在线凝胶渗透色谱-气相色谱-串联质谱法测定食用植物油中11种有机磷阻燃剂

2022-02-20倪海平刘祥萍李登昆

中国粮油学报 2022年12期

倪海平，刘祥萍，李登昆，张云

(南京医科大学附属南京市疾病预防控制中心，南京 210003)

有机磷阻燃剂(Organophosphorus flame retardants，OPFRs)是一类添加在塑料制品中，用以调节产品性能并阻止其燃烧的一类化学添加剂，磷酸分子上的氢被不同取代基(烷烃、氯代烷烃、芳香烃)取代形成[1, 2]。随着世界范围内对溴代阻燃剂的禁用，OPFRs被作为替代品广泛应用于建筑、纺织、化工、电子以及家装材料等行业，生产和使用量逐年上升[3, 4]。毒理学研究显示OPFRs普遍具有神经毒性和致癌性，对人体和环境生物有生理毒害作用[5]。部分有机磷阻燃剂性质十分稳定，具有生物累积性，能够侵害大脑组织进而永久性地损伤人的行为、记忆和学习能力，且具有致癌性，因此各国纷纷立法限制OPFRs的使用[6, 7]。

OPFRs广泛存在于不同基质中(如灰尘、空气、水、沉积物、土壤和生物体)[8]，而有关食用植物油中OPFRs的报道很少。目前OPFRs的测定方法主要有固相萃取-气相色谱火焰光度(SPE-GC-FPD)[9]、微波辅助萃取-气相色谱-串联质谱(MAE-GC-MS/MS)[10]、冻脂沉淀固相萃取气相色谱-质谱法[1]、高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)[11]等。食用植物油由于含有大量脂类，给分析带来巨大困难，本实验应用在线凝胶渗透色谱-气相色谱-串联质谱法大体积进样，凝胶渗透色谱的分离作用，去除大分子量的油脂、色素、生物碱等，净化样品基质，改善色谱目标峰形、降低仪器噪声，有效解决油脂干扰[12]。该方法样品处理简单，快速，方法灵敏度高，准确度高，为食用油中的有机物污染物检测提供了一个的有效方法。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

TQ-8040 GPC-GCMS/MS在线凝胶渗透色谱-气相色谱-三重四级杆质谱联用仪，QL-861型涡旋仪，XS-204型电子天平。

磷酸三丙酯(TnPP)、磷酸三异丁酯(TiBP)、磷酸三正丁酯(TBP)、磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(2-氯异丙基)酯(TCPP)、磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCPP)、磷酸三(2-乙基己基)酯(TEHP)、磷酸三苯酯(TPhP)、磷酸三邻甲苯酯(ToCP)、磷酸三间甲苯酯(TmCP)、磷酸三对甲苯酯(TpCP)，纯度≥99%。乐果(100 μg/mL)，腐霉利(1 000 μg/mL)，丙酮、环己烷(色谱纯)。

标准储备溶液:称取0.050 0 g 11种有机磷阻燃剂，用甲醇溶解，并转移至10 mL 容量瓶中，所得标准储备溶液的质量浓度均为5 mg/mL。用甲醇稀释至 50 mg/L，然后用丙酮/环己烷(体积比3/7)溶液配制含有11种有机磷阻燃剂、乐果和腐霉利的1 mg/L混合标准溶液。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 GPC条件

色谱柱：ShodexCLNpak EV-200(2.1 mm×150 mm)，流动相为丙酮/环己烷(体积比3/7)，流速：0.1 mL/min，等度洗脱，柱温：40 ℃，进样量：10 μL。

1.2.2 GC条件

色谱柱：惰性石英管，5 m×0.53 mm，预柱(Rtx-5 MS，5 m×0.25 mm×0.25 μm)，分析柱(Rtx-5 MS，25 m×0.25 mm×0.25 μm)；流量控制压力模式；柱流量1.75 mL/min；仪器各部件程序条件参见表1。

表1 仪器各部件程序条件参见

1.2.3 质谱条件

电子轰击源(EI)；离子源温度230 ℃；接口温度280 ℃；溶剂延迟8.1 min；扫描模式:MRM。各目标物定量定性离子对以及碰撞能量见表2。

表2 质谱参数

1.3 实验方法

1.3.1 工作曲线制备

用空白样品溶液配制1、5、10、20、30、40、50 μg/L的标准溶液系列，混匀待测。

1.3.2 样品处理

称取0.50 g 食用油样品于10 mL比色管中，用GPC流动相溶解定容至5 mL，涡旋混匀，取溶液用 GPC-GCMS/MS分析。

1.3.3 基质效应评估方法

基质效应值(ME)=基质配制的目标物峰面积÷流动相配制的目标物峰面积。基质效应值大于1为基质增强效应，数值越大基质效应越强，基质效应值小于 1 为基质抑制效应, 数值越小基质效应越强[13]。

2 结果与分析

2.1 样品前处理方法选择

为了选择去除样品中油脂方法，实验中分别测定100 μg/L标准溶液、100 μg/L过EMR净化小柱和100 μg/L标准溶液经净化试剂(50 mg N-丙基乙二胺和50 mg石墨化炭黑)的响应值，EMR净化小柱能除去部分油脂，但部分目标物加标回收率很低。净化试剂净化效果不明显，且亲脂性目标物回收率低，具体结果参见图1。EMR净化小柱对脂溶性目标物的回收率高，对亲水性目标物回收率低，净化试剂则刚好相反，综合考虑各目标物回收率和方法检出限，本实验前处理选用丙酮/环己烷(体积比3/7)稀释，GPC净化样品。

图1 前处理方法

2.2 PTV进样口条件优化

PTV进样口进样体积10 μL, 以达到提高方法灵敏度的目的，但由此带来的色谱柱柱效降低、非目标物进入质谱等负面效应就需要通过优化进样口条件来消除，实验中通过优化柱温箱温度程序、进样口温度程序、进样口压力程序、进样口隔垫吹扫流量程序和溶剂排空程序来消除大体积进样对色谱柱和目标物的影响，具体参数见1.2.2。在本实验条件下，所得50 μg/L基质标准溶液TIC图见图2，各目标物分离度良好，但此实验条件不适用于极性较强的磷酸三甲酯(TMP)和磷酸三乙酯(TEP)检测，也不适用于磷酸三(丁氧基乙基)酯(TBOEP)检测，在本实验条件下TBOEP响应低。

图2 50 μg/L基质标准溶液TIC图

2.3 基质效应考察

实验中考察用流动相配制的20 μg/L标准溶液与用基质空白样品配制的20 μg/L标准溶液响应值，ME在3～19之间，均大于1，即基质对各目标物均有增强效应，因而本实验选用空白基质配制标准系列。

2.4 干扰实验

选用GB 2763—2016《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》对食用植物油有限量值的乐果和腐霉利考察实验干扰性，结果表明在1～50 μg/L范围内，乐果和腐霉利对目标物无干扰存在，表明此方法可以进一步增加目标物，扩充方法通量，以提高检测效率以及方法的应用范围。

2.5 方法的检出限和定量限

在1～50 μg/L范围内，各目标物线性关系良好，r>0.997。以1 μg/L基质标准溶液的3倍信噪比(S/N)、10倍信噪比计算方法的检出限(3S/N)和定量限(10S/N)，按0.50 g取样量计算，方法检出限(3S/N)为1.0～3.0 μg/kg，方法定量限(10S/N)为3.0～9.0 μg/kg。具体结果见表3。

表3 11种有机磷阻燃剂和2种农药的线性方程、检出限及定量限

2.6 方法的准确度和精密度

空白样品中加入3种浓度水平的标准，每一浓度水平测试6个平行样，11种目标物回收率在65.6%～129.0%之间，相对标准偏差RSD为0.2%～13.9%之间，具体结果见表4。

表4 方法准确度和精密度结果(n=6)

2.7 样品检测结果

应用本方法对市售6份食用植物油样品进行分析测试，在其中2份样品中检出TCEP(15.8、9.5μg/kg)，1份样品中检出TPhP(2.8 μg/kg)，其余目标物均小于方法检出限。食用植物油中OPFRs限量值鲜见报道，而蔬菜、地表水以及鱼体等[14]样品中均有TCEP和TPhP检出，张晓华等[15]报道尿液中OPFRs代谢产物磷酸二(2-氯乙基)酯(BCEP)的检出率及检出浓度最高。