TurboFlow在线净化-液相色谱-串联质谱法测定茶叶中的高氯酸盐残留量

2022-04-13楼成杰陈玲玲金建昌叶明立黄超群

分析科学学报 2022年1期

韩超，吴娟，楼成杰，陈玲玲，金建昌，叶明立，黄超群*

(1.浙江树人大学生物与环境工程学院，浙江杭州 310015；2.杭州海关技术中心，浙江杭州 310016)

茶叶是我国重要的农产品之一，也是我国出口的传统产品。然而近期我国出口欧盟的茶叶被曝检出高氯酸盐，唤起了公众对于茶叶中高氯酸盐的关注[1,2]。高氯酸盐干扰甲状腺素的合成与分泌，扰乱人体正常的新陈代谢，危害人体健康[3,4]。目前，欧盟设定茶叶中的高氯酸盐最高限量值为0.75 mg/kg[5]，而我国还没有相关限量要求。

目前，对于高氯酸盐的测定主要采用离子色谱法[6 - 7]、离子色谱-串联质谱法[8，9]、液相色谱-串联质谱法[10,11]等。现有食品中高氯酸盐测定需采用分散固相萃取净化或固相萃取等技术，以提高灵敏度或降低基质效应，方法检测成本较高，操作复杂。而基于色谱原理的TurboFlow在线净化技术结合了扩散、化学和体积排阻的原理，在捕获目标分析物的同时，快速消除基质干扰，实现净化处理和仪器分析的全自动化[12]。近几年，该技术在食品中农兽药残留量及非法添加剂的检测方面得到了广泛的应用[13,14]。本文采用TurboFlow在线自动净化技术，结合液相色谱-串联质谱法测定茶叶中的高氯酸盐的残留量，方法简单、快速、准确、灵敏，可用于茶叶的质量控制。

1 实验部分

1.1 主要仪器、试剂与材料

TurboFlow Transcend Ⅱ在线净化-TSQ Quantum Ultra液相色谱-串联质谱仪(美国，Thermo Fisher公司)；AE260电子天平(瑞士，Mettler公司)；超纯水净化系统(英国，ELGA公司)；净化柱(C18，50 mm×1.0 mm，美国Thermo Fisher公司)；分析柱(Anion交换柱，50 mm×4.6 mm×10 μm，美国Waters公司)。

高氯酸盐标准物质(1 000 μg/mL)购自美国Inorganic Ventures公司。NH4Ac、乙腈均为色谱纯(西班牙Scharlau公司)；微孔滤膜(0.22 μm，水相)。

样品为普通市售茶叶，于密封常温条件下保存。

1.2 样品的制备

准确称取茶叶样品2 g(精确至0.01 g)于50 mL聚乙烯具塞离心管中，加入约20 mL超纯水，浸泡5 min，3 000 r/min涡旋1 min后，4 000 r/min离心3 min，取上清液置于50 mL容量瓶中。残渣再加入大约20 mL超纯水，重复上述操作一次，合并上清液，定容至50 mL。吸取1～2 mL上述溶液，过0.22 μm水相滤膜后，TurboFlow在线净化-液相色谱-串联质谱仪检测。

1.3 在线净化与色谱分离条件

TurboFlow在线净化过程由上样泵(Loading pump)驱动净化流动相于在线净化柱上完成。色谱分离由洗脱泵(Eluting pump)驱动分析流动相在分析柱上完成。整个程序通过两个六通阀实现流路的切换。净化流动相为水和乙腈，分析流动相为20 mmol/L NH4Ac溶液和乙腈，其在线净化及色谱分离洗脱程序见表1。在线净化、分离程序中每步变化均采用瞬变模式。进样量10 μL；整个运行时间10 min。

表1 在线净化与色谱分离梯度洗脱程序

1.4 质谱条件

质谱为电喷雾离子源，负离子模式(ESI-)扫描；检测方式：多反应监测(MRM)；喷雾电压：3 000 V；离子源温度：300 ℃；雾化气和气帘气均为高纯氮气，碰撞气为氩气；碰撞气压力：0.2 Pa；鞘气压力：50 unit；辅助气压力：20 unit；MRM离子对及其碰撞能量参数见表2。

表2 多反应监测离子对及其碰撞能量参数

2 结果与讨论

2.1 质谱参数的优化

采用ESI-模式，用针泵以5 μL/min流速向质谱仪注入1.0 mg/L高氯酸盐标准溶液进行Q1扫描，确定高氯酸盐的最佳质谱条件，得到高氯酸盐的母离子m/z99.1和m/z101.1。在不同碰撞能量下，对目标物的母离子分别进行二级质谱扫描，并优化母离子电压和碰撞能量，得到每个母离子的碎片离子。子离子全扫描二级质谱图分别见图1和图2。优化后的质谱参数见表2。

图1 高氯酸盐二级质谱图(m/z99.1→m/z83.1)

图2 高氯酸盐二级质谱图(m/z101.1→m/z85.0)

2.2 在线净化条件的优化

图3 高氯酸根在C18净化柱洗脱时间(0.20 mL/min，1 ng)

2.3 净化效果的比较

实验中对直接进样、分散固相萃取净化、固相萃取净化及TurboFlow在线净化效果进行比较。分散固相萃取采用C18填料，固相萃取采用C18柱(200 mg，3 mL)。当采用MRM模式时，高氯酸盐的定量、定性离子对均无明显杂质峰，无法对几种净化方式效果进行比较。因此，通过比较基质效应来考察各种净化方式的净化效果。基质效应评估采用Matuszewski等[23]建立的方法，比较基质加标溶液和溶剂配制标准溶液的响应值。结果表明，采用固相萃取及在线净化方式，基质效应影响较小，如表3所示。TurboFlow在线净化方式避免了复杂的前处理过程，更为简便。