張子豪,張海峰,麥曉霞,李全忠,李丹,劉瑩峰,蟻樂(lè)洲,鐘志光,鄭建國(guó)
(廣東出入境檢驗(yàn)檢疫局,廣州 510623)
高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定塑料食品接觸材料中20種鄰苯二甲酸酯遷移量*
張子豪,張海峰,麥曉霞,李全忠,李丹,劉瑩峰,蟻樂(lè)洲,鐘志光,鄭建國(guó)
(廣東出入境檢驗(yàn)檢疫局,廣州 510623)
采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)技術(shù)建立了食品接觸材料中20種鄰苯二甲酸酯類遷移量的測(cè)定方法。樣品分別采用歐盟(EU) No.10/2011法規(guī)中食品模擬液浸泡,橄欖油浸泡液用乙腈進(jìn)行液-液萃取,水基浸泡液直接過(guò)濾,C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,2.7 μm)分離,以0.1%甲酸溶液-甲醇溶液為流動(dòng)相,梯度洗脫,采用多反應(yīng)監(jiān)控(MRM)模式進(jìn)行分析檢測(cè)。20種鄰苯二甲酸酯類化合物質(zhì)量濃度在1~500 ng/mL范圍內(nèi)與色譜峰面積呈線性關(guān)系。水溶液、3%乙酸食品模擬浸泡液、10%乙醇食品模擬浸泡液、20%乙醇食品模擬浸泡液、50%乙醇食品模擬浸泡液、橄欖油食品模擬浸泡液中方法定量限分別為0.20~9.81 ng/mL,0.19~9.76 ng/mL,0.25~12.3 ng/mL,0.21~10.8 ng/mL,0.19~11.7 ng/mL,0.45~20.3 ng/mL。樣品加標(biāo)回收率為85.8%~111.3%(3%乙酸浸泡液),79.4%~123.6%(橄欖油浸泡液),兩種浸泡液中測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于8.48%(n=6)。該方法具有快速簡(jiǎn)便、靈敏度高及準(zhǔn)確性好等特點(diǎn),適用于塑料類食品接觸材料中鄰苯二甲酸酯類遷移量的檢測(cè)。
食品接觸材料;鄰苯二甲酸酯;遷移量;液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜
鄰苯二甲酸酯類化合物常用作增塑劑以提高塑料及其制品的柔韌性、透明度和耐用性[1],廣泛用于塑料類產(chǎn)品中。大量研究表明,鄰苯二甲酸酯是一類環(huán)境雌激素,會(huì)對(duì)人體激素產(chǎn)生影響,具有內(nèi)分泌干擾作用,并具有致突變性和致癌性[2-4]。由于鄰苯二甲酸酯與原材料并非共價(jià)結(jié)合而只是混合,很容易遷移出來(lái),因此食品接觸材料中的增塑劑很容易遷移到食品中去,從而使食品中也含有鄰苯二甲酸酯。因此建立鄰苯二甲酸酯遷移量的準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)方法非常重要。
目前關(guān)于鄰苯二甲酸酯類增塑劑的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要為氣相色譜-質(zhì)譜法[5-9],液相色譜法[10],液相色譜-質(zhì)譜法[11]。近年來(lái),隨著液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的快速發(fā)展,該技術(shù)已用于檢測(cè)食品、化妝品[12]、食品包裝[13-14]、香料[15]中多種鄰苯二甲酸酯的含量,報(bào)道的檢測(cè)對(duì)象多為食品。對(duì)于食品接觸材料中鄰苯二甲酸酯的前處理有冷凍粉碎、正己烷超聲提?。?4]等方法,對(duì)于食品接觸材料,歐盟法規(guī)(Eu) No.10/2011嚴(yán)格控制使用的7種鄰苯二甲酸酯與被我國(guó)衛(wèi)生部列為優(yōu)先控制污染物的17種鄰苯二甲酸酯遷移量測(cè)定的相關(guān)報(bào)道較少。
筆者建立了利用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)食品接觸材料中20種鄰苯二甲酸酯類遷移量的測(cè)定方法,方法靈敏度高、準(zhǔn)確可靠,可用于食品接觸材料中鄰苯二甲酸酯類化合物的遷移量分析。
1.1 主要儀器與試劑
液相色譜儀:Agilent 1200型,配有G1312B二元混合泵,美國(guó)安捷倫科技公司;
三重四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜儀:Agilent 6410型,配有電噴霧離子源(ESI)和MassHunter軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),美國(guó)安捷倫科技公司;
渦旋振蕩器:IKAMS2 Minishaker型,德國(guó)IKA公司;
超純水機(jī):Milli-Q型,美國(guó)Millipore公司;
鄰苯二甲酸二甲酯(DMP,99.0%),鄰苯二甲酸二乙酯(DEP,99.5%),鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP,98.0%),鄰苯二甲酸二丁酯(DBP,99.0%),鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP,98.0 %),鄰苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP,98.0%),鄰苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP,99.4%),鄰苯二甲酸二苯酯(DPhP,99.5 %),鄰苯二甲酸芐基丁基酯(BBP,99.5%),鄰苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP,85.0%),鄰苯二甲酸二戊酯(DPP,98.0%),鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(DCHP,99.5%),鄰苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP,99.3%),鄰苯二甲酸二己酯(DHXP,98.0%),鄰苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP,98.0%),鄰苯二甲酸二辛酯(DNOP,99.5%),鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP,99.4%),鄰苯二甲酸二壬酯(DNP,99.0 %),鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP,99.0%),鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP,99.0%):DPP,DCHP,DNP,BMPP購(gòu)自美國(guó)xstandard公司,其它均購(gòu)自德國(guó)Dr.E公司;
甲醇、乙腈:色譜純,TEDIA company Inc,USA;
實(shí)驗(yàn)所用其它試劑均為色譜純;
精制橄欖油;
實(shí)驗(yàn)用水為超純水。
1.2 工作溶液的配制
稱取各鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)品0.012 5 g,用甲醇溶解并定容至25 mL,各單獨(dú)配制成質(zhì)量濃度為500 μg/mL的鄰苯二甲酸酯儲(chǔ)備液。移取各鄰苯二甲酸酯儲(chǔ)備液2.0 mL到100 mL容量瓶,用甲醇定容,配制成質(zhì)量濃度為10 μg/mL的鄰苯二甲酸酯混合標(biāo)準(zhǔn)中間液。
水基食品模擬物標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:準(zhǔn)確移取以上鄰苯二甲酸酯混合標(biāo)準(zhǔn)中間液,分別用遷移試驗(yàn)中選用的水基食品模擬物(蒸餾水、3%乙酸溶液、10%乙醇溶液、20%乙醇溶液、50%乙醇溶液)定容,得到相應(yīng)介質(zhì)中鄰苯二甲酸酯質(zhì)量濃度分別為1,10,20,50,100,200,500 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
橄欖油基標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:量取2.0 mL橄欖油于7個(gè)試管中,向其中加入以上鄰苯二甲酸酯混合標(biāo)準(zhǔn)中間液,配制成質(zhì)量濃度分別為1,10,20,50,100,200,500 ng/mL的鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。在以上7個(gè)試管中加入2.0 mL乙腈,旋渦混合器混勻5 min后靜置分層,用注射器吸取上層乙腈溶液,經(jīng)過(guò)濾后待上機(jī)測(cè)試。
1.3 樣品處理
樣品處理按照(Eu) No.10/2011的要求,每6 dm2食品接觸材料用1 L食品模擬液進(jìn)行浸泡。
對(duì)于水基食品模擬液(3%乙酸溶液、10%乙醇溶液、20%乙醇溶液、50%乙醇溶液):直接取浸泡液,用0.22μm針式過(guò)濾器過(guò)濾后上LC-MS/MS分析。
對(duì)于橄欖油浸泡液:取2 mL橄欖油浸泡液于離心管中,加入2 mL乙腈,渦旋振蕩5 min,靜置分層后,取上層乙腈溶液用0.22 μm針式過(guò)濾器過(guò)濾后上LC-MS/MS分析。
為減少試劑,耗材等引入的背景干擾,制備空白食品模擬浸泡液(空白橄欖油模擬液為經(jīng)過(guò)萃取后的乙腈溶液),經(jīng)0.22 μm針式過(guò)濾器過(guò)濾后上LC-MS/MS分析。
1.4 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜條件
1.4.1 色譜條件
色 譜 柱:PoroShell 120 EC-C18色 譜 柱(100 mm×2.1 mm,2.7 μm,美國(guó)安捷倫科技公司);柱溫:40℃;流動(dòng)相:A為0.1%甲酸溶液,B為甲醇溶液;梯度洗脫程序:0~1 min 40% B,1~4 min 50% B,4~5 min 60% B,5~7 min 70%B,7~9 min 50%B,9~10 min 90% B,10~11 min 40% B,11~14 min 50% B,14~15 min 60% B,15~16 min 70% B,16~25 min 100% B,25~30 min 40% B;流速:0.3 mL/min;進(jìn)樣體積:2 μL。
1.4.2 質(zhì)譜條件
電噴霧離子源(ESI),多反應(yīng)監(jiān)測(cè)正離子模式;干燥氣溫度:350℃;氣體流量:10 L/min;霧化器壓力:0.34 MPa(50 psi);毛細(xì)管電壓:4 000 V;碰撞能量:1~51 eV;駐留時(shí)間:30 ms。
2.1 質(zhì)譜條件優(yōu)化
將鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)溶液在ESI正離子模式下進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜掃描,結(jié)果表明20種化合物最強(qiáng)峰均為準(zhǔn)分子離子峰[M+1]+,因此選擇[M+1]+為母離子。再分別對(duì)各準(zhǔn)分子離子峰進(jìn)行子離子掃描,得到碎片離子信息。選取最大響應(yīng)且干擾較少的碎片離子對(duì)作為定量、定性離子對(duì)。為了得到較好的靈敏度,分別對(duì)定性定量離子對(duì)、碎裂電壓、碰撞能量等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的參數(shù)見(jiàn)表1。
表1 20種鄰苯二甲酸酯定量、定性離子對(duì)、碎裂電壓和碰撞能量
2.2 色譜條件優(yōu)化
分別考察Agilent SB-C3(100 mm×3.0 mm,1.8 μm),Poroshell 120 EC-C18(100 mm×2.1 mm,2.7 μm)和EclipseXDB C-18(150 mm×4.6 mm,3.5 μm) 3種實(shí)驗(yàn)室常用色譜柱,標(biāo)準(zhǔn)樣品質(zhì)量濃度為200 ng/mL。結(jié)果表明,用SB-C3色譜柱時(shí),較長(zhǎng)支鏈的鄰苯二甲酸酯分離效果較差;用EclipseXDB C-18色譜柱時(shí)分離效果改善較好,但DMP,DMEP,DEP,DEEP,DIBP,DBP,DBP,DBEP的色譜峰分離效果不佳;用Poroshell 120 EC-C18色譜柱時(shí),分離效果最好,在25 min內(nèi)20種鄰苯二甲酸酯可很好地分離,20種鄰苯二甲酸酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的MRM色譜圖見(jiàn)圖1。
圖1 Poroshell120 EC-C18色譜柱的鄰苯二甲酸酯多反應(yīng)監(jiān)控色譜圖
分別采用甲醇-0.1%甲酸水溶液、甲醇-10 mmoL乙酸銨水溶液(內(nèi)含0.1%甲酸)、甲醇-水、乙腈-水體系作為流動(dòng)相,對(duì)質(zhì)量濃度均為500 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明,乙腈-水體系中,DMP與DMEP,DEP與DEEP分離效果不好。以上4種流動(dòng)相系統(tǒng)中,目標(biāo)物質(zhì)的響應(yīng)為乙腈-水體系最弱,甲醇-水體系次之,甲醇-0.1%甲酸溶液體系與甲醇-10 mmoL乙酸銨溶液(內(nèi)含0.1%甲酸)體系最強(qiáng)且相當(dāng)。以上結(jié)果的原因可能是待測(cè)物質(zhì)均將準(zhǔn)分子離子[M+1]1+作為母離子進(jìn)行檢測(cè),酸性流動(dòng)相給予待測(cè)物質(zhì)富含質(zhì)子的環(huán)境,增強(qiáng)了母離子的形成。最終選定酸性較強(qiáng)且配置簡(jiǎn)便的甲醇-0.1%甲酸溶液作為流動(dòng)相。
2.3 橄欖油浸泡液中鄰苯二甲酸酯萃取溶劑的選擇
分別采用甲醇-水(1∶1)、乙腈-水(1∶1)、乙腈、甲醇四種萃取溶劑對(duì)橄欖油模擬液中的20種鄰苯二甲酸酯進(jìn)行萃取試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表2。表2結(jié)果表明,用乙腈進(jìn)行萃取時(shí),上層溶劑乙腈與橄欖油分層非常清晰,回收率也最高;而甲醇與橄欖油混合后分層不明顯,其它兩種萃取溶劑的回收率都較低。原因可能是鄰苯二甲酸酯屬于脂溶性物質(zhì),對(duì)水和甲醇這樣強(qiáng)氫鍵溶劑的親和力較差。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,最終選定乙腈作為橄欖油模擬液樣品中鄰苯二甲酸酯的萃取劑。
表2 橄欖油模擬物中DEHP萃取溶液選擇試驗(yàn)結(jié)果
2.4 方法的線性關(guān)系與定量限
以3%乙酸模擬液和橄欖油模擬液配制成1.2中濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),鄰苯二甲酸酯的色譜峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,20種鄰苯二甲酸酯在1~500 ng/mL范圍線性良好,相關(guān)系數(shù)為0.995 5~0.999 4。以10倍信噪比(S/N)作為最低定量限,各物質(zhì)在6種模擬浸泡液中的定量限見(jiàn)表3。
由表3可知,各物質(zhì)在蒸餾水浸泡液中方法定量限為0.20~9.81 ng/mL;3%乙酸食品浸泡液中方法定量限為0.19~9.76 ng/mL;10%乙醇食品浸泡液中方法定量限為0.25~12.3 ng/mL;20%乙醇食品浸泡液中方法定量限為0.21~10.8 ng/mL;50%乙醇食品浸泡液中方法定量限為0.19~11.7 ng/mL;橄欖油食品浸泡液中方法定量限為0.45~20.3 ng/mL。
表3 20種鄰苯二甲酸酯在6種模擬浸泡液中的定量限
2.5 回收試驗(yàn)與精密度試驗(yàn)
分別以3%乙酸食品浸泡液和橄欖油浸泡液為例,將已知不含鄰苯二甲酸酯的塑料分別用3%乙酸與橄欖油浸泡,得到3%乙酸和橄欖油基質(zhì)空白。然后分別向其中定量添加2個(gè)不同水平的鄰苯二甲酸酯類混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,得到最終濃度分別為10 ng/mL和100 ng/mL的基質(zhì)加標(biāo)溶液。每個(gè)添加水平平行測(cè)試6次,結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知,20種鄰苯二甲酸酯在3%乙酸基質(zhì)加標(biāo)液中回收率為85.8%~111.3%,測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD≤6.24%;在橄欖油基質(zhì)加標(biāo)液中回收率為79.4%~123.6%,測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD≤8.48%,均滿足定量分析要求。
表4 3%乙酸和橄欖油基質(zhì)加標(biāo)回收試驗(yàn)與精密度試驗(yàn)結(jié)果(n=6)
續(xù)表4
2.6 實(shí)際樣品測(cè)試
分別對(duì)PE,CPP/DPP,PS,PVC等材質(zhì)的24個(gè)食品接觸材料樣品進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果在3個(gè)PVC樣品中檢出DBP和DEHP。在3%乙酸浸泡模擬液中檢出DBP含量為253~763 ng/mL、DEHP 為86.7~542 ng/mL;在橄欖油模擬液中檢出DBP為216~635 ng/mL、DEHP為73.2~468 ng/mL;其余樣品中均未檢出鄰苯二甲酸酯。某PVC樣品用3%乙酸和橄欖油浸泡后的色譜圖分別見(jiàn)圖2和圖3。
圖2 某PVC樣品的色譜圖(3%乙酸水模擬液)
圖3 某PVC樣品的色譜圖(橄欖油模擬液)
采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定食品接觸材料中20種鄰苯二甲酸酯遷移量。該法可有效地分離待測(cè)目標(biāo)物,靈敏度高,精密度和準(zhǔn)確度好,能夠滿足塑料材質(zhì)食品接觸材料中鄰苯二甲酸酯遷移量的實(shí)際檢測(cè)需要。
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Simultaneous Determination of the Migration of 20 Phthalates in Plastic Food Contact Materials by HPLC-MS-MS
Zhang Zihao, Zhang Haifeng, Mai Xiaoxia, Li Quanzhong, Li Dan, Liu Yingfeng, Yi Lezhou, Zhong Zhiguang, Zheng Jianguo
(Guangdong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Guangzhou, 510623,China)
A high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) method was developed for the determination of migration of 20 phthalates in food contact materials. Samples were soaked in different kinds of food simulants according to (EU) No.10/2011,the extractants from water-based simulants were directly filtered,while the extractant from olive oil simulant was extracted with acetonitrile. A C18column (100 mm×2.1 mm,2.7 μm) was used to separate the target ingredients,and a system of 0.1% formylic acid solution-methanol was used as the mobile phases with a procedure of gradient elution. The phthalates were analyzed by multiple reaction monitoring mode. The linear range was 1-500 ng/mL. The limits of quantification were 0.20-9.81 ng/mL in distilled water,0.19-9.76 ng/mL in 3% acetic acid,0.25-12.3 ng/mL in 10% alcohol,0.21-10.8 ng/mL in 20% alcohol,0.19-11.7 ng/mL in 50% alcohol,and 0.45-20.3 ng/mL in olive oil. The recoveries was 85.8%-111.3%(3% acetic acid) and 79.4%-123.6%(olive oil),and the relative standard deviations (RSDs) were not more than 8.48%(n=6). This method was simple,sensitive,accurate and precise,and appropriate for the determination of phthalates in food contact plastic materials.
food contact materials; phthalates; migration; HPLC-MS-MS
O657.7
:A
:1008-6145(2015)06-0006-05
10.3969/j.issn.1008-6145.2015.06.002
*國(guó)家質(zhì)檢總局科研項(xiàng)目(2015IK049,2013IK003);質(zhì)檢行業(yè)公益性科研專項(xiàng)(2012104020);廣東檢驗(yàn)檢疫局科研項(xiàng)目(2014GDK52);廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013B040402005)
聯(lián)系人:張子豪;E-mail: zhang_ziho@126.com
2015-07-31