GC-MS/MS测定花椒中7种多氯联苯

摘 要：目的：建立气相色谱-串联质谱法（Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，GC-MS/MS）测定花椒中7种多氯联苯（Polychorinated Biphenyls，PCBs）的方法。方法：样品经正己烷-丙酮提取，QuEChRS净化包净化，采用GC-MS/MS进行分离、分析检测。结果：7种PCBs在质量浓度为0～200 ng·mL-1时具有良好的线性关系，检出限和定量限均满足实验需求。在10 ng·mL-1、50 ng·mL-1、200 ng·mL-1 3个加标水平下，平均回收率在91.55%～95.36%，相对标准偏差为1.6%～3.2%。结论：该方法前处理简单、提取及分离效果良好、回收率高，适用于花椒中7种PCBs残留量的快速监测。

关键词：多氯联苯（PCBs）；QuEChERS；气相色谱-串联质谱联用法（GC-MS/MS）；花椒

Determination of 7 Polychlorinated Biphenyls in Pepper by GC-MS/MS

WANG Xingzhi， ZHANG Jie*， YAN Jun， ZHAO Bo， ZHANG Wen

（Lanzhou Food and Drug Inspection Institute， Lanzhou 730000， China）

Abstract： Objective： To establish a gas chromatography-tandem mass spectrometry （GC-MS/MS） method for the determination of 7 polychorinated biphenyls （PCBs） in pepper. Method： The sample was extracted with n-hexane-acetone， purified by QuEChRS purification package， and separated by GC-MS/MS. Result： The 7 types of PCBs have a good linear range at a mass concentration of 0 ng·mL-1 to 200 ng·mL-1， and the detection limit and quantification limit of the method can meet the experimental requirements. At three levels of 10 ng·mL-1， 50 ng·mL-1， 200 ng·mL-1， the average recovery rates were 91.55% to 95.36%， and the relative standard deviation was 1.6% to 3.2%. Conclusion： The method has simple pretreatment， good extraction and separation effect， high recovery rate， and is suitable for rapid monitoring of 7 PCBs residues in pepper.

Keywords： polychlorinated biphenyls （PCBs）; QuEChERS; gas chromatography-tandem mass spectrometry （GC-MS）; pepper

多氯联苯（Polychorinated Biphenyls，PCBs）是一类以联苯为原料在金属催化剂作用下高温氯代生成的化合物，属于持久性有机污染物之一[1-4]。PCBs具有耐酸碱、耐热、电绝缘性等良好特性，广泛应用于生产阻燃剂、热载体等产品。然而，由于其具有生物蓄积性、高毒性、持久性等特点，能够在大气环境中被水体或土壤吸附，并通过水体或者空气远距离迁移，已引起众多专家学者的重视[5]。

甘肃省陇南花椒具有悠久的栽培历史，由于其色红油重、粒大饱满、麻味纯正，在市场上广受消费者的欢迎[6]。然而，近年来，空气、水、土壤污染事件频繁发生，植物源体内PCBs污染形势也日益严峻。PCBs在土壤中很难降解，相比于水体、大气，其在土壤中存在时间更长，可通过根部吸收在植物体内发生富集，并且可以进一步渗入地下水或地表水中，对人类的健康造成严重威胁[7-13]。气相色谱-串联质谱法（Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，GC-MS/MS）常用于有机物的痕量分析[14-18]。本研究建立了一种利用QuEChRS结合GC-MS/MS技术测定陇南花椒中7种指示性PCBs的方法，以期为花椒中PCBs污染物的快速监测提供一定的技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

花椒，甘肃省陇南市武都助农馆。

Cleanert QuEChERS净化包（PSA 100 mg、C18 100 mg、MgSO4 300 mg，15 mL）；盐包（MgSO4 4 g、NaCl 1 g），天津博纳艾杰尔公司；7种PCBs标准溶液（PCB28、PCB52、PCB101、PCB153、PCB118、PCB138和PCB180，质量浓度均为1 000 μg·mL-1），北京百灵威科技有限公司；实验用水为超纯水；甲苯、丙酮、正己烷（均为色谱纯），德国Merk公司。

1.2 仪器与设备

7000D气相色谱质谱联用仪，美国安捷伦公司；Milli-QIQ7000纯水仪，美国Millipore公司；5810R高速离心机，德国艾本德公司；BSA224S-CW万分之一电子天平，瑞士梅特勒-托利多公司；VORTEX-5涡旋混匀器，海门市其林贝尔仪器制造有限公司；SB-4200DT超声波清洗机，宁波新芝生物科技有限公司。

1.3 溶液配制

标准储备液配制：取一定量的多氯联苯标准溶液，正己烷稀释，配制成10 μg·mL-1的标准储备液，20 ℃冰箱保存。

标准曲线工作液配制：移取适量上述多氯联苯标准储备液，正己烷稀释，配制成1 μg·mL-1的标准工作液。使用空白样品基质提取液稀释标准工作液，配制成质量浓度分别为0 μg·L-1、2 μg·L-1、5 μg·L-1、10 μg·L-1、25 μg·L-1、50 μg·L-1、100 μg·L-1和200 μg·L-1的标准系列工作液，于0 ℃冰箱保存使用。

1.4 样品前处理

将购买的花椒样品去除杂质后，于恒温干燥箱干燥，取出晾至室温后粉碎过筛待用。

提取：取花椒试样约2 g（精确至0.01 g），置于50 mL离心管中，依次加入10 mL正己烷-二氯甲烷（2∶1，V/V），提取盐包（4 g硫酸镁、1 g氯化钠），立即旋涡振荡5 min，后超声提取15 min。

净化：将上述溶液以3 900 r·min-1离心5 min，上清液全部转移至QuEChERS净化管中，振荡5 min，然后静置使其分层，取上层净化液经0.22 μm有机滤膜过滤后，上机测定。

1.5 仪器条件

1.5.1 色谱条件

色谱柱：DB-23（60 m×250 μm，0.25 μm）；进样方式：不分流进样；色谱柱流量：1.0 mL·min-1；进样口温度：250 ℃；升温程序见表1。

1.5.2 质谱条件

离子化源：电喷雾电离源；监测模式：正离子监测模式；扫描方式：多反应监测模式（Multiple Reaction Monitoring，MRM）；电离能量：70 eV；接口温度：300 ℃；离子传输管温度：250 ℃；溶剂延迟时间：3.5 min。7种PCBs的保留时间、特征离子对信息及碰撞电压信息见表2。

2 结果与分析

2.1 条件优化

2.1.1 提取溶剂

现有研究中，通常使用正己烷、甲苯和丙酮等作为提取溶剂[19-22]。为了确定花椒中PCBs的最佳提取溶剂，对比了正己烷、甲苯2种弱极性试剂和正己烷-丙酮（2∶1，V/V）混合试剂对7种PCBs目标物回收率的影响，结果如图1所示。从提取效果来看，正己烷提取效果优于甲苯，当在正己烷中加入细胞穿透性能力强的丙酮试剂后，其回收率最高，且提取纯度明显增加。因此，本研究选取正己烷-丙酮作为提取试剂。

2.1.2 QuEchERs净化条件

为了减少仪器污染，同时保证仪器测定结果的准确性，可通过净化的方式降低样品本身带来的干扰和杂质。本实验对比了不同规格的净化包对7种PCBs回收率的影响，结果见图2。结果表明，PSA（100 mg）+C18（100 mg）+MgSO4（300 mg）组合的回收率整体较好，并且净化液颜色呈无色。综合考虑，采用PSA（100 mg）+C18（100 mg）+MgSO4（300 mg）进行后续实验。

2.1.3 扫描方式

MRM扫描不仅分辨率高，而且适用于持久性有机污染物的检测[23]，因此本研究采用MRM扫描模式。采用GC-MS/MS对7种多氯联苯化合物进行分析，分离效果良好，总离子流色谱图如图3所示。

2.2 方法学验证

2.2.1 线性范围、检出限和定量限

以PCBs的峰面积为纵坐标（y），以质量浓度为横坐标（x），绘制标准曲线，结果见表3。结果表明，7种PCBs的相关系数R2均大于0.999，呈现良好的线性关系。实验以3倍信噪比为检出限，以10倍信噪比为定量限，计算其检出限为0.3～0.6 μg·kg-1，定量限为1.0～1.8 μg·kg-1，可满足花椒中PCBs的分析测定要求。

2.2.2 回收率

选取已知空白花椒样品作为基质，按照

10 mg·kg-1、50 mg·kg-1、200 mg·kg-1 3个水平进行加标回收实验，每个水平重复测定6次，结果见表4。结果表明，7种PCBs的平均回收率在91.55%～95.36%，相对标准偏差（Relative Standard Deviation，RSD）为1.6%～3.2%，符合规定要求。

2.3 实际样品检测

采用本方法对市售20批陇南花椒样品中的7种PCBs进行检测，结果均未检出上述7种PCBs，表明陇南花椒中不存在PCBs污染的风险。

3 结论

本研究通过优化前处理条件、气相色谱和质谱条件，建立了一种GC-MS/MS测定花椒中7种PCBs的方法。该方法操作简便、回收率高，适用于花椒中7种PCBs残留量的快速检测。

参考文献

[1]王亚韡，蔡亚岐，江桂斌.斯德哥尔摩公约新增持久性有机污染物的一些研究进展[J].中国科学：化学，2010，40（2）：99-123.

[2]刘敏霞，杨玉义，李庆孝，等.中国近海海洋环境多氯联苯（PCBs）污染现状及影响因素[J].环境科学，2013，34（8）：3309-3315.

[3]罗孝俊，陈社军，麦碧娴，等.珠江三角洲地区水体表层沉积物中多环芳烃的来源、迁移及生态风险评价[J].生态毒理学报，2006（1）：17-24.

[4]曹启民，王华，张黎明，等.中国持久性有机污染物污染现状及治理技术进展[J].中国农学通报，2006，22（3）：361-365.

[5]胡芳，许振成.多氯联苯（PCBs）污染现状分析[J].广东化工，2012，39（1）：87-88.

[6]黄成就.中国植物志：芸香科[M].北京：科学出版社，1997.