气相色谱-质谱联用法直接分析白酒中18种邻苯二甲酸酯
2021-04-10
(江苏洋河酒厂股份有限公司,江苏宿迁 223800)
邻苯二甲酸酯(Phthalates,PAEs)是一种常见的塑化剂,在包装材料、塑料管道、塑料垫片等各类塑料制品中广泛应用,可通过呼吸道、消化道和皮肤等途径进入人体[1],是一种环境激素类内分泌干扰化合物,具有生殖毒性、发育毒性及致癌性[2]。白酒作为我国特有酒类,乙醇含量较高,是邻苯二甲酸酯类塑化剂的良好“溶剂”,在白酒生产、运输及贮存过程中接触到塑料制品均有可能引入污染,进而促使PAEs 的迁移[3]。白酒质量安全性依然是人们关注的热点。
PAEs 的检测方法主要有气相色谱法[4]、气质联用法[5-6]、液相色谱法[7-8]等,目前,国内对食品中PAEs 通用测定方法为气质联用法,即国标法[9],但国标法一方面前处理操作较繁琐,需进行称量—加水—混匀—加正己烷—超声—离心等,工作效率较低,对生产性企业适用性不够;另一方面国标法作为通用标准,试样均需用正己烷萃取,采用正己烷萃取白酒试样时,因白酒中乙醇含量较高,增大了PAEs 在水相中的溶解度,同时导致萃取剂正己烷大量溶解到水层,进而导致萃取回收率显著偏低[10-11],白酒与其他食品试样相比,基底相对干净,具备了直接进样检测的条件[7],DBP 和DEHP 为白酒中两种常见邻苯二甲酸酯[12],同时国家卫生计委仅对DEHP和DBP的健康风险做了评价,含量分别在5.0 mg/kg和1.0 mg/kg以下时,处于可接受水平[13],2种PAEs 对应氘代物(D4-DBP 和D4-DEHP)性质和在谱图上保留时间满足作为双内标条件。与外标法相比,内标法可以一定程度校准基质效应,同时可降低重复进样和实验条件稳定性对检测结果的影响。
基于以上背景,本实验以D4-DBP 和D4-DEHP 为内标,采用直接进样方式建立白酒中18 种邻苯二甲酸酯检测方法,并重点考察该方法检出限、定量限及精密度,以期建立一种操作简便、准确快速且适合酒企开展塑化剂检测的方法。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂及仪器
酒样:市售品牌白酒。
仪器设备:GCMS-QP2010SE 气相色谱质谱仪,带电子轰击源(EI),日本岛津;MS 3 basic 涡旋混匀器,德国艾卡。
试剂:16 种PAEs 标准品。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)、邻苯二甲酸二正丁酯(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(2-乙氧基)乙酯(DEEP)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPhP),甲醇体系混合液体标准品,浓度为1000 μg/mL,纯度>95%中国计量科学研究院;邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、氘代邻苯二甲酸二正丁酯(D4-DBP)、氘代邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(D4-DEHP),纯度>95%,上海安谱实验科技股份有限公司;色谱无水乙醇,德国默克公司;一级水,实验室制备。
1.2 实验方法
1.2.1 溶液配制
60 %(体积分数)乙醇溶液的配制:准确量取300 mL 无水乙醇移于500 mL 容量瓶中,用超纯水定容至刻度,摇匀备用。
邻苯二甲酸二烯丙酯标准储备液(1000 μg/mL):准确称取邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)0.100 g(精确到0.0001 g)于100 mL 容量瓶中,用无水乙醇溶解并准确配制成质量浓度为1000 μg/mL 的标准储备液。
邻苯二甲酸二异壬酯标准储备液(1000 μg/mL):准确称取邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)0.100 g(精确到0.0001 g)于100 mL 容量瓶中,用无水乙醇溶解准确配制成质量浓度为1000 μg/mL 的标准储备液。
17 种PAEs 标准中间液(10 μg/mL):分别准确移取16 种PAEs 标准品(1000 μg/mL)和邻苯二甲酸二烯丙酯标准储备液(1000 μg/mL)各1 mL 至100 mL 容量瓶中加入无水乙醇并准确定容至刻度。
2种氘代同位素内标使用溶液:准确转移10 mg D4-邻苯二甲酸二正丁酯(D4-DBP)和25 mg D4-邻苯二甲酸二(2-乙基)己酸(D4-DEHP)至100 mL容量瓶中,用无水乙醇溶解并准确定容至刻度,得到100 μg/mL D4-DBP 和250 μg/mL D4-DEHP,然后取上述溶液1 mL 至10 mL 容量瓶,用60 %乙醇并准确定容至刻度,得到10 μg/mL D4-DBP 和25 μg/mL D4-DEHP内标使用液。
18 种PAEs 标准系列工作液:准确吸取17 种PAEs标准中间溶液(10 μg/mL)和DINP(10 μg/mL),用60%乙醇逐级稀释,配制成17种浓度为0.0 μg/mL、0.02 μg/mL、0.05 μg/mL、0.10 μg/mL、0.20 μg/mL、0.50 μg/mL、1.00 μg/mL的标准系列溶液和浓度分别为0.0 μg/mL、0.5 μg/mL、1.0 μg/mL、2 μg/mL、4.0 μg/mL、8.0 μg/mL、10.0 μg/mL 的DINP 标准系列溶液,加入双内标使用液,临用时配制。
1.2.2 仪器条件
气相色谱条件:色谱柱:HP-5MS 石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 µm)。进样口温度:290 ℃。升温程序:初始柱温60 ℃,保持l min,以20 ℃/min 升温至220 ℃,保持1 min,再以5 ℃/min升温至280 ℃,保持2 min,最后以20 ℃/min升温至300 ℃,不保持。载气:氦气(纯度>99.999%),流速:l mL/min。进样方式:不分流进样。进样量:0.6µL。
质谱条件:电离方式:电子轰击电离源(EI)。电离能量:70 eV。传输线温度:280 ℃。
离子源温度:230 ℃。监测方式:选择离子扫描模式(SIM)。溶剂延迟:7 min。
1.2.3 样品处理
准确量取5 mL 样品至比色管,加入60 μL 内标使用液,混匀后,转移至进样瓶,GC/MS 分析检测。
2 结果与分析
2.1 18种邻苯二甲酸酯色谱质谱分析
在SACN 模式下,分别采集18 种PAEs 混标溶液和内标混合溶液(D4-DBP 10 mg/L 和D4-DEHP 25 mg/L)全扫谱图,对色谱图进行分析,得到18 种PAEs和2种内标的质谱图,尽量选择响应较高和质量数较大的为定量离子,选择2 个响应和质量数次之的为定性离子,同时确定各指标保留时间,结果见表1。
表1 目标化合物保留时间及特征离子
采用上述定性、定量离子,进行SIM 模式扫描,得到18种PAEs总离子流色谱图,见图1。
由图1 可知,18 种邻苯二甲酸酯化合物标准品峰形和分离度均较好。
由于DINP峰多簇,呈现“五指峰”峰型,其出峰时间较宽,包裹DNOP,国标方法均选149 m/z 为DNOP 和DINP 定量离子,本研究为避免DNOP 和DINP 定量时相互干扰,故选DINP 定量离子为293 m/z。
2.2 方法的线性范围
图1 18种PAEs标准品总离子流色谱图
依据GB 5009.271 和样品检出情况,本实验选择0.00 mg/L、0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L为17种邻苯二甲酸酯浓度线性范围,选择0.0 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0 mg/L、8.0 mg/L、10.0 mg/L 为DINP 标准浓度线性范围,每个浓度重复进3 次,采集结果取平均值,制作标准曲线,得到18 种PAEs 线性方程、相关系数、线性范围,详见表2。由表2 可知,在要求的线性范围内,18种PAEs 线性关系良好,相关系数R2均大于0.99,满足分析要求。
2.3 方法检出限和定量限
本试验采用基于响应值的标准偏差法确定本方法的检出限和定量限,方法检出限和方法定量限可分别用测定结果3δ/S 和10δ/S 进行计算,其中δ为低浓度时测量结果的标准偏差,S 为标准曲线的斜率。向空白样品中加标样,配制0.05 mg/L 浓度(17 种混标)和0.50 mg/L(DINP)加标样品进样测试11 次,计算其测量结果标准偏差,进而计算方法检出限和定量限,结果见表3。
由表3 可知,18 种标准物质的方法检出限和定量限存在一定差异性,其中17 种邻苯二甲酸酯类物质(除DINP)的检出限范围在0.01~0.05 mg/L 之间,定量限范围在0.03~0.17 mg/L之间,DINP 的方法检出限和定量限分别为0.49 mg/L 和1.63 mg/L,均优于国标对定量限的要求,即DBP 定量限为0.30 mg/mL,DINP 定量限为9.0 mg/mL,除DBP 和DINP 之外其他16 种邻苯二甲酸酯定量限均为0.50 mg/mL。
表4 18种PAEs的相对标准偏差和回收率
2.4 方法的精密度和回收率
随机取一接近空白样品,仅DMP 和DBP 有检出,检出值为0.01 mg/L,在样品中分别添加两种标准溶液的3 水平浓度,即17 种邻苯二甲酸酯标准溶液(0.06 mg/L、0.20 mg/L、1.00 mg/L)和DINP 标准溶液(0.50 mg/L、2.00 mg/L、6.00 mg/L),每个添加浓度重复测定6 次,计算RSD 值和回收率,结果见表4。
表5 质控样验证测定结果
由表4 可知,18 种邻苯二甲酸酯的RSD 在0.44%~8.84%之间,说明该分析方法的精密度较好,重现性良好;加标回收率范围在88.89 %~116.67 %之间,说明该方法检测结果准确度较好,方法准确可靠。
2.5 质控样验证
配制质控样,使得17 种邻苯二甲酸酯浓度0.50 mg/L,DINP 浓度为5.00 mg/L,采用本检测方法对配制质控样平行测定6 次,计算RSD 和相对误差,以进一步验证方法的可行性,结果见表5。
由表5 可知,质控样检测结果RSD 在0.99%~4.97%范围内,均小于10%,同时相对误差绝对值均在0.33 %~4.77 %范围内,均小于10 %,说明该方法准确性和稳定性均较好,能够满足检测分析要求。
3 结论
本研究采用气相色谱串联质谱结合双内标定量法直接分析白酒中18 种PAEs。结果表明:采用D4-DBP 和D4-DEHP 双内 标可 对18 种PAEs 的准确定量;标准曲线相关系数均在0.99 以上,说明线性良好;RSD 在0.44 %~8.84 %之间,加标回收率在88.89%~116.67%之间,说明该方法准确可靠;除DINP 以外17 种PAEs 检出限在0.01~0.05 mg/L之间,定量限在0.03~0.17 mg/L之间,DINP 的检出限和定量限分别为0.49 mg/L 和1.63 mg/L,均优于国标对定量限的要求。以上可知,采用该方法检测白酒中18种PAEs具有可行性。
本方法采用直接进样法,简化前处理流程,减少溶剂污染,提高分析效率,适于白酒中塑化剂的检测分析,对白酒生产企业就塑化剂检测提供一定参考价值。