气象色谱-质谱联用法测定食品中的多氯联苯技术研究

吉仙枝

（三门峡职业技术学院 食品园林学院，河南 三门峡472000）

气相色谱—质谱联用技术近年来被越来越广泛地用于食品研究。质谱分析技术在分析检测四大谱中一直占据重要位置，其他三个分别是：紫外、红外谱和核磁共振。四大谱中质谱分析虽然灵敏度和准确度高，能获取大量的物质内涵信息，可以测得研究物质的分子量和分子式，但其缺点也非常明显。因为单纯的质谱分析只能定性纯物质，对混合组分无法分析清楚。而气相色谱的分离能力则强的多，只要色谱条件设定得当，质谱分析技术无法分辨的混合组分就可以被气相色谱法分离为纯物质。不过气相色谱也有它的缺点，它的测定结果因为是依靠保留值定性，很大程度上具有不可靠性。综合所述，气相色谱—质谱联用技术的诞生是将气相色谱与质谱分析采用优化组合的方式偶联，达到发挥优点，弥合缺点的目的[1]。

目前，食品中PCBs的检测方法，大部分使用气相色谱或气质联用的检测方式，前处理则大多采用液－液提取和固相萃取方式进行[2-3]。这两种方式都存在一定问题，气相色谱检测存在特异性和选择性差的问题[4-6]，气质联用法的缺点主要存在前处理麻烦，检出限高的问题，两种方法针对复杂基质中痕量残留物的检测效果均不能令人满意[7-8]。所以这里要研究一种低检出限的痕量检测技术，同时要求具备较强抗干扰能力和准确定性能力。

试验采用微波辅助提取－气相色谱-质谱联用技术测定鱼类食品中的多氯联苯，具备有机溶剂使用量少、萃取时间短、样品提取率高、条件易于控制、灵敏度高，选择性和特异性好。与其他检测方法相比，检测时间短，结果可信度高，以鱼类食品中多氯联苯的测定为例建立了较好的方法。

1 材料与方法

1.1 样品与试剂

样品：带鱼，购自三门峡市某超市。

试剂：正己烷、丙酮为科密欧的分析纯。

多 氯 联 苯 标 准 品 ：PCB28、PCB52、PCB77 和PCB101四种多氯联苯单标，美国Sigma公司生产。

1.2 试验主要仪器

美国Agilent公司生产的 7890A-7000AGCQQQ型气相色谱－串联质谱仪；美国Agilent公司生产的HP5－MS型色谱柱；美国CMG公司生产微波辅助萃取系统；美国Agilent公司生产固相萃取装置。

1.3 试验方法

试验流程如图1所示。

图1 PCBs提取和测定流程

1.3.1 单因素试验

1）选择萃取条件

要获得好的微波萃取效果，需要考虑以下因素的影响：萃取溶剂的选择、溶剂用量多少，萃取时长，萃取温度。一般用回收率来度量微波萃取效果。对于萃取溶剂的选择，因为正己烷及苯类非极性溶剂吸收不能微波能量，本试验经过比较分析，最终选择使用正己烷与丙酮等体积的混合溶液10毫升作为萃取溶剂，实试证明这一选择有效弥补了正己烷无法吸收微波的缺陷，且萃取效率良好。

首先通过试验选择最佳的萃取温度。把浓度10.00μg／kg的标准物质添加到6份空白试样中，分别对应 70、80、90、100、110、120℃中一个温度条件提取20分钟。每份空白所选温度与所测平均回收率对应关系详见图2。

图2 萃取温度和平均回收率关系

图2中结果分析可知：当萃取温度高于100℃后，平均回收率在数值上表现稳定，故微波萃取温度选定100℃。

接着研究萃取时长的选择。仍选择平均回收率作为度量标准，试验测得萃取时长对平均回收率影响情况详见图3。

图3 萃取时长和平均回收率关系

由图3分析可知，萃取时长超过16分钟后，回收率在数值上表现稳定，因而选定16分钟为萃取时长。

2）选择色谱条件

本试验选EI做离子源，氦气做载气，程序调整升温后，35分钟内完成样品的测定，设定流速每分钟1毫升，完成峰与杂质的基线分离，分离度和响应值良好。标谱图4显示，色谱峰型标准清晰，达到了要求的分离度。

图4 4种PCBS混合标准样品MRM

采用 Agilent公司 HP5－MS型色谱柱 （30m×250μm×0.25μm），氦气流速控制为每分钟1毫升，进样口温度300℃，程序升温情况详见表1。

表1 程序升温情况

3）选择质谱条件

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本试验需确定2-3种特征离子作为母离子，故需要先对所有待测物质标准品进行全扫描，再对母离子进行逐个扫描，调节特征碎片离子扫描图，再结合空白基质液及标准基质液的离子扫描图，优化参数，最终确定多反应监测模式下，待测的4种PCBs信号采集对应的特征离子对和碰撞能如表2所示。

表2 4种待测PCBs的质谱分析优化参数

1.3.2 正交试验

为更合理科学的选择试验条件，这里就萃取条件的选择进行正交试验。选择萃取时间、萃取温度两种因素各三个水平对优化目标的影响进行研究，以两因素之间都是全面试验保证可比性，寻求一种最佳的组合保证提取效率。试验水平见表3，结果分析见表4。

表3 萃取条件选择试验水平

表4 萃取条件选择试验结果分析

根据表4所得数据进行极差分析可以得出如下结论：根据极差的大小顺序排出各因素对提取结果的影响顺序，依次为萃取时间＞萃取温度。因为本试验的目标是提高回收率，因此应该选取每个因素I、II、III中最大的那个水平， 即萃取时间 18min，超声萃取温度110℃。因此条件恰巧包括在已做过的9次试验中，因此综合单因素试验的结果进行分析比较，最终选择了10g样品加入10mL的V（正己烷）∶V（丙酮）＝1∶1 的混合溶液作为萃取溶剂，微波萃取温度设定为100℃，萃取时间为16min。

2 结果与讨论

2.1 PCBs灵敏度检测

按欧盟标准，将4种PCBs单标加入空白试样中，含量达到 0.50～1.00μg／kg时停止，并按 1.3.1和1.3.2进行气－质联用分析。所得定量限谱图详见图5。

图5 PCBs定量限MRM

由图5分析可知，4种PCBs的检出限S／N均大于3。以标液浓度为横坐标，定量离子对的色谱峰面积为纵坐标，求回归方程，相关结果详见表5。

表5 线性方程、检出限和定量限

将表5中数据与其他相关文献对比，结果本方法的检出限优于文献报道值，可用于定性与定量检测食品中4种PCBs残留。

2.2 回收率的测定

采用本试验所选方法测定购自市场的鱼肉样品，检出均为阴性。随后采用在样品中添加标准品的方法，分别添加 3、5、10μg／kg 标准品于空白样品中，测定回收率。样品加标谱图见图6，检测结果详见表6。分析表6数据可知，4种PCBs加标检测的回收率处于88．2%～97.8%之间，RSD处于4.36%～7.21%之间，这两项指标均显示本试验所选方法是可行的。

图6 空白样品加标MRM

表6 GC-QQQ方法的回收率和精密度（n=6）

3 结论

本试验所建立的微波辅助提取，固相萃取净化，结合气相色谱－质谱联用的方法，可有效的测定鱼类食品中4种多氯联苯。该方法有机溶剂使用量少、萃取时间短、样品提取率高、条件易于控制、检出限低，具备很好的选择性及特异识别。与常规检测方法相比，检测速度快，回收率、精密度和检出限均能满足多氯联苯的定性和定量检测，检测结果比已有相关文献报道值更加精准，以鱼类食品中多氯联苯的测定为例进行了突破。

[1]孙伟红，魏志强，冷凯良，等.气相色谱-串联质谱法测定贝类中指示性多氯联苯[J].分析科学学报，2009，25（6):647-651.

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[3]赵本燕,崔兆杰.加速溶剂萃取-气相色谱法测定土壤中的类二噁英多氯联苯[J].化工环保，2006，26（6）：518-521.

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