分散固相萃取离子色谱质谱法测定乳制品中硫氰酸盐质量浓度

杜利君，刘晓琳，李晓雨，宋洁，高媛慧

（山西出入境检验检疫局技术中心，太原030024）

分散固相萃取离子色谱质谱法测定乳制品中硫氰酸盐质量浓度

杜利君，刘晓琳，李晓雨，宋洁，高媛慧

（山西出入境检验检疫局技术中心，太原030024）

建立了离子色谱质谱法测定乳制品中硫氰酸盐含量的方法。乳制品中硫氰酸盐经水超声提取后，用3%乙酸沉淀蛋白，以分散固相萃取法进行样品净化，提取液过0.22 μm水相滤膜，离子色谱质谱联用仪检测，外标法定量。同时对样品净化方式，离子色谱-质谱连接方式，喷雾温度和锥孔电压等条件进行了优化。结果表明：硫氰酸盐在0.01～0.5 mg/L范围内线性良好，相关系数为0.996，测定限（以信噪比S/N≥3计）为0.2 mg/kg，定量限（以信噪比S/N≥10计）为0.6 mg/kg。在2.0，5.0，10.0 mg/kg三个添加水平下进行了回收率和精密度实验,加标回收率在91.0%～96.9%之间,相对标准偏差RSD(n=10)为5.78～9.81%。该方法操作简单、抗干扰能力强、灵敏度高、稳定性好、成本低廉，可用于乳制品中硫氰酸盐的日常检测。

乳制品；离子色谱质谱联用法；硫氰酸盐；分散固相萃取

Abstract:A method for the determination of thiocyanate in dairy products by ion chromatography mass spectrometry was established.Dairy products thiocyanate in water by ultrasonic extraction,protein precipitation with 3%acetic acid,with dispersive solid phase extraction for sample purification,0.22 M aqueous membrane extraction,ion chromatography mass spectrometry detection,external standard method for quantitative analysis,and purification methods on samples,ion chromatography and mass spectrometry connection condition temperature and spray cone voltage were optimized.The linear range was 0.01～0.5 mg/L,the correlation coefficient was 0.996,determination limit(3 S/N)is 0.2 mg/kg and the limit of detection（10 S/N）was 0.6 mg/kg.Recoveries were 91.0%～96.9%with RSD(n=10)of 5.78～9.81%at the three different standards levels of 2.0，5.0，10.0 mg/kg.The method is simple,sensitive,accurate,cheap,and could be applied in the determination of chlorfluazuron in food.

Key words:dairy products；Ion chromatography mass spectrometry；thiocyanate；DSPE

0 引言

硫氰酸盐主要以硫氰酸钠的形式作为添加[1],添加到乳制品中可有效抑制细菌的繁殖，延长保质期[2]。但过量摄入硫氰酸盐，可引起急性中毒，少量摄取，引起甲状腺疾病，尤其影响胎儿和幼儿的智力和神经系统的发育[3]。卫生部明确规定乳及乳制品中硫氰酸钠属于违法添加物质[4]。

目前检测硫氰酸盐的方法有离子色谱法[5-7]、表面增强拉曼光谱法[8]、分光光度法[9-10]、气相色谱法[11-12]和液相色谱法[13-15]等。现在离子色谱-质谱法广泛用于测定食品中的氯酸盐[16-17]，溴酸盐[18]，糖醇[19]等,有更高的应用前景。本文建立了分散固相萃取法净化，离子色谱-质谱联用分析测定乳制品中硫氰酸盐的方法。该法操作简单，灵敏度高，自动化，适合不同种类乳制品中硫氰酸盐的日常监测。

1 实 验

1.1 仪器与试剂

配ESI源的MSQ Plus质谱仪，Thermo ICS-5000高压离子色谱仪（配EGC淋洗液发生器、辅助泵、ASRS300 2-mm阴离子抑制器、电导检测器、AS-AP自动进样器），0.22 μm水系滤膜，涡流混合器（MS 3digital），高速离心机 HC-3518。

硫氰酸钠标准品纯度≥99.99%，乙酸为分析纯试剂，实验用水为超纯水，Cleanert C18（50 μm，60 Å）。

1.2 方法

1.2.1 溶液配制

硫氰酸根标准储备溶液：准确称取0.1396 g硫氰酸钠，用水定容至100 mL，配制质量浓度为1 g/L的标准储备溶液。取适量的标准储备液用超纯水配成硫氰酸根质量浓度为10 mg/L的混合中间液。随后用超纯水稀释成质量浓度为0，0.01，0.05，0.1，0.2，0.5 mg/L的标准工作溶液。

1.2.2 样品处理

称取2.5 g乳制品加入2 mL质量分数为3%乙酸溶液，涡流混合，然后加水约60 mL，超声提取30 min，用水定容至100 mL。溶液以转速为4 000 r/min离心5 min。取2 mL提取液加入0.2 g C18填料，涡流混合1 min，溶液过0.22 μm水相滤膜，上离子色谱质谱仪检测。

1.2.3 仪器条件

（1）离子色谱条件。离子色谱柱AS20阴离子色谱柱（2 mm×250 mm）、抑制器外接循环水模式流速0.2 mL/min，抑制电流33 mA、EGC淋洗液发生器在线自动生成KOH淋洗液，淋洗液流速为0.2 mL/min梯度淋洗，浓度为20 mmol/L的KOH，0～5 min；浓度为 20～60 mmol/L 的 KOH，5～10 min；浓 度 为 60 mmol/L的KOH，10～16 min；浓度为60～20 mmol/L的KOH，16～16.1 min；浓度为20 mmol/L的KOH，16.1～20 min。柱温30 ℃，进样量50 μL。

（2）离子色谱质谱条件。ESI负离子模式；喷雾温度400℃；喷雾电压-3 000 V；选择离子58；锥孔电压40 V；驻留时间0.4 s。

2 结果与讨论

2.1 样品中蛋白沉淀剂选择

硫氰酸盐易溶于水，故采用了水超声提取的方法。由于乳制品中蛋白含量较高，会使检测结果偏低，所以应选择合适的蛋白沉淀剂除去蛋白。本方法采用了3%乙酸进行蛋白沉淀，且其沉淀效果好于乙腈[20-21]。

2.2 样品净化方式选择

样品净化，即从复杂基体中选择性地富集痕量待测离子或选择性地去除基体。样品的净化通常占去大部分的时间，或者决定着最后分析结果的成败。一般来说，离子色谱-质谱中，通常会选择RP柱等进行样品净化，但由于RP柱成本较高，且过柱较为繁琐，耗时长，不利于大批量样品的检测。

本方法采用了分散固相萃取法，利用的是选择性保留的原理，即采用了C18填料进行净化，同时对C18的用量进行了优化。检测分析结果发现，C18作为一种非极性吸附剂，当提取液为2 mL时，只需加入0.2 g的C18填料，涡流混合1 min，便可以起到很好地净化效果，使得离子色谱-质谱检测时，干扰组分含量大大降低，提高了实验的灵敏度和稳定性，且该过程简单易行，操作快捷，成本较低。

2.3 离子色谱与质谱连接方式优化

与常规的反相分离的条件不同，离子色谱流动相为强碱(NaOH)，经过抑制器抑制后产物为纯水，与甲醇、乙腈等有机溶剂相比，水对目标物离子化效率的促进作用较弱，离子色谱质谱的通常做法为在色谱柱与质谱进样口直接接三通，添加乙腈以便促进离子化。但是操作上需要增加一台计量泵，这样会使日常监测变得复杂，同时添加乙腈虽然能促进离子化，但同时也降低了浓度，导致目标化合物的灵敏度没有太大变化，最终确定为离子色谱直接连接质谱进行检测。

2.4 色谱柱及其条件优化

由于连接质谱仪，选择的色谱柱为2 mmx250 mm的离子色谱柱，现实验室有AS11HC，AS19，AS20这三款色谱柱，通过比较其运作性能，发现3款色谱柱都可分离该化合物，且没有明显差别，最终选择了AS20进行分析硫氰酸盐。并对流动相进行了优化，采用梯度洗脱的方式。

2.5 喷雾温度和锥孔电压优化

离子源喷雾温度会影响喷雾效果，从而影响分析的灵敏度。所用MSQ质谱仪的离子源喷雾温度一般设置为349℃，为了保证目标化合物的离子化，本方法选择了喷雾温度400℃，喷雾电压-3 000 V。

锥孔电压对分析灵敏度影响比较大，本方法在10～80 V之间考察了电压对硫氰酸根峰面积的影响，结果如图1所示。由图1可以看出，硫氰酸根的峰面积随着锥孔电压的增大，呈先增大，后缓慢减小趋势，且在锥孔电压达到40 V时，峰面积达到最大。由此可知，离子色谱-质谱检测时，当锥孔电压为40V时，对硫氰酸根峰面积的影响最大，灵敏度最高，故选择锥孔电压为40 V。

图1 锥孔电压对硫氰酸根的影响

2.6 线性范围和检出限

分别配制硫氰酸质量浓度为0.01，0.05，0.1，0.2，0.5 mg/L的系列标准工作液进行离子色谱质谱分析，以硫氰酸的质量浓度（X）对峰面积Y绘制标准曲线，结果如图2所示。由图2可以看出，在质量浓度为0.01～0.5 mg/L范围内有良好的线性关系，线性方程为Y=2864.1X，相关系数为R=0.996。以信噪比S/N≥3和10确定检出限为0.2 mg/kg，定量限为0.6 mg/kg。

2.7 方法的精密度及回收率

选用硫氰酸质量分数低的样品奶粉，牛奶，进行了2.0，5.0，10.0 mg/kg质量分数水平添加回收实验，每个添加质量分数水平下做10个平行样品，外标法定量。方法的精密度及回收率数据如表1所示。样品的离子色谱-质谱图和相应检测低限质量浓度的添加回收色谱-质谱图分别如图3-图5所示。

图2 硫氰酸标准曲线

表1 在不同样品中的回收率和相对标准偏差（n=10）

图3 硫氰酸盐的选择离子质谱

图4 奶粉样品的离子色谱-质谱

图5 奶粉样品中添加2.0 mg/kg的硫氰酸离子色谱-质谱

3 结论

乳制品中的硫氰酸盐经水超声提取后，在有效沉淀蛋白后，以分散固相萃取法进行样品净化，其中对C18的用量，离子色谱-质谱连接方式，喷雾温度和锥孔电压等条件进行了优化。在此基础上建立的离子色谱-质谱联用法抗干扰能力强，且具有较高的灵敏度和良好的稳定性，为全面监测乳制品中的硫氰酸盐污染物提供了可靠实用的分析手段，可广泛应用于日常检测。

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Determination of thiocyanate in dairy products by ion chromatography mass spectrometry

DU Lijun，LIU Xiaolin，LI Xiaoyu，SONG Jie，GAO Yuanhui
(Technology Center for Inspection and Quarantine of Shanxi Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau,Taiyuan 030024,China)

TS252.7

A

1001-2230（2017）09-0054-03

2017-01-11

杜利君（1979-），男，高级工程师，从事食品安全检测工作。