气相色谱-串联质谱法快速测定植物油中17种邻苯二甲酸酯含量
作者: 谢聪霞
摘 要:本文采用气相色谱-三重四极杆串联质谱结合多反应监测模式,建立了一种快速测定植物油中17种邻苯二甲酸酯的检测方法。试验采用含饱和正己烷的乙腈超声提取、低温冷冻离心方式对前处理条件进行优化。结果表明,17种邻苯二甲酸酯在20~1 000 μg·L-1线性关系良好,相关系数均大于0.995,方法检出限为1.37~36.8 μg·kg-1。加标回收率为85.9%~108.4%,精密度为0.79%~8.30%。该方法前处理简单快速,回收率和精密度较高,可用于植物油中17种邻苯二甲酸酯含量的快速测定。
关键词:气相色谱-串联质谱法;邻苯二甲酸酯;快速检测
Abstract: This article uses gas chromatography triple quadrupole tandem mass spectrometry with multi reaction monitoring mode to establish a rapid detection method for 17 phthalates in vegetable oil. The experiment used acetonitrile with saturated n-hexane for ultrasonic extraction and low-temperature freeze centrifugation to optimize the pretreatment conditions. The results showed that there was a good linear relationship between 17 phthalates in the range of 20~1 000 μg·L-1, with correlation coefficients greater than 0.995. The detection limit of the method was 1.37~36.8 μg·kg-1. The recovery rate of spiked samples is 85.9% to 108.4%, and the precision is 0.79% to 8.30%. This method has simple and fast pretreatment, high recovery rate and precision, and can be used for rapid determination of 17 phthalates in vegetable oils.
Keywords: gas chromatography-tandem mass spectrometry; phthalates; rapid detection
邻苯二甲酸酯是一类常见的脂溶性增塑剂,因其成本较低,常被用于提升材料的延展性和可加工性[1]。植物油中的邻苯二甲酸酯污染主要源自原料污染、加工过程的引入、包装材料的增塑剂迁移以及非法添加行为[2]。目前,检测植物油中邻苯二甲酸酯的方法主要包括色谱技术(如液相色谱法、液相色谱-质谱联用法、气相色谱法和气相色谱-质谱法)、光谱分析、免疫分析和电化学检测等[3]。《食品安全国家标准 食品中邻苯二甲酸酯的测定》(GB 5009.271—2016)中的气相色谱-质谱法(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)因其高灵敏度和准确性而被广泛采用。该方法的样品前处理通常涉及使用有机溶剂进行超声提取,然后通过固相萃取进行净化。但固相萃取柱不仅成本较高,而且操作过程较为烦琐,容易在过程中引入新的污染。因此,本试验旨在建立一种简便、高效,且能准确测定食用油中常见的17种邻苯二甲酸酯的检测方法,该方法采用的气相色谱-三重四极杆串联质谱技术相较于传统的气相色谱-质谱技术,具有更高的灵敏度和更强的抗干扰能力,可以有效减少样品基质干扰,从而提高检测的准确性和
可靠性。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
日常检测中收集的阴性空白样本(山茶油);植物油样本44份,市售。
17种邻苯二甲酸酯混合标准储备液(1 000 μg·mL-1),包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、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)、邻苯二甲酸二苯酯(DPHP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)和邻苯二甲酸二壬酯(DNP),天津阿尔塔;正己烷、乙腈,均为色谱纯,上海安谱。
1.2 仪器与设备
TQ-8050NX气相色谱-串联质谱联用仪,岛津;BSA124S万分位电子分析天平,赛多利斯;WADS-1018超声提取仪,鑫万德盛;IKA VORTEX 3涡旋振荡仪,IKA;H1850R冷冻离心机,湘仪。
1.3 试验方法
1.3.1 标准溶液的配制
取100 μL17种邻苯二甲酸酯的混合标准溶液(1 000 μg·mL-1)于10 mL容量瓶,用正己烷定容,配制溶液的浓度为10 μg·mL-1。再用正己烷逐级稀释成浓度分别为20 μg·L-1、50 μg·L-1、100 μg·L-1、200 μg·L-1、500 μg·L-1和1 000 μg·L-1的标准系列工作液。
1.3.2 试样前处理
准确称取2.5 g食用植物油样品于15 mL玻璃离心管中,加入10 mL含饱和正己烷的乙腈,涡旋1 min,超声提取20 min后,置于-20 ℃冰箱中冷冻20 min,于-5 ℃冷冻离心机中,以2 000 r·min-1离心5 min。离心后的上清液转移至进样瓶中,上机检测。
1.3.3 色谱条件
SH-I-5Sil MS毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)。柱温程序:初始柱温60 ℃,保持1 min,以20 ℃·min-1升至220 ℃,保持1 min,再以5 ℃·min-1升至250 ℃,保持1 min,再以20 ℃·min-1升至290 ℃,保持6 min;载气:高纯氮;流速:1.0 mL·min-1;进样口温度:260 ℃;不分流进样模式;进样量:1 μL。
1.3.4 质谱条件
电子轰击电离源;电离能量:70 eV;离子源温度:230 ℃;传输线温度:280 ℃;溶剂延迟:6 min;监测方式:多反应监测模式。17种邻苯二甲酸酯多反应监测模式扫描离子参数见表1。
2 结果与分析
2.1 前处理条件的优化
植物油经过乙腈超声提取处理后,通常会有一部分油脂溶解于乙腈中,这可能会干扰后续的色谱分析。本实验以乙腈溶液、添加饱和正己烷的乙腈溶液作为提取溶剂,以提取后常温离心(常温下以2 000 r·min-1的转速离心5 min)和低温冷冻离心(-20 ℃冰箱中冷冻20 min,于-5 ℃冷冻离心机中,以2 000 r·min-1的转速离心5 min)为离心方式,考察不同提取溶剂和离心方式对17种邻苯二甲酸酯回收率的影响。由表2可知,以添加饱和正己烷的乙腈溶液作为提取溶剂,结合低温冷冻离心方式回收效果较好。原因可能是在乙腈中加入饱和正己烷可以有效促进油脂的溶解。而采用低温冷冻离心的方法可以进一步加速油脂与溶剂的分离过程,使乙腈层变得澄清透明,从而减少了复杂基质对结果的干扰[4]。
2.2 方法学验证
2.2.1 方法线性方程和检出限
取1.3.1配制的混合标准工作液进行测定,以峰面积为纵坐标,质量浓度为横坐标绘制标准曲线,以3倍信噪比确定检出限。由表3可知,17种邻苯二甲酸酯在20~1 000 μg·L-1线性关系良好,相关系数均大于0.995;17种邻苯二甲酸酯的检出限为1.37~36.8 μg·kg-1,能够满足邻苯二甲酸酯的检测要求。
2.2.2 方法回收率和精密度
向阴性空白样品中分别添加0.3 mg·kg-1(低水平)、0.6 mg·kg-1(中水平)和1.5 mg·kg-1(高水平)3个浓度的17种邻苯二甲酸酯混合标准溶液,进行6次平行实验,按照1.3.2对样品进行前处理,再上机检测,计算加标回收率和相对标准偏差,并进行对比分析。由表4可知,在3个浓度添加水平下,样品的平均回收率在85.9%~108.4%,相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD)在0.79%~8.30%,结果表明本方法的精密度和回收率符合《实验室质量控制规范 食品理化检测》(GB/T 27404—2008)要求[5]。
2.3 实际样品测定
运用本实验建立的方法对市售44个不同品种植物油样品中的17种邻苯二甲酸酯进行检测分析。结果显示,DBP和DEHP检出率较高,分别为68.18%和79.55%,DMP检出率为2.27%,其余均未检出。表明本方法适用于植物油中17种邻苯二甲酸酯的检测分析,且食品监管机构需加强对植物油的安全风险防控。
3 结论
本试验利用气相色谱-三重四极杆串联质谱结合多反应监测模式,建立了一种高效、快速测定植物油中17种邻苯二甲酸酯的检测方法。对前处理流程进行简化,即采用含饱和正己烷的乙腈超声提取,并结合低温冷冻离心。方法学验证结果表明,17种邻苯二甲酸酯在20~1 000 μg·L-1范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995,方法检出限为1.37~
36.8 μg·kg-1,加标回收率为85.9%~108.4%,相对标准偏差为0.79%~8.30%。表明本方法精密度和准确度较高,适用于植物油中17种邻苯二甲酸酯的检测分析,为提高检测效率,降低时间和试验材料成本提供依据,为食品质量安全检测提供技术支撑。
参考文献
[1]赵立群,石金娥,张宁,等.2018年吉林省部分地区市售食用植物油产品中塑化剂含量的检测结果分析[J].食品安全质量检测学报,2019,10(6):1465-1469.
[2]曾琴,张晶晶,李聪,等.植物油中邻苯二甲酸酯来源和检测研究进展[J/OL].中国油脂,1-13[2024-06-20].https://doi.org/10.19902/j.cnki.zgyz.1003-7969.230212.
[3]向成艳,唐晓倩,张奇,等.食品中邻苯二甲酸酯类塑化剂检测技术研究进展[J].中国油料作物学报,2023,45(5):1073-1081.
[4]潘晓玉,赵逸涵,王宗义,等.冷冻脱脂HPLC测定食用植物油中4种多环芳烃[J].北京农学院学报,2022,37(2):113-116.
[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.实验室质量控制规范 食品理化检测:GB/T 27404—2008[S].北京:中国标准出版社,2008.