固相萃取結(jié)合氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法測(cè)定方便面中16種多環(huán)芳烴

邢燕，王敏，劉玉棟，王勤，趙軍溪

（1.淄博市疾病預(yù)防控制中心，山東淄博255026；2.淄博市環(huán)境有機(jī)污染與人群健康監(jiān)測(cè)分析重點(diǎn)試驗(yàn)室，山東淄博255026；3.淄博市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，山東淄博255025）

多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）一般含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的芳香環(huán)，具有致畸、致癌和致突變性[1-2]。多環(huán)芳烴廣泛存在于水、空氣和土壤中，在食物中也有較高的檢出[3]，油炸食品中多環(huán)芳烴的檢出率尤其高。食品成分在高溫烹調(diào)加工時(shí)發(fā)生熱解或熱聚反應(yīng)，是多環(huán)芳烴的主要來(lái)源[4]。西班牙、意大利、希臘規(guī)定脂肪和油中苯并[a]芘的最大限值為2 μg/kg，食用油中8 種重多環(huán)芳烴的限值為5 μg/kg；歐盟對(duì)油品中苯并[a]芘的最大限值為2 μg/kg，其中4 種重質(zhì)多環(huán)芳烴的限值為10 μg/kg；我國(guó)油脂及其制品中苯并[a]芘的最大限值為10 μg/kg。

方便面是很受歡迎的速食食品，它的面塊通常通過(guò)油炸制作，該過(guò)程可能產(chǎn)生PAHs 污染。多環(huán)芳烴在食品中的濃度低，樣品的制備是在檢測(cè)多環(huán)芳烴的過(guò)程中最耗時(shí)的部分，開(kāi)發(fā)快速、可靠、靈敏和易于操作的檢測(cè)方法是目前分析人員研究的重點(diǎn)[5]。目前的研究重點(diǎn)集中于油、肉制品、熏制食品等食品中多環(huán)芳烴的檢測(cè)[6-9]。檢測(cè)多環(huán)芳烴常用的方法包括氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法和液相色譜法[6-11]。其中液相色譜-熒光法對(duì)多環(huán)芳烴的靈敏度最高，但是這種方法不能檢測(cè)無(wú)熒光的PAH，例如苊烯。苊烯需要另外配備紫外檢測(cè)器檢測(cè)。氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜作為一種高選擇性和高靈敏度的檢測(cè)方法，可以一次性檢測(cè)美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局（Environmental Protection A－gency，EPA）規(guī)定的16 種多環(huán)芳烴，該方法已經(jīng)成功運(yùn)用到多環(huán)芳烴的檢測(cè)中。

本試驗(yàn)利用固相萃取結(jié)合氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜（gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry，GC-MS/MS）測(cè)定方便面中16 種多環(huán)芳烴，優(yōu)化多環(huán)芳烴的分離條件、凈化過(guò)程。并對(duì)20 份方便面樣品中的多環(huán)芳烴進(jìn)行檢測(cè)，為大批量樣品中多環(huán)芳烴的快速測(cè)定提供了快速、準(zhǔn)確、靈敏度高的方法。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 7010 氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜、HP-5MS 石英毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：安捷倫公司；ST 16R 型高速離心機(jī)：美國(guó)Thermo Fisher公司；N-EVAPTM 112 型氮吹濃縮儀：美國(guó)Organomation 公司；KQ-250B 型超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；12 位SPE 固相萃取儀：美國(guó)Sμpelco 公司；Oasis HLB 固相萃取小柱（500 mg/6 mL）、Frolisal 固相萃取小柱（500 mg/6 mL）：沃特世科技（上海）有限公司。

甲醇、二氯甲烷為色譜純?cè)噭荷虾０财湛茖W(xué)儀器有限公司；16 種多環(huán)芳烴混合標(biāo)準(zhǔn)（1 000 μg/mL），包括萘、苊烯、苊、芴、蒽、菲、熒蒽、芘、、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、苯并芘、苯并[k]熒蒽、茚并[1，2，3-cd]芘、苯[a，h]蒽、苯并[g，h，i]苝、芴-d10標(biāo)準(zhǔn)溶液（4 000 μg/mL）、菲-d10標(biāo)準(zhǔn)溶液（5 000 μg/mL）：美國(guó) o2si 標(biāo)準(zhǔn)品公司。-d12標(biāo)準(zhǔn)溶液（4 000 μg/mL）、苝-d12標(biāo)準(zhǔn)溶液（4 000 μg/mL）：美國(guó) AccuStandard 公司。

PAHs 標(biāo)準(zhǔn)溶液及內(nèi)標(biāo)溶液，用乙腈稀釋至所需濃度，盛放于棕色容量瓶中避光冷藏保存。

1.2 方法

1.2.1 儀器條件

氣相色譜條件：汽化室溫度280 ℃；載氣（He）柱流速1.0 mL/min；隔墊吹掃流量3 mL/min，不分流進(jìn)樣；程序升溫：60 ℃保持 1 min，以 40 ℃/min 升溫至 120 ℃，以 5 ℃/min 升溫至 310 ℃。

質(zhì)譜條件：質(zhì)譜采用電子轟擊離子源（electron impact ion source，EI），離子源溫度280 ℃；四級(jí)桿溫度180 ℃；輔助加熱溫度 280 ℃；多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（multiple reaction monitoring，MRM）模式，碰撞氣為高純氮?dú)狻６喹h(huán)芳烴目標(biāo)物的保留時(shí)間、母離子、子離子及碰撞能量見(jiàn)表1。

1.2.2 樣品處理

1.2.2.1 樣品提取

取20 g 方便面樣品于100 mL 離心管中，加入40 mL 正己烷，加入內(nèi)標(biāo)液，超聲提取30 min，8 000 r/min離心3 min，將上清液轉(zhuǎn)移至另一離心管中，40 ℃下氮吹至盡干。殘余物加入5 mL 乙腈-丙酮（體積比1 ∶1）超聲提取5 min，8 000 r/min 離心5 min，取上清液。提取過(guò)程重復(fù)兩次，合并上清液，35 ℃下氮至2 mL，待凈化用。

1.2.2.2 固相萃取

樣品提取液首先經(jīng)Waters Oasis HLB 柱，凈化，依次 10 mL 二氯甲烷、10 mL 甲醇、10 mL 乙腈活化固相萃取柱；將提取液過(guò)柱，用5 mL 乙腈∶丙酮（體積比1 ∶1）和5 mL 二氯甲烷進(jìn)行洗脫，收集的洗脫液于35 ℃水浴下氮吹至0.2 mL 左右，加入正己烷定容至2.0 mL（等待后續(xù)第二次凈化用）。

樣品經(jīng)Florsil 柱第二次凈化，依次用10 mL 二氯甲烷、10 mL 正己烷對(duì)柱子進(jìn)行活化；將初次凈化樣品過(guò)柱；再分別用5 mL 正己烷∶二氯甲烷（體積比2 ∶1）洗脫兩次，洗脫液35 ℃下氮吹至近干，加入乙腈定容至1.0 mL 供GC-MS/MS 上機(jī)測(cè)定。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 分離條件優(yōu)化

多環(huán)芳烴的數(shù)量較多，其中有些組分沸點(diǎn)較高。本文選用 HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm），并對(duì)載氣流速、進(jìn)樣口溫度、色譜柱升溫程序等進(jìn)行優(yōu)化。16種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)的分離效果圖見(jiàn)圖1。

2.2 固相萃取柱的選擇

試驗(yàn)用Oasis HLB、Florisil 和C18柱對(duì)方便面提取樣品進(jìn)行凈化，凈化效果通過(guò)全掃描模式（質(zhì)和比范圍：40 m/z～600 m/z）進(jìn)行檢測(cè)，儀器其他條件與GC-MS/MS 的MRM 模式完全相同。方便面提取物中的雜質(zhì)多為酸、酯、醇和酚類物質(zhì)，F(xiàn)lorisil 柱極性較強(qiáng)，Oasis HLB 是親水親油平衡柱，C18極性較弱。經(jīng)過(guò)萃取效果比較，本文最終確定使用Oasis HLB 和Florisil 柱兩步凈化，樣品凈化前后的總離子流圖見(jiàn)圖2。

圖1 多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)品的總離子流圖Fig.1 The total ions chromatogram of 0.2 μg/mL standard solμtion of PAHs

圖2 樣品提取物與凈化后樣品的總離子流圖Fig.2 The total ion chromatograms of sample

由圖2 可知，凈化后的基線低，雜峰數(shù)量和強(qiáng)度均有大幅度的降低，可見(jiàn)兩步凈化過(guò)程可以有效的去除樣品中的雜質(zhì)。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、方法檢測(cè)限、回收率和精密度

配制標(biāo)準(zhǔn) 0.5 ng/mL、0.02、0.05、0.1、0.5、1.0 μg/mL，以苊-d12、菲-d10、屈-d12和苝-d12作為內(nèi)標(biāo)定量檢測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)系數(shù)如表2 所示。

多環(huán)芳烴各物質(zhì)在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好。定量限（limit of qμantity，LOQ）以 10 倍信噪比計(jì)算，在 0.03 μg/kg～0.54 μg/kg 之間（按樣品質(zhì)量 20 g 計(jì)算）。分別在空白樣進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)，加標(biāo)濃度為0.5、2.5 μg/kg 和 5.0 μg/kg，每個(gè)加標(biāo)水平做 6 組平行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

在不同的加標(biāo)濃度下，加標(biāo)回收率在75%～129%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）小于13.4%。

表2 多環(huán)芳烴的標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)及檢出限Table 2 Calibration eqμations，coefficient of determination and qμantification of the method in optimμm condition

表3 方法的回收率及精密度Table 3 The repeatabilities and reprodμcibilities of the method

2.4 實(shí)際樣品檢測(cè)

試驗(yàn)測(cè)定了20 份方便面樣品中的多環(huán)芳烴，所有的樣品都是油炸面餅。表4 列出了多環(huán)芳烴的濃度。

表4 方便面樣品中PHAs 的含量Table 4 The concentrations of PAHs in instant noodles μg/kg

結(jié)果表明，在大多數(shù)樣品中檢測(cè)出的多環(huán)芳烴均有檢出，萘的檢出含量最高，其次是菲；在所有方便面樣品中，16 種多環(huán)芳烴的總濃度在44.7 μg/kg～109.3 μg/kg 之間，平均濃度為 72.1 μg/kg。目前，我國(guó)GB 2762-2012《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中，僅對(duì)苯并[a]芘有限量標(biāo)準(zhǔn)，谷物及其制品中苯并[a]芘不得超過(guò)5.0 μg/kg。本試驗(yàn)測(cè)得的苯并[a]芘含量在 0.1 μg/kg～0.2 μg/kg 之間，符合 GB 2762-2012《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》限值的要求。

3 結(jié)論

本文建立了固相萃取-氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜測(cè)定方便面中16 種多環(huán)芳烴的方法。方便面樣品經(jīng)正己烷與乙腈-丙酮提取，用Oasis HLB 和Florisil柱兩步凈化，氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜檢測(cè)。在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，多環(huán)芳烴非讓定量限（以10 倍信噪比計(jì)算）在 0.03 μg/kg～0.54 μg/kg 之間。在不同的加標(biāo)濃度下，加標(biāo)回收率在75%～129%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于13.4%。該方法快速、準(zhǔn)確、靈敏度高、重現(xiàn)性好，適用于大批量樣品中多環(huán)芳烴的快速測(cè)定。