用量，方法快速，回收率高，在實際工作中被廣泛應用[4-10]，已被美國國家環(huán)境保護局（EPA）收錄為處理固體樣品的標準方法之一[11]。QuEChERS技術以快速、簡單、廉價、高效、耐用、安全著稱，已廣泛用于農藥的檢測[12-16]。本文作者結合實際檢測工作需要，將ASE萃取和QuEChERS凈化有效結合，利用GC-MS建立了高活性干酵母粉中12種有機持久污染物殘留檢測方法。本方法前處理操作簡單、快速、對人體毒害性小、節(jié)省溶劑用量，各項檢測指標均能滿足國內外MRL要求。

1　材料

1.1　儀器和試劑

7890A-7975C型氣相色譜-質譜聯用儀 （配置7683系列自動進樣器，增強型化學工作站），Agilent公司產品；ASE 350型加速溶劑萃取儀，美國Dionex公司產品；渦旋混合器，德國IKA公司產品；MG-2200型氮氣吹掃濃縮裝置，日本EYE公司產品；SK8210LHC超聲波清洗器，上?？茖С晝x器有限公司產品；AIIegra X-22R多功能臺式冷凍離心機，美國貝克曼公司產品；RV10旋轉蒸發(fā)儀，德國IKA公司產品。

乙腈、正己烷、甲醇、丙酮（均為色譜純），TEDIA天地試劑公司產品；C18散裝吸附劑、N-丙基乙二胺粉（PSA）、氨丙基粉（均為粒徑 40 μm），Agilent公司產品；標準品：六氯苯、α-666、β-666、δ-666、p，p′-DDE、狄試劑、γ-666、七氯、艾氏劑、o，p′-DDD、o，p′-DDT、p，p′-DDT （純度＞98.5%）， 均購自德國 Dr Ehrenstorfer公司產品。

標準溶液的配制：稱取各標準品適量，將標準品以丙酮配制成1 000 μg/mL的標準儲備液，置于4℃冰箱保存，做樣時將此溶液依次用正己烷稀釋成 0.025、0.100、0.200、0.500、1.00、2.50 μg/mL 的系列質量濃度混合標準工作溶液。

1.2　色譜和質譜條件

色譜條件：DB-1701石英毛細管柱 （30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：高純氦氣（純度＞99.999%），流速為1 mL/min；脈沖壓力為206.8 kPa，脈沖時間0.75 min，吹掃時間 1 min；進樣口溫度：260℃；柱升溫程序：初始溫度70℃保持1 min，以20℃/min升溫至270℃，保持12.5 min；進樣方式為不分流進樣，進樣量 1 μL。

質譜條件：離子源EI（70 eV）；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；輔助加熱器溫度：280℃；溶劑延遲：7 min；采集方式：選擇離子監(jiān)測（SIM），條件參見表1。

1.3　加速溶劑萃?。ˋES）條件

以乙腈為提取劑，系統(tǒng)壓力為1 500 psi，溫度80℃，靜態(tài)萃取9 min，循環(huán)次數1次，沖洗體積為34 mL不銹鋼萃取池的60%，氮氣吹掃時間60 s。

表1　12種POPs的保留時間和特征離子Table 1　Retention times and Selected ions of 12 POPs

1.4　樣品提取與凈化

提?。簻蚀_稱高活性干酵母粉取5.0 g、4.0 g硅藻土混合均勻，全部轉入34 mL萃取池中（池底部鋪專用濾膜），按照1.3萃取條件提取。

凈化：將提取溶劑轉移至入雞心瓶中于50℃下旋蒸近干，用正己烷定容至10.0 mL，移取8.0 mL于15 mL離心管中加入50 mg PSA，渦旋，離心，吸取上清液5.0 mL置于具塞試管中，氮吹近干，用正已烷準確定容至1.0 mL，旋渦混合混勻，供氣相色譜-質譜測定。

2　結果與討論

2.1　提取溫度的選擇

以乙腈為提取溶劑，靜態(tài)萃取時間為9 min時，比較了 30、50、70、80、90 ℃ 5 種溫度條件下的萃取效果，30℃時部分有機持久性污染物的回收率達不到檢測要求，α-666的回收率僅為48.0%；隨著溫度的增高，大部分的有機持久性污染物回收率逐漸上升，當溫度達到80℃時，除α-666外12種POPs的回收率不再上升，回收率范圍在74.5%～111.7%；然而當提取溫度為90℃時，雖然α-666的回收率有所改善，但基質干擾顯著增加（不同提取溫度下樣品的色譜圖見圖1所示），故提取溫度選擇80℃。隨著溫度的增高，目標提取物分子和樣品基體之間的作用力如范德華力、氫鍵減弱，加速了目標提取物分子的解析動力學過程，提取效果改善明顯。

2.2　靜態(tài)萃取時間的選擇

以乙腈為提取溶劑，萃取溫度為80℃時，進一步確定最佳的萃取時間，比較了靜態(tài)萃取時間為3、6、9、12 min的提取效果。結果如圖2所示，靜態(tài)萃取時間小于6 min時，部分分析物的回收率達不到檢測要求；當前萃取時間超過9 min時，12種分析物的回收率無明顯的提升。綜合考慮，靜態(tài)萃取9 min可滿足分析測試的需求，故選擇靜態(tài)萃取時間為9 min。

圖2　靜態(tài)萃取時間的影響Fig.2　Effect of static extraction time

2.3　循環(huán)次數

增加萃取循環(huán)次數，目標物的回收率增加，當循環(huán)次數為1次時，目標物的回收率達到檢測要求，再增加循環(huán)次數會增加萃取時間，浪費溶劑，因此循環(huán)次數選擇1次。

2.4　凈化條件的選擇

活性干酵母富含蛋白質、脂肪、維生素、糖等物質，這些物質會嚴重干擾目標分析物的測定[17-18]，在QuEChERS凈化方法中，PSA、C18及石墨化炭黑（GCB）是常用的吸附劑。其中PSA吸附在硅膠鍵合了乙二胺-N-丙基官能團，主要作用力是極性相互作用及弱陰離子交換作用，可去除提取液中的脂類和糖類物質，去除色素、甾醇和維生素效果一般，C18具有良好的除脂能力。

按照1.4處理樣品，經實驗比較了未凈化、50 mg氨丙基粉、100 mg氨丙基粉、50 mg PSA、100 mg PSA、200 mg PSA、50 mg C18+100 mg PSA 凈化時的效果。如圖3所示，加入凈化劑均能改善樣品基質干擾，加入 100 mg氨丙基粉、200 mg PSA、50 mg C18+50 mg PSA在12.5～13.5 min譜圖基線起伏，結合加標回收率結果如圖4所示，加入氨丙基粉凈化α-666回收率偏低；加入50 mg C18+50 mg PSA凈化 p，p′-DDT的回收率僅為43.8%；加入PSA的量增加，p，p′-DDT的回收率降低較明顯；加入50 mg PSA時12種POPs的回收率在74.5%～111.7%，能達到較好的凈化效果，故確定添加50 mg PSA凈化。

圖3　高活性干酵母粉樣品不使用及使用不同凈化劑的提取效果圖Fig.3　Chromatogram of purification by without or using differents purification in highly active dry yeast powder

圖4　高效活性干酵母粉中添加12種POPs不同凈化方式的回收率Fig.4　Recoveries of 12 POPs spiked in highly active dry yeast powder using different purification method

2.5　線性關系與檢出限

配制12種有機持久性污染物的系列混合標準溶液，濃度在0.025～2.5 μg/mL之間，以峰面積對質量濃度作線性回歸，繪制標準曲線，12種POPs線性相關系數R2≥0.992。以信噪比（S/N）≥3時確定方法的檢出限，12種POPs的檢出限在0.002～0.009 mg/kg，線性系數、方法檢出限詳見表2。圖5為高活性干酵母粉中添加12種POPs的選擇離子（SIM）色譜圖。

圖5　高效活性干酵母粉中添加持久有機12種POPs的SIM色譜圖Fig.5　SIM Chromatogram of 12 POPs spiked in Highly active dry yeast powder

2.6　回收率和精密度

按照1.4，用高活性干酵母粉樣品進行加標回收試驗，每個水平6次重復，3個加標水平添加質量濃度分別為 0.05、0.25、1.00 mg/kg，12 種 POPs的回收率在74.5%～111.7%之間，見表3。

2.7　實際樣品分析

應用本方法對36批高活性干酵母中上述12種有機持久污染物進行分析，結果均未檢出目標分析物，應用本方法能有效降低基質干擾，加標回收率良好，滿足實際樣品分析的要求。

3　結　語

本文中建立了QuEChERS-加速溶劑萃取測定高活性干酵母粉中12種有機持久污染物的氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）分析方法，應用該方法進行對高活性干酵母粉進行加標回收實驗，標回收率為74.5%～111.7%，相對標準偏差為3.1%～11.3%，結果表明，此方法操作簡便、快速、節(jié)省溶劑、加標回收率良好、方法穩(wěn)定，能有效降低基質干擾，能夠滿足實際樣品分析的要求。

表2　12種POPs的線性方程、相關系數、檢出限Table 2　Linear equations，correlation coefficients and LODs of 12 POPs（n=6）

表3　高活性干酵母粉中添加12種POPs的平均回收率（n=6）Table 3　Average recoveries and RSDs of 12 POPs spiked in highly active dry yeast powder（n=6）

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