QuEChERS-氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定不同食品基質(zhì)中五氯酚及其鈉鹽殘留量

林長(zhǎng)欽 蘇哪鋒 李家宏

摘要 [目的]采用QuEChERS前處理-氣相色譜質(zhì)譜（GC-MS）技術(shù)，建立不同食品基質(zhì)中痕量五氯酚及其鈉鹽的快速檢測(cè)方法。[方法]樣品中加入超純水渦旋均勻，加入1%（V/V）乙酸乙腈溶液與QuEChERS的鹽包渦旋均勻，離心取上清液后，常溫氮吹近干，經(jīng)0.3 mol/L的碳酸鉀混勻，乙酸酐衍生，正己烷渦旋萃取，DB-5MS 色譜柱分離，GC-MS測(cè)定，外標(biāo)法定量。[結(jié)果]五氯酚被衍生劑衍生成五氯苯乙酸酯，五氯酚濃度為1～50 ng/mL時(shí)，線性關(guān)系良好（R2=0.999 92），檢出限為0.1 μg/kg。在3種加標(biāo)濃度下，空白基質(zhì)五氯酚的加標(biāo)回收率控制在90%～100%。[結(jié)論]該方法的靈敏度高、選擇性好，定性、定量準(zhǔn)確，適用于不同食品基質(zhì)中五氯酚及其鈉鹽殘留的檢測(cè)要求。

關(guān)鍵詞 五氯酚;鈉鹽;殘留量;食品基質(zhì);QuEChERS;GC-MS

Abstract [Objective]To establish a rapid detection method for trace amounts of pentachlorophenol and its sodium salt in different food matrices by using QuECHERS pretreatment-gas chromatography mass spectrometry （GC-MS） technology.[Method]Add ultrapure water to the sample and vortex uniformly， add 1% （V/V） acetic acid acetonitrile solution and QuECHERS salt packet to vortex uniformly. After centrifugation to take the supernatant， blow dry with nitrogen at room temperature.After mixing with 0.3 mol/L potassium carbonate， derivatize with acetic anhydride， vortex extraction with n-hexane， separate on DB-5MS column， determine by GC-MS， and quantify by external standard method.[Result]Pentachlorophenol was derivatized into pentachlorophenyl acetate by the derivatizing agent. When the concentration of pentachlorophenol was 1-50 ng/mL， the linear relationship was good （R2=0.999 92）. The detection limit was 0.1 μg/kg. At the three spiked concentrations， the spiked recovery rate of the blank matrix pentachlorophenol was controlled within 90% to 100%. [Conclusion]The method has high sensitivity， good selectivity， qualitative and quantitative accuracy， and it is suitable for the detection requirements of pentachlorophenol and its sodium salt residues in different food matrices.

Key words Pentachlorophenol;Sodium salt;Residual content;Food matrix;QuEChERS;GC-MS

五氯酚鈉（PCP-Na）曾作為觸殺型滅生性除草劑、木材及紡織品防霉劑和生物殺傷劑，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，然而其具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，使其可長(zhǎng)時(shí)間存在于環(huán)境介質(zhì)中并逐漸通過(guò)食物鏈向動(dòng)植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移富集，其具有較強(qiáng)的“三致”（致畸、致癌、致突變）作用，以及抑制生物代謝過(guò)程中氧化磷酸化過(guò)程，而導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)的損傷。因此，其早于1991年被美國(guó)列為31種最危險(xiǎn)物質(zhì)之一[1]，并限制其使用，歐盟、新西蘭、東南亞等國(guó)家及地區(qū)均將其列入禁用范圍。我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2019年更新發(fā)布的《食品動(dòng)物中禁止使用的獸藥及其化合物清單》（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第250號(hào)）規(guī)定所有食品動(dòng)物禁止使用五氯酚鈉，在動(dòng)物源食品中不得檢出。為進(jìn)一步規(guī)范食品安全監(jiān)督抽檢工作，《國(guó)家食品安全監(jiān)督抽檢實(shí)施細(xì)則（2020 年版）》明確規(guī)定了畜禽肉及其副產(chǎn)品檢測(cè)五氯酚鈉項(xiàng)目。

目前五氯酚及其鈉鹽的分析方法有氣相色譜法（GC）[2-7]、氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）[8-11]、液相色譜法（ LC）[12-13]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（ LC-MS/MS）[14-16]和超高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜法（UPLC-HRMS）[17]、氣相色譜-離子阱質(zhì)譜（MSn）[18]，前處理方法有液液萃取法（LLE）[3-5，8]、固相萃取法（SPE）[12，19]、超聲波萃取法、微波萃取法、加速溶劑萃取法、旋渦離心提取法，這些方法都有各自的優(yōu)劣性，缺點(diǎn)包括前處理試劑消耗量大、操作煩瑣、萃取效率低、結(jié)果回收率低等。

我國(guó)原農(nóng)業(yè)部于2014年1月1日發(fā)布實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 29708—2013 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)物性食品中五氯酚鈉殘留量的測(cè)定 氣相色譜-質(zhì)譜法》作為強(qiáng)制檢驗(yàn)方法，其主要采用旋渦離心提取法，但實(shí)際應(yīng)用中同樣存在萃取效率低、結(jié)果回收率低，以及所采用的試劑對(duì)呼吸道有明顯刺激作用，化學(xué)毒性較大、對(duì)人員的安全有一定的影響。

筆者采用QuEChERS法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）分析技術(shù)，建立不同基質(zhì)食品中五氯酚及其鈉鹽殘留量的快速檢測(cè)方法，為不同基質(zhì)食品中五氯酚及其鈉鹽殘留量的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 儀器

7890A-5975C氣相色譜質(zhì)譜儀（美國(guó)，安捷倫公司）;超聲波清洗機(jī)（深圳市潔盟清洗設(shè)備有限公司）;3-18K高速冷凍離心機(jī)（德國(guó)Sigma公司）;手持式均質(zhì)儀（上海汗諾儀器公司）;Milli-Q 超純水器（德國(guó)默克Millipore 公司）;Autovap S60自動(dòng)氮吹濃縮儀（美國(guó)ATR公司）。

1.2 試材

五氯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.997 mg/mL，溶于甲醇）購(gòu)自中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院。無(wú)水硫酸鎂（MgSO4）、乙酸酐（阿拉?。?、碳酸鉀（阿拉?。┚鶠榉治黾?甲醇、乙腈、正己烷均為色譜純（德國(guó)默克公司）;甲酸、乙酸均為色譜純（德國(guó)默克公司）。試驗(yàn)用水均為經(jīng)Milli-Q 超純水器純化的超純水。豬肉、豬肝、雞肉、魚(yú)肉、牛奶、雞蛋樣品購(gòu)自當(dāng)?shù)爻泻娃r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確移取適量五氯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液，用乙腈稀釋并配制標(biāo)準(zhǔn)工作液;用乙腈-水（1∶1，V/V）配制 0.5、1.0、2.0、3.0、5.0 μg/L 系列標(biāo)準(zhǔn)工作液，現(xiàn)用現(xiàn)配。移取 0.50 mL 空白樣品提取液 6 份，分別置于 2 mL 離心管中，加入 200 μg/L 五氯酚鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 0、5、10、50、100、250 μL，再加入 500、495、490、450、400、250 μL水，混勻過(guò)濾，配制 0、1.0、2.0、10.0、20.0、50.0 μg/L基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.4 樣品前處理

稱取5.00 g均勻樣品，加入10 mL的超純水，渦旋均勻，加入10 mL的1%（V/V）乙酸乙腈溶液與QuEChERS的萃取鹽包（ 4 g硫酸鎂、1 g 氯化鈉、1 g檸檬酸鈉、 0.5 g檸檬酸氫二鈉），渦旋均勻，離心取上清液于15 mL離心管，45 ℃氮吹近干。

在上述離心管加入5.0 mL 0.3 mol/L的K2CO3，混勻后加入0.50 mL乙酸酐渦旋均勻（樣品油脂含量過(guò)高時(shí)可加入5 mL正己烷渦旋均勻后離心，去除上層有機(jī)相再加入乙酸酐衍生處理），再加入0.5 mL的正己烷溶液，渦旋衍生，離心取上清液，上GC-MS測(cè)試。

1.5 色譜和質(zhì)譜條件

DB-5MS 色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）;進(jìn)樣口溫度220 ℃;程序性升溫：初始溫度140 ℃保持2 min，以30 ℃/min 升至 200 ℃，保持6 min，50 ℃/min 升至 280 ℃保持5 min，后運(yùn)行5 min。載氣：氦氣，純度 >99.999%;流速1.0 mL/min;進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣體積2 μL。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜條件

五氯酚是一種氯代酚類物質(zhì)，為酸性化合物，遇酸析出五氯酚結(jié)晶，常溫下不易揮發(fā)。光照下迅速分解，脫出氯化氫，性質(zhì)相對(duì)不穩(wěn)定，弱堿性介質(zhì)下加入乙酸酐衍生為五氯苯乙酸酯[（2，3，4，5，6-pentachlorophenyl）acetate]，穩(wěn)定性好，且在DB-5MS柱上可以獲得較好的基質(zhì)分離。作為五氯酚衍生物的五氯苯乙酸酯主要特征離子為308、237、165、130，結(jié)合保留時(shí)間可進(jìn)行準(zhǔn)確的定性定量。

質(zhì)譜離子化方式：EI電離源，正離子模式;離子源溫度230 ℃;四級(jí)桿溫度150 ℃;傳輸線溫度250 ℃;溶劑延遲時(shí)間7 min;質(zhì)譜采集數(shù)據(jù)采用全掃描與選擇離子掃描模式，掃描范圍為43～350;電子倍增管電壓1 829.518 mV。五氯酚衍生物含量為1 μg/L時(shí)，質(zhì)譜如圖1;信噪比檢測(cè)如圖2，由儀器信噪比檢測(cè)結(jié)果可知RMS S/N為12.6>3，符合GB/T 35655—2017《化學(xué)分析方法驗(yàn)證確認(rèn)和內(nèi)部質(zhì)量控制實(shí)施指南 色譜分析》信噪比法要求，故該點(diǎn)可定義為檢出限點(diǎn)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍

按“1.5”的條件依次測(cè)定衍生后的標(biāo)準(zhǔn)工作液0、1.0、2.0、10.0、20.0、50.0 μg/L，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，建立回歸方程，以五氯酚（PCP）衍生后產(chǎn)物五氯酚乙酸酯（PCP-OAC）的濃度（ng/mL，X）與其所得峰面積（Y）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖3），其回歸方程為Y=110.6X+94.0（R2=0.999 92），表明五氯酚濃度在1～50 ng/mL，氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定線性良好，此曲線可用于準(zhǔn)確定量。

2.3 衍生條件

五氯酚的酸度常數(shù)（Kpa）為4.93，當(dāng)溶液的 pH>4.93 時(shí)，一部分五氯酚以離子態(tài)存在。五氯酚鈉易溶于水，加酸酸化至 pH 6.6～6.8時(shí)全部析出為五氯酚，分子態(tài)的五氯酚難溶于水，溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，在乙腈中加入乙酸溶液能降低溶液pH，使五氯酚以分子態(tài)存在，起到分散溶解分離的作用，從而提高萃取效率。后期衍生加入5.0 mL 0.3 mol/L K2CO3能有效調(diào)節(jié)衍生體系pH，使目標(biāo)物以離子態(tài)存在于溶液中，保證衍生反應(yīng)完全。不同濃度五氯酚與衍生劑用量，試驗(yàn)結(jié)果所得回收率見(jiàn)表1。

由表1可知，對(duì)于五氯酚濃度較低的樣品，衍生劑含量加入量并不會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響，五氯酚濃度在10.0～100.0 ng/mL、衍生乙酸酐加入量在500～1 000 μL時(shí)，回收率在90%～100%，五氯酚測(cè)試結(jié)果接近理論含量。由于乙酸酐屬于易制毒試劑，在回收率符合要求的情況下，可在保證衍生效率前提下選擇較少加入量的500 μL。

2.4 衍生介質(zhì)

五氯酚常規(guī)衍生介質(zhì)為碳酸鉀溶液，其中碳酸鉀作為強(qiáng)堿弱酸鹽，其pH隨濃度增加而變大，如表2所示。

由表2可知，在衍生劑使用量為500 μL的情況下，使用衍生介質(zhì)濃度為0.30 mol/L時(shí)，測(cè)得樣品中五氯酚的回收率最高，符合試驗(yàn)要求，因此采用的衍生介質(zhì)濃度為0.30 mol/L。

2.5 實(shí)際樣品分析

分別從超市和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)豬肉樣本50份、豬肝樣本30份、雞肉樣本50份、魚(yú)肉樣本20份、牛奶樣本10份、雞蛋樣本20份，按該研究的方法進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表3），其中1份豬肉樣本和1份雞肉樣本檢出五氯酚，豬肝樣本、魚(yú)肉樣本、牛奶、雞蛋樣本均未檢出五氯酚。

3 結(jié)論

該研究建立了 QuEChERS-GC-MS 測(cè)定動(dòng)物源食品中痕量五氯酚及其鈉鹽的分析方法，五氯酚被衍生劑衍生成五氯苯乙酸酯，五氯酚濃度為1～50 ng/mL時(shí)，線性關(guān)系良好（R2=0.999 92），檢出限為0.1 μg/kg。在3種加標(biāo)濃度下，空白基質(zhì)五氯酚的加標(biāo)回收率控制在90%～100%。該方法法操作簡(jiǎn)單、環(huán)保、快速準(zhǔn)確，技術(shù)指標(biāo)滿足殘留分析及法規(guī)要求。

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