高效液相色谱-质谱测定罐装饮料中9种双酚-二缩水甘油醚
2019-06-18李娟谭洪涛周鸿辜芸谢慧英
李娟,谭洪涛,周鸿,辜芸,谢慧英
(江西省疾病预防控制中心,江西省食源性疾病诊断溯源重点实验室,江西 南昌330029)
双酚A-二缩水甘油醚(BADGE)、双酚F-二缩水甘油醚(BFDGE)广泛存在于罐装食品的内涂层中,在高温杀菌和贮存过程,其单体与水或氯化物作用,生成各种衍生物(水化物、氯化物),可以导致动物生殖细胞的畸形和繁殖率的下降。欧盟规定双酚A二缩水甘油醚及其水合物的总量应<9mg/kg,双酚A二缩水甘油醚及其氯化物的总量应<1mg/kg,同时禁止BFDGE用于食品接触的涂料。
目前,双酚二缩水甘油醚类的分析方法主要是液相色谱法[1,2]、液相色谱-质谱法[3-9]、气相色谱-质谱法[10]和酶联免疫法[11],双酚二缩水甘油醚类的沸点较高,应用气相色谱法具有一定局限性。现有的出入境检验检疫行业标准中[12]的液相色谱-质谱-质谱法可以用于检测出口食品中BADGE、BFDGE及其衍生物。但样品前处理繁琐,基质干扰大,分析时间长,需45min才可以完成一次分析,因此建立罐装食品中双酚二缩水甘油醚类残留量的快速、准确、灵敏的测定方法非常必要。
本文对分析条件进行了优化,同时优化了样品的提取和净化步骤,建立了罐装食品中双酚A-二缩水甘油醚、双酚F-二缩水甘油醚及其衍生物的HPLC-MS-MS法,该方法操作简单、灵敏度高、抗干扰能力强,可同时对9种目标物进行准确定性和定量,且完全满足相关法规的限量要求。解决了行业标准中分析时间长,基质干扰大等问题。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂 Quattro Premier XE三重四极杆液质联用仪 (美国Waters公司);Milli-Q去离子水发生器 (美国Millipore公司);Oasis HLB固相萃取柱(3mL/60mg);EYELA旋转蒸发器;EYELA氮气浓缩仪(日本EYELA公司);YAMATO涡旋混合器(日本YAMATO公司)。
BADGE、BADGE ·2HCl、BADGE ·HCl、BADGE·H2O·HCl、BADGE·2H2O、BADGE·H2O、BFDGE·2H2O、BFDGE、BFDGE·2HCl 9 种标准物质(纯度≥95%,德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司);乙酸铵、甲酸(液质专用,美国FLUKA公司);甲醇、正己烷(色谱纯,美国MERCK公司);叔丁基甲醚(色谱纯,美国Fisher公司);实验用水均为Milli-Q净化的超纯水。
1.2 实验方法
1.2.1 色谱条件 Waters ACQUITY UPLC BEH C18 色谱柱(2.1mm×100mm,1.7μm),流动相(A)为含5mmol/L乙酸铵和0.1%甲酸的水溶液,流动相(B)为甲醇,梯度洗脱,洗脱程序:0~4min,60%~10%A;4~5min, 保持 10%A 5~5.1min,10%A~60%A;5.1~6min,保持 60%A。 流速:0.3ml/min,,进样量5μl
1.2.2 质谱条件 电喷雾(ESI)离子源;正离子多反应监测(MRM)扫描;电喷雾电离,喷雾电压3.2kv,锥孔电压:20V,源温度120℃,脱溶剂温度500℃,脱溶剂流量:650L/Hr,锥孔气流量:50L/Hr,其它监测条件见表1。
表1 9种目标化合物质谱分析条件
1.2.3 标准溶液的配制 标准储备液:分别称取BADGE、BADGE ·2HCl、BADGE ·HCl、BADGE ·H2O·HCl、BADGE·2H2O、BADGE·H2O、BFDGE·2H2O、BFDGE、BFDGE·2HCl 9 种标准标准品,以甲醇定容,配成100.0mg/L的标准储备溶液,-18℃冷冻避光保存。
标准使用液:各取一定体积上述标准储备液,用甲醇配成一系列混合标准使用液,质量浓度分别为 5、10、15、20、30、50、60μg/L,4℃避光保存。
1.2.4 样品前处理 称取样品2.0g于50ml离心管内,加入15ml叔丁基甲醚,超声振荡提取15min,离心,转移叔丁基甲醚层至浓缩瓶中,于45℃下减压浓缩至干,加入5ml甲醇-水-甲酸溶液(90+10+0.1,体积比)溶解后,加入7ml水混匀,待净化。
净化:依次用5ml甲醇和5ml水活化HLB固相萃取柱,加入待净化液,依次用5ml水和5ml甲醇-水-甲酸溶液(60+40+0.1,体积比)淋洗去杂。待淋洗液全部流出后,减压抽干3min。用5ml甲醇洗脱,收集洗脱液。将洗脱液在45℃下用氮气吹干,再以甲醇-水-甲酸溶液(60+40+0.1,体积比)溶解残渣,过0.22μm微孔滤膜,进行测定。
2 结果与讨论
2.1 液相色谱条件的优化 比较了不同流动相(甲醇、乙腈)对9种目标物分离和离子化程度的影响,结果发现甲醇比乙腈信号强且稳定。在流动相中加入0.1%甲酸溶液有助于待测物母离子峰的形成,同时流动相中加入醋酸铵有助于消除钠盐的干扰,因此,本实验选择甲醇~0.005mol/L醋酸铵溶液(含0.1%甲酸)作为流动相,9种目标物的色谱图见图1。
图1双酚-二缩水甘油醚各化合物的离子色谱图
2.2 质谱条件的优化 BADGE和BFDGE分子结构中含有醚键,其衍生物分子结构中除了醚键还含有醇羟基,在正离子多监测模式下进行全扫描以选定适当的母离子和子离子,并对各目标化合物的喷雾电压、碰撞电压、锥孔电压、脱溶剂温度等条件进行了优化,以提高目标物的离子化效率,使其离子化效率达到最佳,见表1。
2.3 方法学验证
2.3.1 线性范围及检出限 采用HPLC-MS-MS对9种双酚类化合物的混合标准溶液进行分析。以化合物的峰面积对相应的质量浓度绘制工作曲线。结果表明:9种双酚类化合物在质量浓度为5.0~60.0μg/L时线性良好,相关系数R2均大于0.995,满足定量分析的要求,分别以目标峰的3倍信噪比和10倍信噪比确定各化合物的检出限和定量限,见表2。
表2 线性方程、相关系数、检出限和定量限
2.4 方法回收率 选择不含双酚类的样品进行加标回收实验,在3个水平下进行添加回收,每个水平测定3次。平均回收率为78.2%~105.1%,相对标准偏差RSD为4.6%~9.0%,见表3。
表3 回收率和精密度
2.4 样品分析 采用本文方法对市场上购买的26种罐装饮料中的双酚类化合物进行分析。结果显示,17份样品中检出BADGE·2H2O、8份样品中检出 BADGE·H2O·HCl,其最大检出值分别高达761μg/kg、110μg/kg, 均未超过欧盟对罐装食品中双酚类化合物总量的规定,但高摄入人群仍然存在一定地健康危害,需引起重视。其中BFDGE及其衍生物均未检出,这与文献[13]结果一致,说明目前BFDGE类暂未见在罐装性食品的内涂层中使用。
结论
本文建立的罐装食品中双酚A-二缩水甘油醚、双酚F-二缩水甘油醚及其衍生物的UPLCMS-MS法,具有准确度高、灵敏度高、前处理简单等特点,与现有的方法相比较,大大缩短了分析时间,提高了分析效率,适合罐装食品中9种双酚类化合物残留量的检测。