食品中有機磷酸酯阻燃劑檢測技術的研究進展

楊吉雙, 張慶合, 蘇立強

(1. 齊齊哈爾大學化學與化學工程學院, 黑龍江 齊齊哈爾 161006; 2. 中國計量科學研究院化學計量與分析科學研究所, 北京 100029)

阻燃劑是賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑,有機磷酸酯(organophosphate esters, OPEs)阻燃劑作為已禁用的溴化阻燃劑替代品被廣泛應用[1,2]。2016年,OPEs位居阻燃劑產量第二,達到全球總市場的18%,其全球消費量從2001～2015年增加了49.4萬噸[3]。根據(jù)取代基類型不同,OPEs主要分為烷基類、鹵化類、芳香類,其中烷基類和芳香類OPEs主要應用于潤滑劑、合成橡膠等;而鹵化類OPEs?；旌暇郯滨ゲ牧?用于家具、電子設備等產品,其阻燃機理可能是通過Br-、Cl-取代氣相中的H+和OH-,降低火勢的蔓延[4,5]。

作為機械混合方法直接加入到聚合物中的添加型阻燃劑,OPEs在原料生產和使用過程中極易揮發(fā)釋放到空氣[6,7]、灰塵[8-11]、水體[12-15]及淤泥沉淀物[16,17]等環(huán)境中。近年來,OPEs在水稻、果蔬、水生生物等食品[18,19]、尿液[20-22]、母乳[23,24]和血清[25,26]中均有檢出。研究表明,部分OPEs具有較強的生物效應,如:磷酸三(2-氯異丙基)酯(TCIPP)、磷酸三苯酯(TPHP)和磷酸三丁酯(TnBP)會破壞人體的內分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和生殖功能[27,28]。人類流行病學研究表明,長期暴露于TCIPP,磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(T13DCIPP)和磷酸三(2-丁氧基乙基)酯(TBOEP)會導致人類激素水平和精液量降低[29,30]。Du等[31]基于生物體內和體外研究,系統(tǒng)總結了OPEs的生物積累和放大作用,探討了OPEs的釋放和暴露途徑,例如皮膚暴露,粉塵和飲食攝入等,并通過幾種暴露途徑評估了OPEs毒性,分析對人類產生潛在的健康威脅。

鑒于OPEs對人體健康的潛在危害,Van和de Boer等[3]綜述了OPEs的理化性質、毒理學研究及當前環(huán)境樣品分析方法,發(fā)現(xiàn)固相萃取(SPE)和微波輔助提取(MAE)技術常用于水和沉淀物中提取OPEs,并表現(xiàn)出較好的回收率和重復性;氣相色譜-質譜(GC-MS)、氣相色譜-氮磷檢測器(GC-NPD)、氣相色譜-電感耦合等離子質譜(GC-ICP-MS)檢出限相當,但GC-ICP-MS分析相對干擾少;當采用同位素內標稀釋法對OPEs進行定量檢測時,GC-MS較GC-NPD表現(xiàn)出更高的靈敏度。Li等[18]綜述了世界各地食品樣品中30種常見OPEs的濃度和分布情況,發(fā)現(xiàn)不同地域食品中OPEs含量有較大差異,推測可能是OPEs的理化特性、代謝途徑、工業(yè)食品生產過程以及不同生物中OPEs的積累和降解性的差異所致,同時指出開發(fā)合適的多殘留提取分離方法、建立通用分析標準,對于準確比較不同區(qū)域各類食品中OPEs含量水平至關重要。

目前,相對環(huán)境樣品中OPEs檢測而言,關于食品中OPEs的檢測方法鮮有報道,可能主要是因為食品樣品中OPEs含量檢測起步較晚,基體成分更為復雜,含量更低,質量控制要求更加嚴格。本文系統(tǒng)總結了食品中常見OPEs化合物的性質、樣品前處理和檢測技術、質量控制技術現(xiàn)狀,并對相關技術進行了比較和展望。

1 有機磷酸酯類化合物性質

烷基類、鹵化類、芳香類OPEs含有不同的取代基團,其理化性質存在較大差異,極性范圍寬,食品中常見OPEs理化性質見表1。烷基類OPEs取代基主要是由C、H元素組成的直鏈或支鏈化合物,常見的有磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三正丙酯(TnPP)、TnBP、磷酸三異丁酯(TiBP)、磷酸三戊酯(TPeP)、磷酸三(2-甲基丙基)酯(TiPP)、磷酸三(2-乙基己基)酯(TEHP)、TBOEP。其中TnPP和TiPP, TnBP和TiBP互為同分異構體,只有TBOEP的烷烴取代基上含有O元素。鹵化類OPEs取代基是由氯和溴2種鹵素取代烷烴鏈上H的化合物,主要有磷酸三(氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(氯丙基)酯(TCPP)、TCIPP、T13DCIPP、三(2,3-二氯-2-丙基)磷酸酯(T23DCIPP)、磷酸三(1,3-二氯丙基)酯(TDCIPP)、2,2-雙(氯甲基)三亞甲基(V6)、磷酸三(三溴新戊酯)(TTBNPP)、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯(TDBPP)等,其中氯化類OPEs中TCPP和TCIPP, T13DCIPP、T23DCIPP和TDCIPP互為同分異構體,由于后3種化合物結構和性質非常相似,色譜分離困難;溴化類OPEs相對分子質量均在500以上,沸點也相對較高,很難進行汽化,因此常使用液相色譜-質譜(LC-MS)對此類化合物進行分析。芳香類OPEs取代基一般含有一個或多個芳香環(huán),對于該類化合物分析相對較多,主要有TPHP、磷酸2-乙基己基二苯酯(EHDPP)、磷酸三鄰甲苯基酯(o-TCP)、磷酸三間甲苯基酯(m-TCP)、磷酸三對甲苯基酯(p-TCP)、磷酸三(2-異丙基苯基)酯(TiPPP)、叔丁基磷酸三芳基酯(TBPP)、二丁基苯基磷酸酯(dBPhP)、丁基二苯基磷酸酯(BdPhP)、磷酸三(3,5-二甲基苯基)酯(T35DMPP)、磷酸甲苯基二苯酯(CDPP)、異癸基磷酸二苯酯(IDDP),其中o-TCP、m-TCP以及p-TCP互為同分異構體,該類化合物在質譜上碎片離子大多相同,但由于不同的空間位阻和誘導效應,各化合物碎片離子豐度存在一定差異。

圖1是OPEs相對分子質量數(shù)與沸點和辛醇-水分配系數(shù)(logKow)的關系圖?？梢钥闯?溴化類OPEs相對分子質量和沸點相對較高,其他OPEs化合物相對分子質量范圍為140.08(TMP)～583.00(V6),沸點范圍為197(TMP)～620(V6) ℃,化合物沸點隨相對分子質量增加呈上升趨勢。OPEs化合物的logKow范圍在-0.65(TMP)～10.43 (TBPP),僅TMP的logKow為負值,表明OPEs化合物相對親酯,隨相對分子質量增大logKow也逐漸升高,該結果為OPEs水中溶解性會隨相對分子質量增加而減弱提供了依據(jù)[3]。V6雖然相對分子質量較大,但其結構是由兩個磷酸基團組成,穩(wěn)定性相對較差,因此logKow值較小。

表 1 食品中常見OPEs的理化性質[3,18,32]

圖 1 OPEs相對分子質量與(a)沸點和(b)log Kow的關系Fig. 1 (a) Boiling points and (b) log Kow of OPEs versus relative molecular mass

研究發(fā)現(xiàn),在脂質含量較高的食品樣品中常檢測到相對分子質量較大的OPEs。而相對分子質量較小的TMP、TEP等化合物,親水性較強且具有一定的揮發(fā)性[3],在前處理過程中常伴隨損失,回收率較差。Liu等[33]采用加標回收法結合GC-MS測定魚肉中12種OPEs,回收率為56%～108%, TiPP回收率較差,而TEP在加標魚樣中未檢測到。該結果可能是因為TEP揮發(fā)性較強,導致蒸發(fā)濃縮提取液時TEP損失較大,即使在同種提取溶劑下,由于化合物性質不同,也會存在提取效率的顯著差異。對于食品中多組分OPEs同時檢測,選擇合適的提取溶劑,滿足寬極性范圍化合物的提取效率至關重要。此外,雖然OPEs在中性條件下不易水解,但在強酸強堿條件下會發(fā)生一定程度的降解,因此不可以在強酸強堿條件下去除食品基質中脂質以及其他干擾物[34]。

2 前處理技術

食品基體中分析痕量OPEs時,脂質、蛋白質、色素、糖類、脂肪酸等共提取基質成分會引起干擾[35]。因此選擇合適的前處理技術,有效去除食品基質中的雜質,并提取多組分OPEs十分重要。

OPEs樣品前處理通常由提取和凈化兩個部分組成,常見的提取、凈化方法包括加速溶劑萃取(ASE)、基質固相分散萃取(MSPD)、MAE、超聲輔助萃取(UAE)、QuEChERS、SPE、凝膠固相萃取(GPC)、分散固相萃取(d-SPE)等方法均有應用。表2中總結了食品基質中OPEs的前處理方法。

2.1 食品樣品中OPEs的提取技術

2.1.1加速溶劑萃取

ASE(也被稱為加壓液相萃取PLE)是通過在高溫高壓條件下提高樣品溶解能力,使分析物高效率擴散達到提取目的,從而節(jié)約提取時間、減少溶劑損耗。ASE技術在提取食品、生物樣品中OPEs時,脂質也作為共提取物被提取,因此對提取液的凈化提出更高要求。Gao等[41]采用ASE技術,使用10%乙腈水溶液作為提取劑,在150 ℃下,對1 g魚肉樣品提取5 min,提取液經(jīng)酸化硅膠吸附脂質后,采用固相微萃取(SPME)進一步凈化。在優(yōu)化條件下,7種OPEs在0.900～5 000 ng/g范圍內相關系數(shù)達到0.990 0～0.999 2(RSD<9.0%),檢出限為0.010～0.208 ng/g,回收率為80%～107%。Brandsma等[58]在70 ℃、1 500 Pa條件下,以二氯甲烷-丙酮(1∶1, v/v)作提取劑,ASE方法循環(huán)提取3次,結合氨基固相萃取小柱凈化,利用HPLC-MS/MS分析測定水生生物中10種OPEs,檢出限為0.200～29.000 ng/g,回收率為74%～128%。

2.1.2微波輔助萃取

MAE技術是利用微波加熱以及可控的壓力和溫度條件來加速溶劑對固體樣品中目標物的萃取過程。微波對介電性質不同的物料呈現(xiàn)出選擇性加熱特點,溶質和溶劑的極性越大,對微波能的吸收越大,升溫越快,萃取越迅速。作為一種高效、簡便和快速的提取技術,MAE已廣泛用于蔬菜、谷物、肉類等多種食品基質中。借鑒García-López等[60,61]從灰塵和淤泥中提取OPEs的方法,Ma等[40]選用MAE提取結合GC-MS方法對魚類和家禽類生物樣品中14種OPEs進行提取和測定。比較了丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸乙酯-二氯甲烷(1∶1, v/v)、乙酸乙酯-丙酮(1∶1, v/v)以及正己烷-丙酮(1∶1, v/v)6種提取溶劑,并對提取溶劑體積、提取溫度和時間進行了考察,結果表明10 mL正己烷-丙酮(1∶1, v/v)在130 ℃下提取20 min效果最佳。Zhang等[39]同樣選用正己烷-丙酮(1∶1, v/v)作提取溶劑,在130 ℃下對大米中OPEs提取20 min,方法的回收率為84%～110%。

MAE和ASE均是通過控制壓力以及溫度條件,減少溶劑消耗并加快提取速率,主要區(qū)別是加熱方式不同,但兩種提取方式回收率基本相似。此外,MAE常使用極性溶劑為提取溶劑,最大限度吸收微波能,達到萃取目的,有時為了提取非極性目標物,也可加入非極性溶劑。

2.1.3基質固相分散萃取

MSPD集提取和凈化于一體,樣品與吸附材料研磨,通過剪切力分散樣品,增大萃取樣品的表面積,OPEs會根據(jù)各自的極性分布在有機物的表面[62]。Campone等[45]采用MSPD方法,對鱈魚和三文魚中13種OPEs進行測定。通過條件優(yōu)化,將0.5 g樣品與2 g弗羅里硅土(Florisil)和1 g無水硫酸鈉在研缽中分散,然后轉入1 g氧化鋁的固相萃取柱中。使用5 mL正己烷-二氯甲烷(1∶1, v/v)除去脂質,并用10 mL正己烷-丙酮(6∶4, v/v)洗脫分析物,方法回收率為70%～110%, RSD<9%。Castro等[63]基于MSPD結合LC-MS/MS同時分析測定貽貝樣品中18種OPEs。通過條件優(yōu)化,最終選取Florisil和乙腈分別作為吸附劑和洗脫溶劑,有效降低了脂質干擾。該方法回收率為69%～122%,檢出限為0.060～5.000 ng/g,定量限為0.190～17.000 ng/g, RSD<24%。

由于MSPD提取條件比較溫和,因此共提取物干擾少;通過選擇合適的分散劑、吸附劑以及洗脫溶劑,可極大提高OPEs的萃取效率。此外,與傳統(tǒng)的提取方法相比,MSPD減少了溶劑消耗,并且成本較低。

2.1.4超聲輔助萃取

UAE基于一種綠色提取技術,廣泛應用于提取基體成分復雜的食品和環(huán)境樣品,該技術提取率與傳統(tǒng)的提取技術(例如:索氏提取(SE))相當。Santín等[34]采用丙酮-正己烷(1∶1, v/v)作提取溶劑,考察了振蕩、ASE、UAE 3種方法提取魚肉中16種OPEs。結果表明,振蕩萃取時間較長,ASE萃取脂質含量較高。最終選取0.25 g魚樣加入15 mL萃取劑超聲輔助萃取15 min,重復萃取兩次,結合SPE和d-SPE凈化后,進行LC-MS/MS分析測定,RSD<10%。Aznar-Alemany等[50]將UAE與液液萃取(LLE)結合使用,分析了貽貝樣品中7種OPEs,方法的最低檢出限和定量限分別為0.190 ng/g和1.030 ng/g。Wang和Kannan等[59]使用0.5%甲酸乙腈溶液作提取劑,結合d-SPE技術凈化和HPLC-MS/MS檢測,對多種復雜食品基質中OPEs進行分析,方法檢出限為0.010～0.170 ng/g,其中TnBP、TBOEP、TCIPP在食品中含量相對較高。Guo等[52]通過奶粉中9種OPEs的分析研究表明多次循環(huán)萃取可以提高萃取效率,并且準確性和重現(xiàn)性較好,基質效應顯著降低。

為了最大限度地提高提取率,需對UAE提取條件進行優(yōu)化,例如溶劑類型、超聲處理的溫度和時間、樣品粒度、固/液比例等。雖然升高溫度會通過降低溶劑黏度來增加溶劑向基質中的滲透,但是干擾化合物的共提取也會增加,同時OPEs可能會發(fā)生降解現(xiàn)象。

2.1.5QuEChERS方法

QuEChERS方法近年來廣泛應用于食品中痕量有機物的檢測,該方法主要通過有機溶劑提取、分散固相萃取凈化兩部分組成,有機溶劑一般為甲醇、乙腈、正己烷等常用提取試劑或其組合,分散固相萃取常選用N-丙基乙二胺(PSA)、十八烷基(C18)、石墨化炭黑(GCB)、氧化鋁(Al2O3)、基于氧化鋯的Z-Sep和Z-Sep+等吸附劑。Guo等[52]對奶粉中OPEs進行提取分析,選用無水MgSO4和無水醋酸鈉(CH3COONa)進行鹽析,比較了乙腈、0.5%的甲酸乙腈溶液、乙腈-甲醇(3∶1, v/v)、0.5%甲酸乙腈-甲醇(3∶1, v/v)、乙腈-甲苯(3∶1, v/v)5種提取溶液,以及PSA、GCB、C18 3種吸附劑的含量。結果表明,選用0.5%甲酸乙腈提取溶劑、100 mg PSA吸附劑時,提取效率最佳,檢出限可達0.100～0.250 ng/g,定量限為0.500～1.500 ng/g,回收率為74%～102%。Poma等[36]以乙腈作提取溶劑,MgSO4進行鹽析,Z-Sep作吸附劑,結合Florisil SPE柱進行凈化,采用GC-EI-MS方法對瑞典市場中12類53種食品中的8種OPEs進行測定,方法檢出限為0.050～3.000 ng/g,回收率為53%～71%。丁錦建等[19]基于QuEChERS方法建立了快速分析多種食品中10種OPEs。該方法以0.1%甲酸乙腈溶液為提取劑,PSA和C18為吸附去除基質干擾,采用同位素稀釋質譜法進行分析定量,定量限為0.050～0.420 ng/g,回收率為73%～106%。

近年來,QuEChERS與UAE結合提取食品基質中OPEs,避免了有機溶劑的浪費,還常結合SPE方法去除食品基質中的脂質等干擾。Xu等[37]將QuEChERS法與UAE結合,選用5 mL乙腈-甲苯(9∶1, v/v)作提取溶劑,C18和Z-Sep混合吸附劑,提取多種食品基質中9種OPEs,提取溶劑利用率達到90%～95%,并且可有效去除脂質和色素等干擾物。該方法浪費因子(waste factor, WF)約為5%～10%,同時節(jié)省大約90%的內標溶液,而傳統(tǒng)QuEChERS方法的WF通常在50%～90%之間,WF的降低顯著提高了OPEs檢測靈敏度。Sapozhnikova和Lehotay等[64]使用QuEChERS方法提取10 g魚樣品中OPEs,但10 mL提取物中僅取1 mL進一步凈化(WF=90%),實際有效樣品量僅1 g,導致靈敏度降低。Zheng等[44]采用QuEChERS結合UAE技術,以5 mL乙腈-甲苯(9∶1, v/v)作為提取溶劑,以Z-Sep為吸附劑,并使用SPE柱多次凈化提取,利用GC-MS對電子回收站附近雞蛋中10種OPEs分析測定,方法定量限為0.110～0.600 ng/g,回收率為76%～172%。

2.2 食品樣品中測量OPEs的凈化技術

在食品基質中痕量分析有機污染物殘留時,常伴隨脂質以及其他有機物的干擾,為消除該干擾通常采用強酸或強堿對樣品進行處理,但OPEs在強酸堿條件下易降解,因此儀器分析之前采用合適的凈化方法成為必須。對食品基質提取液中OPEs凈化時,常用Florisil、Al2O3、C18為填料的SPE柱,其中Florisil易從非極性基質中吸附極性化合物,Al2O3具相對溫和的去脂能力,而C18對非極性和中等極性的組分均具有吸附作用。Santín等[34]采用LC-MS/MS分析測定魚肉中16種OPEs,考察了5 g Florisil、中性Al2O3、堿性Al2O3分別與2 g C18混合制備SPE柱的凈化效果,結果表明,5 g堿性Al2O3和2 g C18回收率為48%～113%,RSD<10%,而中性Al2O3和C18、Florisil和C18,回收率分別為23%～120%和1.6%～101%。Zhang等[39]對常用的固體和液體食品分別進行MAE和UAE提取,均通過4 g Florisil、4 g中性硅膠和2 g無水硫酸鈉為填料的SPE柱凈化,選用甲醇和正己烷分別對所制備的SPE進行淋洗,上樣后用丙酮-乙酸乙酯(3∶7, v/v)洗脫,提取液經(jīng)氮吹丙酮復溶后進行GC-MS/MS檢測,分析測定6種OPEs,獲得滿意回收率。

也有報道采用SPE技術結合d-SPE或GPC凈化技術,最大程度去除脂質及其他物質的干擾。Liu等[42]選用傳統(tǒng)的索氏技術提取后,將提取液分別經(jīng)過Oasis HLB SPE柱以及Z-Sep和C18混合分散固相萃取吸附劑進行兩步凈化,采用GC-MS對魚肉中12種OPEs進行測定,檢出限為0.004～0.059 ng/g,回收率為56%～108%。Xu等[37]將多種肉類食品提取液分別通過Florisil SPE柱、C18和Z-Sep混合分散固相萃取吸附劑、丙氨基SPE柱多步凈化,有效去除脂質,降低了基質效應。采用GC-MS測定肉類樣品中OPEs,定量限為1.400～3.700 ng/g,平均RSD值為7%。Ma等[40]利用GC-MS方法測定家禽類食品中14種OPEs,通過MAE提取,將SPE和GPC凈化技術相結合,有效去除脂質并降低了共萃取物的干擾。方法檢出限為0.006～0.021 ng/g,回收率為70%～111%,重現(xiàn)性良好。

3 分離與檢測技術

選擇合適的分離和檢測方法,可以降低相互干擾和基質效應,進而提高檢測靈敏度和選擇性,實現(xiàn)食品中痕量OPEs的測定。以GC、LC為基礎的色譜分離、質譜及選擇性檢測器在食品中OPEs檢測中均有應用,如氣相色譜-電子轟擊源/化學電離源/負電子捕獲電離源-質譜(GC-EI/CI/ENCI-MS)、氣相色譜-串聯(lián)質譜、氣相色譜-高分辨質譜(GC-HRMS)、液相色譜-電噴霧電離源/大氣壓化學電離源-串聯(lián)質譜(LC-ESI/APCI-MS/MS)、超高效液相色譜-高分辨質譜(UPLC-HRMS)、氣相色譜-氮磷檢測器以及氣相色譜-火焰光度檢測器(GC-FPD)等。相關信息見表2,其中氣相色譜-質譜應用更為普遍,其方法檢出限和定量限相對于液相色譜-質譜低1～2個數(shù)量級。

3.1 氣相色譜法

由于大部分OPEs具有一定揮發(fā)性,因此GC最常用,鑒于化合物具有較寬的極性和沸點范圍,(5%苯基)-甲基聚硅氧烷(DB-5MS)作為通用型色譜柱應用最廣,柱長從15～30 m不等,常用規(guī)格為30 m×0.25 mm×0.25 μm。Rodriguez等[65]比較了相同規(guī)格(30 m×0.25 mm×0.25μm)的DB-5以及14%氰基-苯基-甲基-聚硅氧烷(SPB-1701)色譜柱對OPEs分離的影響。結果表明,SPB-1701色譜柱對互為同分異構體的TCPP和TCIPP分離效果較差,DB-5色譜柱分離TBOEP和TPHP受溫度影響大導致選擇性較差。通過優(yōu)化實驗條件,確定起始溫度在50 ℃保持1 min,以15 ℃/min升至260 ℃保持10 min,進樣量1 μL,不分流進樣,進樣口和檢測器溫度分別為270 ℃和320 ℃,使用GC-NPD對水樣中OPEs分析測定。方法檢出限為4 μg/mL,線性相關系數(shù)為0.997 0, RSD為2%～3%。

在分析基質復雜的食品時,GC-MS/MS相對于GC-MS表現(xiàn)出更好的選擇性、準確度以及更低的定量限[68]。Poma等[35]利用QuEChERS結合SPE前處理方法和GC-EI-MS/MS檢測技術,以TCEP-d12、TDCIPP-d15、TPHP-d15作為內標,測定雞蛋、魚肉、谷物、土豆等多種食品中14種OPEs,方法的定量限達到0.001～61.970 ng/g,并表現(xiàn)出較好的回收率。Liu等[33]等使用索氏提取,Oasis HLB SPE柱和Z-Sep-C18(質量比1∶1)多步凈化,以TnPP-d21、TnBP-d27、TCPP-d18、TPHP-d15為內標,GC-EI-MS/MS同時測定魚肉中12種OPEs,檢出限為0.005～0.810 ng/g。

3.2 液相色譜法

LC-MS/MS測定沸點高、不易揮發(fā)、相對分子質量大的OPEs具有較高的靈敏度,但卻常伴隨基質效應以及分離困難等不足。LC分離OPEs通常選用C18或C8為固定相色譜柱(UPLC BEH C18、Luna C8、Waters Xtera C18等),甲酸水溶液、甲醇、乙腈或其混合溶液作為梯度洗脫流動相,大多選用正離子模式、電噴霧電離(ESI+)源,并結合多反應監(jiān)測(MRM)模式進行信息采集。

Ding等[51]采用QuEChERS前處理方法,以Waters BEH C18柱(100 mm×2.1 mm, 1.7 μm)作分析柱,0.1%甲酸水溶液和乙腈溶液作流動相,UPLC-MS/MS(ESI+)方法測定了蔬菜、牛奶、谷物等食品中10種OPEs,方法檢出限為0.020～0.240 ng/g,定量限為0.050～0.420 ng/g,回收率為73%～106%; OPEs在食品中總含量為1.100～9.600 ng/g,谷物中OPEs的殘留量相對較高,其中TEHP含量最高。Tokumura等[69]比較了GC-EI-MS、GC-NCI-MS、LC-ESI-MS/MS、LC-APCI-MS/MS 4種檢測技術分析14種OPEs純品,研究發(fā)現(xiàn)LC-ESI-MS/MS和LC-APCI-MS/MS(0.810～970 pg)的定量限比GC-EI-MS和GC-NCI-MS(2.300～3 900 pg)低1～2個數(shù)量級。Chen等[55]利用LC-ESI-MS/MS測定了鯡鷗蛋中12種OPEs,優(yōu)化條件下基質效應為86%～99%,定量限為0.060～0.200 ng/g。Han等[70]分析肉類和魚類樣品,GC-MS/MS和UPLC-MS/MS分別測定8種和14種OPEs化合物。除TiBP和TnPP外,GC-MS/MS定量限更低;兩種方法測定大多OPEs的基質效應均在±20%范圍內,但UPLC-MS/MS測定鮭魚中OPEs時,基質抑制效應明顯,為40%～79%。

4 分析檢測的質量保證

OPEs標準品和內標主要來自德國Dr. Ehrenstorfer公司、日本東京化成工業(yè)、挪威Chiron AS公加拿大TRC公司、劍橋同位素實驗室、美國Sigma-Aldrich公司、加拿大C/D/N ISOTpoes公司,相對于標準品,同位素內標不夠完全。目前為止未見食品基體中OPEs標準物質,并且OPEs在檢測過程中常伴隨空白污染。因此,進行嚴格的質量控制十分必要。

Brandsma等[58]通過測定標準溶液、粉塵、魚油以及沉淀物基質OPEs,首次評估了全球實驗間有機磷阻燃劑的污染程度和測定過程中空白干擾問題。結果表明,標準溶液受污染影響較小,粉塵、魚油、沉淀物RSD值分別為7%～48%、13%～68%和15%～96%,其中TnBP、TIBP、TBOEP和TCIPP受污染較嚴重。Xu等[43]將硫酸鈉固體代替魚肉樣品作為空白,用于監(jiān)測實驗過程空白干擾。為避免空白污染,Liu等[42]將所有玻璃器皿和無水硫酸鈉在450 ℃下加熱5 h后,將玻璃儀器依次用丙酮、二氯甲烷和正己烷清洗,無水硫酸鈉儲存于干燥潔凈的玻璃容器中。此外,SPE凈化裝置的連接管和旋塞也用3種試劑依次沖洗。Zhang等[39]將所有玻璃器皿在丙酮中超聲處理10 min后用超純水沖洗,最后風干,有效降低了空白污染。Bekele等[38]在實驗過程中避免使用任何塑料和橡膠材料,并將硅藻土和所有玻璃器皿在450 ℃下加熱4 h。為防止空白污染,所有實驗室設備(玻璃、不銹鋼或聚四氟乙烯)必須嚴格把控。對玻璃器皿應仔細清洗,一般采取在100～400 ℃下加熱4～6 h后,用極性和非極性有機溶劑沖洗,并用鋁箔覆蓋直至使用[2]。

色譜-質譜技術的優(yōu)勢在于可以準確對分析物進行定性和定量,但基質效應常導致信號的增強或抑制[66]。同位素內標法和同位素稀釋質譜法可以有效降低基質效應。同位素內標成本相對較高,且空白基質難以獲取,為了避免基質效應,常通過標準添加方法作為替代方法[2]。Teo等[68]為了降低基質效應,彌補分析過程中樣品損失,采用同位素稀釋質譜法結合GC-EI-MS/MS檢測技術,分析測定水樣中5種OPEs,檢出限為0.300～24.000 ng/L,回收率為84%～115%, RSD<1%。He等[48]同時采用標準添加法和同位素內標法結合HPLC-MS/MS方法分析測定多種食品基質OPEs,結果表明內標在實際樣品中回收率為64%～91%,標準樣品回收率為60%～96%。Castro等[62]使用基質匹配標準溶液校準,采用LC-MS/MS測定了貽貝中18種OPEs,表現(xiàn)出較好的回收率和重現(xiàn)性。

5 結論展望

由于食品基體復雜,不同類型OPEs的物理化學性質差異較大,并且在提取OPEs過程中易受環(huán)境和實驗器材等污染。因此,食品中痕量分析多組分OPEs時,選擇合適的前處理方法,高選擇性、高靈敏度的分離檢測技術,以及在質量控制措施等方面都面臨挑戰(zhàn)。目前為止,國內外依然沒有食品中OPEs的相關標準檢測方法,以及相關基體標準物質。對于測定谷物、蔬菜、水果等低脂類食品中OPEs時,將UAE和QuEChERS前處理技術結合,可減少萃取溶劑和內標溶液的浪費,獲得較為滿意的回收率。而分析生物樣品等高脂類食品樣品時,通過SPE柱或GPC凈化去除脂質干擾非常必要。QuEChERS法結合多步凈化步驟,對食品中OPEs的分析具有很好的應用前景。串聯(lián)質譜、高分辨質譜在測定OPEs及其代謝物方面應用越來越廣泛,可有效提高測定靈敏度和準確性。氣相色譜-三重四極桿飛行時間質譜(GC-Q TOF-MS)技術有助于同時測定多種OPEs及未知代謝物,較高的分辨率也對結構相似的化合物達到很好的鑒定效果,降低基質干擾。此外,GC-ICP-MS測定含磷化合物具有較高的選擇性和靈敏度,圖譜相對干擾少,有望應用于食品中OPEs的分析測定。