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三重四极杆气质联用法测定白酒中的16种邻苯二甲酸酯类增塑剂

2013-05-15李春丽朱学良

食品工业科技 2013年21期
关键词:增塑剂酯类邻苯二甲酸

李春丽,朱学良

(1.赛默飞世尔科技(中国)有限公司,上海201206;2.武汉百信正源生物技术工程有限公司,湖北武汉430010)

邻苯二甲酸酯类增塑剂是一类可增加聚合物树脂的可塑性和柔软性的助剂,也是迄今为止产量和消费量最大的助剂种类,被广泛用于化妆品、儿童玩具以及食品包装材料等领域。由于邻苯二甲酸酯与高分子聚合物之间是物理结合不是共价键化学结合,故随着材料使用时间的推移,增塑剂会慢慢从材料中逸出[1]。邻苯二甲酸酯类增塑剂会在人体内蓄积不易排出,对哺乳动物生殖系统有致畸作用和抗雄性激素作用[2],有文献报道称孕妇产前暴露于500mg/(kg·d)的邻苯二甲酸酯环境浓度水平时可使男婴生殖系统出现畸形[3];而大鼠毒性实验显示邻苯二甲酸酯能通过增加体内过氧化物酶的量而产生肝毒性[4]。目前,全球已有很多国家通过立法限制使用邻苯二甲酸酯类增塑剂,包括欧盟REACH法规和美国的《消费品安全改进法》等。邻苯二甲酸酯类增塑剂被公众所关注开始于台湾的增塑剂事件。2011年5月起台湾从食品中先后检出 DEHP、DINP、DNOP、DBP、DMP、DEP等6种邻苯二甲酸酯类增塑剂成分,另外药品中也检出了DIDP。这一事件也直接导致卫生部将邻苯二甲酸酯类增塑剂列入食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单。近段时间,白酒中检测出增塑剂的风波再次引起大家的关注,白酒作为普通群众在日常中都会饮用的产品,一旦被证实添加增塑剂必然会引起广大群众的恐慌。针对增塑剂的检测国家曾颁布了国标:GB/T 21911-2008《食品中邻苯二甲酸酯的测定》,同时使用单四级杆质谱来检测蔬菜[5]、酱菜[6]、奶粉[7]、饮用水[8]中塑化剂的方法也先后被报道。目前还没有使用串联质谱来检测白酒中增塑剂的相关报道,为此笔者以国标为基础尝试建立一种新的气质联用方法成功地应用于白酒中16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的检测。该方法简单方便快捷能很好地满足白酒中增塑剂的日常检测。

表1 16种邻苯二甲酸酯的二级质谱参数Table 1 Mass spectrum parameters of the 16 phthalates at MRM scan mode

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

正己烷 美国Sigma公司,色谱纯;16种邻苯二甲酸酯类标准品 美国Sigma公司,纯度>98%;不同品牌的白酒 自购于超市。

三重四极杆气相色谱-质谱联用仪 配有电子轰击离子源(EI)及TraceFinder2.1数据处理系统,美国赛默飞世尔科技。

1.2 实验方法

1.2.1 实验条件

1.2.1.1 色谱条件 色谱柱:TG-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)毛细管色谱柱;升温程序:60℃保持1min,以20℃/min升至220℃,保持1min,再以5℃/min的速率升至280℃,保持3min;进样口:不分流进样,不分流时间:1min,衬管:惰性不分流,进样口温度为250℃;载气(He):恒流模式,载气流速:1mL/min。

1.2.1.2 质谱条件 三重四极杆质谱带电子轰击(EI)离子源;离子源温度为250℃,传输线温度:280℃,质谱扫描方式:多反应监测(MRM);碰撞气:高纯氩气(99.999%);其他质谱分析参数见表1。

1.2.2 样品前处理方法 用玻璃移液管准确移取5.0mL白酒样品称重后,置于10mL玻璃离心管中,在沸水浴中加热1h,以除去样品中的乙醇,冷却至室温后加入2.0mL正己烷,振荡提取10min后离心分离(3000r/min,3min),取一定体积上清液置GC进样瓶中,供GC-MS/MS分析。

注:整个处理过程必须在玻璃容器中进行,严禁使用塑料制品,防止处理样品过程中混入非样品中的邻苯二甲酸酯类物质。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理的选择和优化

因为白酒中含有30%~60%体积比的乙醇,而乙醇对邻苯二甲酸酯类化合物的溶解性很好,因此在使用正己烷溶剂萃取白酒中的邻苯二甲酸酯类化合物时,效果较差。采用先除去酒中乙醇后再用正己烷提取分析测定可避免乙醇带来的误差。准确量取5.0mL白酒样品,添加水平为0.10mg/L,平行3次,采用去除乙醇和不去除乙醇两种提取方法做样品加标回收实验,实验结果表明,采用去除乙醇提取法的样品添加回收实验的回收率都在85%以上,因此样品前处理采用加热除去乙醇的方法。

2.2 质谱条件的优化

在气相色谱-三重串联四极杆质谱联用检测过程中,为了保证定性和定量的准确,必须对待测物的离子对(母离子和子离子)、碰撞能量、扫描时间、驻留时间及监测反应离子的数目等一系列气质条件和参数进行优化,以期达到最佳的检测效果。为优化出最佳的质谱条件,本实验在固定色谱条件下,首先采用一级全扫描(Full Scan)方式获取待测物的母离子,之后采用子离子扫描(Product Scan)方式,通过优化碰撞能量(CID5~50ev)获得产物离子,最后采用多反应监测(MRM)模式,按保留时间分配采集时间进行扫描,在保证每一种组分都具有良好峰形的前提下达到了较高的灵敏度。

2.3 色谱分离结果

由于溶剂中可能含有邻苯二甲酸酯类物质,所以每次做样前需做溶剂空白,以便排除溶剂中的增塑剂对实验结果的干扰,摒除假阳性结果。由于16种邻苯二甲酸酯类增塑剂的性能很相似,在实验中选择了分离度比较好的弱极性色谱柱,从而保证了16种邻苯二甲酸酯在色谱上得以基线分离,从而使定性定量更加准确。16种邻苯二甲酸酯色谱分离情况如图1所示:

图1 5μg/L 16种邻苯二甲酸酯的MRM色谱图Fig.1 MRM chromatogram of 5μg/L phthalate plasticizers standards

2.4 标准曲线及最低定量限

以正己烷为溶剂,分别配制浓度为5、10、50、100、500μg/L的混标溶液,建立标准曲线,各化合物的标准曲线如表2所示,相关系数R2均大于0.991,表明这16种化合物的标准曲线线性良好。由于溶剂本底中部分邻苯二甲酸酯是存在干扰的,故需要将标准溶液扣除本底后再计算标准曲线,以使标准曲线更加准确。本次实验中16种邻苯二钾酸酯类化合物的仪器最小检测浓度为1μg/L(S/N=3),标准溶液定量下限为5μg/L(S/N=10)。根据方法的称样质量以及体积换算,方法检测限为0.4μg/kg(S/N=3),方法测定样品定量限为2μg/kg(S/N=10)。目前国标规定不含油脂类样品中各邻苯二甲酸酯化合物的检出限为0.05mg/kg,本方法中各邻苯二甲酸酯化合物的检测限为0.4μg/kg,远远低于相关法规的要求。

2.5 方法精密度和回收率的测定

称取适量的白酒样品,添加20μg/L水平浓度的标准品,平行测定6次。结果表明,平均回收率为84%~118%,相对标准偏差(RSD,n=6)为1.74%~4.95%。回收率和精密度数据结果见表2。

2.6 实际样品检测

按照1.2.2样品前处理方法,对自购的4种不同的白酒进行处理后,应用本文中建立起来的分析方法对邻苯二甲酸酯类增塑剂进行分析。测试结果统计见表3。其中结果超过定量线性范围的采用二次稀释后定量法。

根据GB9685-2008《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》的规定食品、食品添加剂中的邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)最大残留量分别为1.5mg/kg和0.3mg/kg。我们的样品测定结果表明,DIBP、DBP、DEHP在白酒中普遍存在,其中1个样品中DBP、DEHP的含量超过规定,样品4中DBP含量达2.885mg/L,即样品含量为 1.154mg/kg,超标 285%;DEHP的含量高达11.606mg/L即样品含量为4.64mg/kg,超标209%。

表2 方法的回收率,精密度和线性相关系数(n=3)Table 2 The results of the spiked average recoveries,RSDs and R2(n=3)

表3 4种白酒样品中邻苯二钾酸酯类检测结果统计Table 3 The concentrations of the determined phthalates in 4 wines samples

3 结论

目前尚没有气相色谱-三重串联四级杆质谱方法检测食品中增塑剂的报道,本研究以国标为基础建立了针对白酒中增塑剂检测的气相色谱-三重串联四极杆质谱联用方法。该法具有操作方便,选择性好,线性范围宽,灵敏度高等优点,另外气相色谱-三重串联四极杆质谱仪提供的离子对扫描可以极大地去除假阳性的干扰,从而使检测结果更加准确。该方法在20μg/L浓度添加水平下,回收率为84%~115%,相对标准偏差(RSD,n=6)为1.74%~4.95%。该方法最低定量限为1μg/L,完全可以满足白酒中邻苯二甲酸酯类物质的检测需要。

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