液质联用法测定食品塑料包装材料中烷基胺

李秀英，黄金凤，区硕俊，岑建斌，侯向昶，叶嘉荣，吴楚森，王强

（广州质量监督检测研究院，广东广州514100）

液质联用法测定食品塑料包装材料中烷基胺

李秀英，黄金凤，区硕俊，岑建斌，侯向昶，叶嘉荣，吴楚森，王强

（广州质量监督检测研究院，广东广州514100）

建立分散固相萃取/超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）同时测定食品塑料包装材料中6种烷基胺类物质（4，4'-亚基双环己胺、青霉胺、N，N-二甲基-1，3-丙二胺、N，N-二乙基-1，3-丙二胺、1，6-己二胺和 5-氨基-1，3，3-三甲基环己甲胺）的分析方法。塑料样品用丙酮超声提取，C18和PSA混合净化后经Eclipse Plus C18色谱柱和0.1%甲酸水溶液（体积分数）-乙腈进行梯度洗脱分离，以串联质谱的多反应监测模式检测。6种烷基胺类物质在0.50 μg/L～100μg/L 浓度范围内线性关系良好，相关系数 0.9958～0.9993；方法检出限（S/N＝3）为 0.23 μg/kg～0.56 μg/kg，平均回收率为83.6%～103%，精密度（n＝6）为2.3%～6.1%。

烷基胺；分散固相萃取净化；食品塑料包装材料；超高效相色谱-串联质谱法

在众多食品包装材料中，塑料制品及其复合膜袋具有举足轻重的地位。为了改善塑料的加工、使用性能，在其生产过程中需要向聚合物中加入一些添加剂（如固化剂、稳定剂、抗氧化剂、增塑剂等加工助剂），上述物质在一定条件下可能从聚合物材料向与之接触的食品中迁移而污染食品，危害人们的身体健康[1]。烷基胺类物质是一类亲核型固化促进剂，该类促进剂能同时对环氧树脂和酸酐起双重作用，在塑料包装材料中应用广泛[2]，但这些有机胺物质具有毒性，如乙醇胺的毒性实验结果表明大鼠经口服的半数致死量为3320 mg/kg[3]。因此，我国强制性标准 GB 9685-2008《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》[4]，以及卫生部、卫计委等多个部门相继发布的《关于公布聚己二酰丁二胺等107种可用于食品包装材料的树脂名单的公告》（卫生部公告2011年第23号）[5]和《关于公布N，N-二乙基乙醇胺等258种食品包装材料用添加剂名单的公告》（2013年第1号）[6]等食品包装材料及其添加剂的使用规范中公布了聚己二酰丁二胺等多种可用于食品包装材料的树脂名单及其使用范围、最大残留量或特定迁移量。虽然国家已发布法规规范一系列烷基胺的使用，但相关的检测技术报道较少。

目前关于食品包装材料中胺类物质的研究中主要集中于强毒性的芳香胺类物质，相关的报道以不饱和芳香胺或酰胺类物质的检测技术及其迁移行为研究居多，相关的检测技术包括气相色谱法[7-8]、高效液相色谱法[9-10]、气相色谱-质谱法[11-12]、液相色谱-串联质谱法[13-15]等；而对于塑料包装材料中烷基胺类物质，如5-氨基-1，3，3-三甲基环己甲胺、4，4’-亚基双环己胺等的检测技术则鲜有报道，仅有个别文献报道采用离子色谱法检测树脂或化装品中胺类[16-17]，而对于食品塑料包装材料中烷基胺类物质的检测技术少见报道。

本研究基于超高效液相色谱-串联质谱法建立食品塑料包装材料中4，4’-亚基双环己胺、青霉胺、N，N-二甲基-1，3-丙二胺、N，N-二乙基-1，3-丙二胺、1，6-己二胺和 5-氨基-1，3，3-三甲基环己甲胺 6种烷基胺类物质（结构式见图1）的检测技术。

图1 6种烷基胺结构式Fig.1 Structures of six alkylamines

1 材料与方法

1.1 仪器、试剂与材料

1290/6490超高压液相色谱-串联质谱联用仪、E－clipse Plus C18柱：美国Agilent公司；3K15高速冷冻离心机：美国Sigma公司；BSA224S万分之一天平：德国Sartorius公司；Milli-Q去离子水发生器：美国Millipore公司；KQ-250DV型数控超声波清洗仪：昆山市超声仪器有限公司。

4，4’-亚基双环己胺、5-氨基-1，3，3-三甲基环己甲胺、1，6-己二胺、青霉胺、N，N-二甲基 1，3-丙二胺、N，N-二乙基-1，3-丙二胺标准品：购自德国CNW公司，纯度均大于98%；乙腈、甲醇、丙酮、二氯甲烷均为色谱纯：德国Merck公司；硅藻土、硅胶均为薄层色谱用硅胶（TLC）原料：购自广州化学试剂厂；甲酸（色谱纯）、C18、N-丙基乙二胺（PSA）：德国CNW 公司。

塑料包装材料样品：聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸类（PET）三种材质的塑料瓶、塑料杯、塑料膜共10份，均购自广州本地市场。

1.2 标准溶液配制

6种烷基胺的标准储备溶液：准确称取各标准品10.0 mg，用乙腈溶解并定容于10 mL的容量瓶中，配成1 000 mg/L的单标标准储备液。置于4℃冰箱中避光密封保存。

6种烷基胺混合标准工作液：分别移取适量的6种烷基胺单标标准储备液，用乙腈稀释成质量浓度为100 mg/L的混合标准溶液。测试时，用基质液将混合溶液逐步稀释成质量浓度为 0.5、1.0、5.0、10、25、50、100 μg/L的系列标准工作溶液。

1.3 样品前处理

用剪刀将样品剪成约3 mm×3 mm大小，混合均匀。

准确称取1.0 g（精确至0.001 g）试样于10 mL具塞棕色比色管中，加入6 mL丙酮，密封，超声提取15 min，加入甲醇定容至10 mL，吸取1 mL上清液于预先装有25 mg PSA和25 mg C18分散填料的2 mL高速离心管中，涡旋1 min，15 000 r/min离心2 min，吸取上清液，过0.22 μm滤膜，待UPLC-MS/MS测定。

1.4 UPLC-MS/MS条件

1.4.1 色谱条件

Eclipse Plus C18柱（2.1 mm×100 mm，1.8 μm）；流速0.2 mL/min；柱温25℃；进样量 1 μL；流动相A：0.1%（体积分数）甲酸溶液；流动相B：乙腈；梯度洗脱：0.0～3.0 min，95%A；3.0 min～3.1 min，95%～80%A；3.1 min～5.0 min，80%A；5.0 min～5.1 min，80%～95%A；5.1 min～6.0 min，95%A。

1.4.2 质谱条件

电喷雾离子源（ESI）；正离子模式；多反应监测（MRM）模式；毛细管电压1.5 kV；离子源气温290℃；气流14 L/min，鞘气温度300℃；鞘气流量（氮气）11 L/min；毛细管电压3 000 V。6种烷基胺的定量和定性离子对、碰撞池加速电压、碰撞能量等参数见表1。

表1 6种待测物的质谱分析条件Table 1 MS parameters for the analysis of six compounds

续表1 6种待测物的质谱分析条件Continue table 1 MS parameters for the analysis of six compounds

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

6种目标分析物结构上均带有氨基，在质谱电离时易得到质子形成较高响应的 [M+H]+分子离子峰，故采用正离子模式进行检测。配制一定浓度的6种烷基胺标准溶液，通过仪器自带的自动优化软件对各目标分析物母离子进行扫描，获得4，4’-亚基双环己胺、5-氨基-1，3，3-三甲基环己甲胺、1，6-己二胺、N，N-二甲基 1，3-丙二胺、N，N-二乙基-1，3-丙二胺的[M+H]+分子离子峰，而青霉胺则形成稳定的 [M+Na]+分子离子峰，进一步进行子离子扫描，以响应较高的两个子离子作为定性定量的碎片，并对碰撞能、碰撞池加速电压等质谱参数进行优化，优化后的质谱参数见表1。

目标化合物均含有化学性质较活泼的氨基，在色谱柱选择上应选择末端封尾的色谱柱以减少氨基与未封端的活性基团的次级作用，比较了HSS T3、BEH HILIC、BEH C18和Eclipse plus C18超高效液相色谱柱对6种目标待测物的保留情况，结果表明，6种烷基胺在HSS T3、BEH HILIC、BEH C18三种色谱柱上均有较明显的拖尾现象，可能是氨基与色谱柱上未封尾的活性基团产生次级作用，而在采用双封端技术的E－clipse plus C18色谱柱上的峰形对称，基线平稳（图2），因此选择Eclipse plus C18作为后续研究的色谱柱。

图2 6种烷基胺的混合标准溶液的UPLC-MS/MS图Fig.2 UPLC-MS/MS chromatogram of mixture standard solution of six alkylamines

2.2 前处理条件的优化

烷基胺类化合物易溶于水，以及醇等有机溶剂，而丙酮和二氯甲烷对塑料具有良好的溶胀作用，因此考察了甲醇、二氯甲烷、丙酮、乙腈作为提取剂对塑料中6种烷基胺的提取效果结果见图3。丙酮和二氯甲烷的提取回收率均较好（82.9%～95.8%），可能是因为丙酮和二氯甲烷对塑料有一定的溶胀甚至溶解的作用，更有利于目标分析物的提取；而乙腈和正甲醇提取回收率不理想（50.3%～78.16%），由于二氯甲烷毒性较丙酮高，故本试验采用丙酮作为提取剂。试验发现，在丙酮提取液中加入甲醇，会产生絮状沉淀物，沉降提取液中的聚合物和一些单体，因此加入甲醇作为沉淀剂。

超声提取是一种操作简单、提取效率高的前处理方法，试验采用超声提取方式，比较了不同超声时间（5、10、15、20、30 min）对提取效率的影响。结果显示，烷基胺类化合物在超声15 min后，提取回收率已趋于平衡，所以试验选取超声时间为15 min。

图3 不同提取溶剂对6种烷基胺的提取回收率影响Fig.3 Effect of various solvents on the extraction recoveries of six alkylamines

由于丙酮对塑料有一定的溶胀作用，提取液存在较多塑料中的加工助剂，因此需对提取液进行净化。基于QuEChERS分散净化技术具有快速、简便等优点，本试验拟采用分散固相萃取技术净化提取液。考察硅胶、PSA、C18和硅藻土4种吸附剂（各25 mg）对丙酮提取液的净化效果。结果表明，硅藻土对目标分析物有强吸附性，回收率几乎为零，硅胶吸附后烷基胺类的回收率较差，仅为40.0%～56.1%；而C18和PSA均能获得良好的回收率（93%以上）。PSA有两个氨基，可与金属离子产生螯合作用，可去除有机酸，脂肪酸，金属离子和酚类等；C18可以吸附脂肪等非极性杂质。综合考虑PSA和C18两种吸附剂的吸附特性，本试验选择以C18和PSA（各25 mg）进行QuEChERS分散净化，获得良好的净化效果。

通过采用基质液和丙酮溶液配制标准溶液考察基质效应的影响，结果表明6种目标物在两种溶液中的响应值偏差在7.1%～16.4%，存在一定的基质效应，因此采用基质液配制标准溶液以消除基质效应的影响。

2.3 线性方程及检出限

以基质液配制系列浓度烷基胺的混合工作溶液并进行UPLC-MS/MS测定，以各烷基胺的定量离子对色谱峰面积y对其质量浓度x（μg/L）进行线性回归，得到 6 种烷基胺在 0.50 μg/L～50 μg/L（青霉胺 1.00 μg/L～100 μg/L）浓度范围内的线性方程（见表2）。

表2 6种烷基胺的线性范围、线性方程、相关系数、仪器检出限和方法检出限Table 2 Linear regression equations，linear ranges，R2and the method detection limit of six alkylamines

方程的线性关系良好，相关系数均大于0.99。以仪器软件的信噪比（S/N）计算仪器检出限（the instrument detection limit，ILOD），结合前处理稀释倍数（10倍），计算得到6种烷基胺类的方法检出限（method detection limit，MLOD）在 0.23 μg/kg～0.56 μg/kg 之间，表明方法比较灵敏。

2.4 回收率、精密度试验

选取阴性样品，按照本方法进行3个浓度水平的添加回收试验，每个浓度水平平行测定6次，计算回收率和日内精密度。试验结果见表3。

表3 食品塑料包装样品中6种烷基胺的加标回收率及精密度（n=6）Table 3 Recoveries and repeatabilities for six alkylamines in Food Contact Plastic Package Materials

可见，6 种烷基胺在 5.00 μg/kg～50.0 μg/kg加标水平下，平均回收率在83.6%～103%之间，相对标准偏差（RSD，n＝6）为2.3%～6.1%，表明方法具有良好的回收率和精密度。

2.5 实际样品的测定

应用本方法检测了10个食品塑料包装样品，在1个PET酸奶盒中检出含有4，4’-亚基双环己胺，含量为41.2 μg/kg；其余样品均未见检出待测化合物。图4为阳性样品的MRM色谱图。

图4 阳性样品的MRM色谱图Fig.4 MRM chromatogram of a positive sample

3 结论

建立超高效液相色谱-串联质谱同时测定食品塑料包装材料中6种烷基胺的方法。试验优化了超高效液相色谱分离条件和质谱参数，建立了食品塑料包装材料中烷基胺类化合物的提取和净化条件，优选出丙酮超声提取和C18/PSA混合净化体系。方法学评价表明该方法的回收率（83.6%～103%）和精密度（2.3%～6.1%，n＝6）良好，6种目标物的方法检出限为0.23μg/kg～0.56 μg/kg，该方法前处理简单，有利于快速监测食品接触塑料包装材料中烷基胺类物质的残留量，为塑料食品包装材料中烷基胺类物质的迁移研究提供检测依据。

[1] 秦紫明,施均.食品用塑料包装材料的安全性研究[J].上海塑料,2010(4)：14-18

[2] 康富春,唐增花,刘海明,等.耐热型改性脂环胺固化剂的合成及应用[J].热固性树脂,2016(1)：30-33

[3] 乐俊仪,袁学洪,陈林辉,等.车间空气中乙醇胺卫生标准的建议[J].劳动医学,1999(4)：242-243

[4] 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.GB 9685-2008食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准[S].北京：中国标准出版社,2009：1-193

[5] 中华人民共和国卫生部.《关于公布聚己二酰丁二胺等107种可用于食品包装材料的树脂名单的公告》(卫生部公告2011年第 23 号)[EB/OL].(2011-10-11)http：//www.sda.gov.cn/WS01/CL1612/91114.html

[6] 国家卫生和计划生育委员会.《关于公布N,N-二乙基乙醇胺等258种食品包装材料用添加剂名单的公告》(2013年第1号)[EB/OL].(2013-04-29),http：//www.nhfpc.gov.cn/sps/s7890/201403/64d65c405692488385c7d1da3d64207b.shtml

[7] 刘鹏,徐烨,郭静.分散液相微萃取-气相色谱法测定水样中六种芳香胺[J].分析科学学报,2011(4)：451-454

[8] 胡庆兰,郑平,段连生.顶空固相微萃取-气相色谱法测定水中芳香胺类化合物[J].华中师范大学学报(自然科学版),2012(4)：452-455

[9] 陈志锋,刘晓华,孙利.高效液相色谱法测定复合塑料食品包装中初级芳香胺的迁移量[J].包装工程,2010(3)：48-51

[10]王婧菲,于泓,安莹.离子液体作高效液相色谱流动相添加剂分离测定芳香胺[J].分析试验室,2012(5)：47-51

[11]李英,李成发,肖道清,等.气相色谱-质谱法同时测定塑料食品接触材料中25种芳香族伯胺的迁移量[J].色谱,2013(1)：46-52

[12]肖道清,陈少鸿,朱晓艳,等.固相萃取/气相色谱-质谱法对接触食品的塑料制品中24种芳香族伯胺迁移量的同时测定[J].分析测试学报,2009(10)：1155-1159

[13]汤志旭,牛增元,陶强,等.液相色谱串联质谱法测定纸制食品接触材料中芳香族伯胺迁移量[J].食品安全质量检测学报,2013(4)：1025-1032

[14]牛增元,罗忻,叶曦雯,等.高效液相色谱-质谱法测定电子电气产品塑料部件中偶氮染料释放的致癌芳香胺[J].色谱,2014(1)：34-39

[15]叶曦雯,彭燕,牛增元,等.超高效液相色谱-线性离子阱/静电场轨道阱高分辨质谱鉴别纺织品中禁用芳香胺及其异构体[J].色谱,2014(9)：1005-1012

[16]刘旭辉,唐树田,高峰,等.离子色谱-串联质谱用于净水树脂中14种胺类固化剂迁移量方法的建立及应用[J].现代仪器与医疗,2014(1)：64-68.

[17]钟志雄,李攻科,朱炳辉,等.离子色谱法同时测定化妆品中的铵和6种烷基胺[J].色谱,2010(7)：702-707

Determination of Alkylamines in Food Contact Plastic Package Materials by Ultra-High Performance Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry

LI Xiu-ying，HUANG Jin-feng，OU Shuo-jun，CEN Jian-bin，HOU Xiang-chang，YE Jia-rong，WU Chu-sen，WANG Qiang
（Guangzhou Quality Supervision and Testing Institute，Guangzhou 514100，Guangdong，China）

A simple and rapid method for determination of six alkylamines in food contact plastic package materials by ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry （UPLC-MS/MS）coupled with dispersive solid phase extraction（d-SPE）was established.The plastic sample was extracted with acetone under ultrasonication，and purified by a simple d-SPE employing PSA and C18 powder.Then the extract was separated on Eclipse Plus C18 UPLC column with acetonitrile and 0.1%formic acid solution （volumn ratio）as mobile phase under gradient elution mode，then detected by tandem mass spectrometry under ESI at positive and multiple reaction monitoring（MRM）mode.The result indicated that the target analytes were in the range of 0.50 μg/L-100 μg/L with correlation coefficient（r）ranging from 0.995 8 to 0.999 3，the method detection limit（LOD，S/N＝3）of the analytes were ranged from 0.23 μg/kg-0.56 μg/kg.The mean recoveries were in the range of 83.6%to 103%，with the precision ranging from 2.3%to 6.1%（n＝6）.

alkylaminescompounds；dispersive solid phase extraction；food contact plastic package materials；ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.14.028

国家质量监督检验检疫总局科技计划项目（2015QK162）

李秀英（1984—），女（汉），工程师，硕士，研究方向：食品及相关产品检测。

2016-06-13