QuEChERS气相色谱质谱法测定花生油中17种邻苯二甲酸酯类物质
2020-10-15李玉秀李文君
高 霞,陈 辉,李玉秀,李文君,谭 敏
(1. 湖南新程检测有限公司,湖南 株洲 412000;2. 工业和信息化部电子第五研究所,广东 广州 510000)
邻苯二甲酸酯,又称酞酸酯,缩写PAEs,作为一种塑料改良剂,邻苯二甲酸酯广泛应用于玩具、食品包装材料、医用血袋和胶管、乙烯地板和壁纸、清洁剂、润滑油、个人护理用品等产品中。研究表明,邻苯二甲酸酯在人体和动物体内发挥着类似雌性激素的作用,可干扰内分泌,若长期食用可能引起生殖系统异常、甚至造成畸胎、癌症的危险[1]。目前我国塑料瓶/桶装花生油广泛被人们食用,邻苯二甲酸酯类塑化剂极易浸出和挥发到花生油中,并通过存储期间与包装的接触及塑料包装的老化,使花生油中的塑化剂不断积累[3-8],因此,检测花生油中PAEs具有重要意义。
目前PAEs检测方法主要有气相色谱法[1-3]、液相色谱法[1,4]、气相色谱-质谱法[1,5-9]、气相色谱-串联质谱法[1,10]和液相色谱-串联质谱法[1,11]等。气相色谱和液相色谱仪器灵敏度较低,方法检出限高;气相色谱-质谱仪灵敏度高,方法检出限低、选择性好、定量准确;气相色谱-串联质谱和液相色谱串联质谱仪器设备价格昂贵,仪器普及率低。前处理方法主要有凝胶色谱(GPC)[1,5]、固相萃取(SPE)[1,3,6-7]、QuEChERS[8-9]等。GPC仪器设备价格昂贵,所用的溶剂纯度要求高,用量大,成本高,不适合日常批量样品检测;固相萃取操作过程复杂,检测成本高;QuEChERS方法与GPC和SPE方法相比,具有快速(quick)、简单(easy)、廉价(cheap)、有效(effective)、可靠(rugged)、安全(safe)等特点。
本研究以正己烷饱和乙腈提取、改进QuEChERS方法分离净化,通过气相色谱-质谱联用仪检测花生油中17种邻苯二甲酸酯类物质。与常规方法相比,本方法提高了检测效率,经验证,邻苯二甲酸酯类物质检出限低至0.01 mg/kg,定量限低至 0.03 mg/kg,精密度低至 1.10%。本方法操作简单快捷、灵敏度高、准确性好,可用以快速测定花生油中17种邻苯二甲酸酯类化合物。
1 材料与方法
1.1 仪器设备
TSQ7000气相色谱-质谱联用仪、TG-5MS色谱柱(30 m×0. 25 mm×0.25 µm):美国 Thermo fisher公司;VORTEX-6涡旋混合器:其林贝尔公司;H2050R冷冻离心机:长沙湘仪公司;FG-24固相萃取仪、CM-24圆形水浴氮吹仪:广州丹安公司。
1.2 材料试剂
乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、十八烷基硅烷键合硅胶(C18):美国Supelco公司;
16种邻苯二甲酸酯混标(1 000 mg/L,溶剂为正己烷,包括:邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、邻苯二甲酸二-4-甲基-2-戊基酯(BMPP)、邻苯二甲酸二乙氧基乙基酯(DEEP)、邻苯二甲酸二正戊酯(DPP)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二丁氧基乙基酯(DBEP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPhP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)):上海安谱公司;
邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP,98.3 %):德国Dr.E公司;
乙腈(色谱纯)、正己烷(色谱纯):美国TEDIA公司;花生油样品(塑料瓶装):市售。
1.3 气相色谱-质谱条件
色谱条件:进样口温度300 ℃;不分流进样,进样体积:1 µL;载气(高纯氦气)流速1 mL/min;程序升温:初始温度 60 ℃(保持 1 min),以20 ℃/min升至 220 ℃(保持 1 min),再以5 ℃/min升至 250 ℃(保持 1 min),再以20 ℃/min升至280 ℃(保持10 min)。
质谱条件:传输线温度300 ℃;离子源温度320 ℃;电离方式EI;电离能量70 eV;监测方式,SIM模式;溶剂延迟6.5 min。
1.4 17种邻苯二甲酸酯保留时间和特征离子
表1为采用1.3条件SIM模式下17种邻苯二甲酸酯保留时间和特征离子。
1.5 标准溶液的配制
1.5.1 邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)标准贮备液
称取适量DAP,以正己烷为溶剂配制浓度为1 000 mg/L的标准贮备液。
1.5.2 17种邻苯二甲酸酯标准中间液
分别移取适量 16种邻苯二甲酸酯混标和DAP标准储备液,以正己烷配制成浓度为10 mg/L的17种邻苯二甲酸酯标准中间液。
1.6 样品前处理
准确称取0.5 g混匀后的花生油样品于10 mL玻璃具塞离心管中,加入5 mL正己烷饱和乙腈,涡旋5 min,5 000 r/min离心5 min,转移上清液于预先加入25 mg PSA和25 mg C18的离心管中,涡旋5 min,10 000 r/min离心5 min,取上清液于40 ℃水浴中氮气吹干,加入2.0 mL正己烷,涡旋溶解,经0.22 µm微孔滤膜过滤,待气相色谱-质谱联用仪分析。
表1 17种邻苯二甲酸酯保留时间和特征离子
1.7 加标回收实验
向花生油样品中准确加入 17种邻苯二甲酸酯标准中间液(1.5.2)适量,制备3个水平的添加样品,每个水平重复6次。添加水平分别为0.5、1.0、5.0 mg/kg。按照1.6的方法处理样品,按照1.3的方法分析,外标法定量,扣除样品本底,计算加标回收率和相对标准偏差。
2 结果与分析
2.1 标准品、加标实验用样品及样品加标总离子流图
标准品、加标实验用样品及样品加标总离子流图分别见图1~3。
图1 17种邻苯二甲酸酯标准品总离子流色谱图
图2 加标试验用样品总离子流色谱图
图3 样品加标总离子流色谱图
2.2 QuEChERS净化条件的优化
QuEChERS常用吸附剂PSA可有效去除脂肪酸、有机酸、极性色素以及糖类等干扰物,同时它也是很有用的螯合剂,C18可除去非极性的干扰物如脂类、花青素、蜡质等,本研究使用PSA和C18两种吸附剂净化油脂样品,考察两种吸附剂用量对净化效果的影响。
2.2.1 PSA用量的优化
考察C18用量为25 mg,PSA用量对净化效果的影响,分别往5 mL预先加入1.0 mg/kg的17种邻苯二甲酸酯的油脂提取液中,添加 5、10、25、50和100 mg PSA,结果(表2)表明,PSA用量在25 mg以上时,各邻苯二甲酸酯类加标回收率在 80%~110%之间的比例最高,均为 94%以上,考虑成本和净化效果,确定 PSA用量为25 mg。
2.2.2 C18用量的优化
考察PSA用量为25 mg,C18用量对净化效果的影响,分别往 5 mL预先加入 1.0 mg/kg的17种邻苯二甲酸酯的油脂提取液中,添加 2.5、5、10、25和 50 mg C18,结果(表 3)表明,C18用量在25 mg以上时,各邻苯二甲酸酯类加标回收率在 80%~110%之间的比例最高,均为94%以上,考虑成本和净化效果,确定C18用量为25 mg。
表2 不同PSA用量对17种邻苯二甲酸酯加标回收率影响的统计结果(n=3) %
表3 不同C18用量对17种邻苯二甲酸酯加标回收率影响的统计结果(n=3) %
2.3 方法的线性范围、检出限和定量限
分别移取 17种邻苯二甲酸酯标准中间液(1.5.2)适量,以正己烷配制成浓度为0.0、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、1.50、3.00 mg/L的标准系列工作液,建立17种邻苯二甲酸酯标准曲线,同时按3倍信噪比(S/N)和10倍信噪比(S/N)计算方法的检出限和定量限,各邻苯二甲酸酯的线性回归方程、相关系数、检出限和定量限见表4。
2.4 加标回收率和精密度
分别往花生油样品中添加 3个浓度水平(0.5、1.0、5.0 mg/kg)的17种邻苯二甲酸酯混合标准工作液,每个添加浓度重复测定6次,计算添加回收率和测定结果的相对标准偏差。17种邻苯二甲酸酯加标回收率和精密度分别在76.8%~108.4%和1.10%~5.18%,结果见表5。
表4 17种邻苯二甲酸酯回归方程、相关系数、检出限和定量限
表5 17种邻苯二甲酸酯加标回收率和精密度 %
续表5
2.5 市售花生油样品测试
采用建立的方法对某市售花生油样品进行测试,市售花生油样品总离子流图见图 4,检测结果见表6。
图4 市售花生油样品总离子流色谱图
表6 市售花生油样品检测结果 mg/kg
3 结论
花生油中邻苯二甲酸酯类化合物可以以正己烷饱和乙腈提取,改进的QuEChERS方法净化,气相色谱-质谱联用仪检测。
此方法检测花生油中 DMP、DEP、DIBP、DBP、DMEP、BMPP、DEEP、DPP、DHXP、BBP、DBEP、DCHP、DEHP、DPhP、DNOP、DNP 和DAP17种邻苯二甲酸酯类化合物混合标准溶液在0.02~3.0 mg/L浓度范围内各化合物相关系数(r)在0.999以上,检出限(LOD)在0.01 ~0.02 mg/kg之间,定量限(LQD)在0.03 ~0.05 mg/kg之间。
DMP、DEP、DIBP、DBP、DMEP、BMPP、DEEP、DPP、DHXP、BBP、DBEP、DCHP、DEHP、DPhP、DNOP、DNP和 DAP17种邻苯二甲酸酯类化合物在花生油样品中添加水平为0.5、1.0和5.0 mg/kg时,平均加标回收率和精密度分别在76.8%~108.4%和1.10%~5.18%范围内,方法回收率好、重现性稳定。
本方法可快速、准确测定花生油中17种邻苯二甲酸酯类化合物。