高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定食品接觸材料中HBCD的含量

陳小華，胡 蘋，曾飛虎

(黎明職業(yè)大學(xué)，福建 泉州 362000)

六溴環(huán)十二烷(hexabromocyclododecane，HBCD)是一種性能優(yōu)良的溴系阻燃劑，但是溴系阻燃劑具有非常強(qiáng)的毒性，對(duì)于人體健康和整個(gè)社會(huì)環(huán)境都會(huì)構(gòu)成長(zhǎng)期的潛在危害[1，2]。六溴環(huán)十二烷與多溴聯(lián)苯、滴滴涕一樣，也會(huì)導(dǎo)致人體內(nèi)基因重組，從而引起一系列疾病其中包括癌癥等[3，4]。

塑料中有害化學(xué)物質(zhì)如六溴環(huán)十二烷進(jìn)入食品包裝材料，再隨食品進(jìn)入人體，日積月累會(huì)造成相當(dāng)程度的危害。當(dāng)前我國(guó)食品包裝企業(yè)既有實(shí)力雄厚的大企業(yè)也存在相當(dāng)規(guī)模生產(chǎn)設(shè)施現(xiàn)代化程度低、生產(chǎn)條件簡(jiǎn)陋、質(zhì)量管理體系薄弱、員工食品安全衛(wèi)生意識(shí)淡薄的食品包裝企業(yè)，同時(shí)又面臨美國(guó)、歐盟等國(guó)政策法規(guī)以及食品安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)不斷上升的嚴(yán)峻形勢(shì)，包裝食品安全走出國(guó)門進(jìn)入美國(guó)、歐盟等國(guó)成為亟待解決的問題。

目前對(duì)六溴環(huán)十二烷的研究主要采用氣相色譜-質(zhì)譜法[5]、高效液相色譜法[6]，高效液相色譜-質(zhì)譜法[7]，而且在國(guó)際上也還沒有公認(rèn)的食品接觸材料中六溴環(huán)十二烷檢測(cè)方面的標(biāo)準(zhǔn)方法。對(duì)六溴環(huán)十二烷的毒性研究，尤其是對(duì)人類健康的危害研究還不夠深入。所以，研究一種檢測(cè)食品接觸材料中的六溴環(huán)十二烷含量的檢測(cè)技術(shù)，以評(píng)估六溴環(huán)十二烷對(duì)人體的危害[8]。

本文采用超聲萃取-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)檢測(cè)食品接觸材料中HBCD的含量，并對(duì)儀器的條件進(jìn)行了優(yōu)化，相對(duì)于傳統(tǒng)提取方法更簡(jiǎn)單。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(型號(hào)1290-G6460A)；電子天平(型號(hào)TP-214)；超聲波清洗器(型號(hào)DS-8510DTH)；40 mL帶螺口、聚四氟乙烯墊瓶蓋的管狀硬質(zhì)玻璃提取瓶；0.22 μm聚四氟乙烯濾膜。

β-六溴環(huán)十二烷標(biāo)準(zhǔn)溶液，100 mg/L，CAS：134237-51-7；甲醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、正己烷，這些試劑均為色譜純。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

通過移取1 mL 100 mg/L β-六溴環(huán)十二烷標(biāo)準(zhǔn)液到10 mL棕色的容量瓶中，再用甲醇定容，從而配得質(zhì)量濃度為10 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。使用時(shí)，需要用甲醇依次稀釋至所需要的各級(jí)別濃度10 μg/L、20 μg/L、50 μg/L、100 μg/L。

1.3 儀器工作條件

色譜柱：InfinityLab Poroshell 120 EC-C18，2.1×50 mm，2.7-Micron；流動(dòng)相：水：甲醇體積比=1/4，等度洗脫；柱溫在：35 ℃；流速為：0.4 mL/min；進(jìn)樣量為：2 μL。

離子源溫度控制在300 ℃；離子源使用電噴霧電離(ESI)；電離電壓在-3000 V；檢測(cè)模式：負(fù)離子模式；霧化氣、輔助氣、碰撞氣：氮?dú)?；根?jù)HBCD的保留時(shí)間以及一級(jí)、二級(jí)質(zhì)譜參數(shù)，再使用多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)(MRM)模式對(duì)其進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)，相應(yīng)目標(biāo)物的母離子、子離子、碎裂電壓、碰撞能量等參數(shù)可見表1。

表1 β-HBCD質(zhì)譜分析參數(shù)

1.4 樣品前處理

選取最常見最典型的5 g～10 g食品包裝的塑料樣品，剪碎成2 mm×2 mm大小，混合均勻。準(zhǔn)確稱取樣品1 g(精確至0.1 mg)至40 mL玻璃瓶中，加入10 mL甲醇，蓋上瓶塞，搖勻，50 ℃超聲波清洗器中提取60 min，冷卻至室溫后，過0.22 μm濾膜，供HPLC-MS/MS測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的優(yōu)化

在本次實(shí)驗(yàn)中采用C18色譜柱，基線平穩(wěn)，峰形對(duì)稱、尖銳。β-HBCD的出峰時(shí)間在5.0 min以內(nèi)，極大的節(jié)省了工作時(shí)間，提高了工作效率。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)甲醇-水溶液體系和甲醇-甲酸銨水溶液體系進(jìn)行了比較，討論了甲酸銨濃度分別為1.0 mmol/L、2.5 mmol/L、5.0 mmol/L時(shí)β-HBCD在C18色譜柱的色譜行為。實(shí)驗(yàn)表明：隨著甲酸銨濃度的增加，色譜峰響應(yīng)值下降，因此，本實(shí)驗(yàn)選擇甲醇-水溶液為流動(dòng)相。

2.2 質(zhì)譜條件優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)采用電噴霧電離模式對(duì)1 mg/L β-HBCD來進(jìn)行質(zhì)譜分析。實(shí)驗(yàn)表明，六溴環(huán)十二烷能夠在負(fù)模式下獲得較高豐度的[M-H]-母離子。而后采用子離子掃描方式對(duì)其進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜分析，進(jìn)一步選取了豐度強(qiáng)、干擾少的特征離子m/z 80.9和m/z 78.9作為本次實(shí)驗(yàn)的定量特征離子和定性特征離子；同時(shí)對(duì)碎裂電壓、碰撞能等質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，使得六溴環(huán)十二烷的母離子與子離子響應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最佳，質(zhì)譜分析參數(shù)見表1。

2.3 提取溶劑的選擇

試驗(yàn)采用甲醇、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷等不同溶劑對(duì)食品接觸塑料樣品進(jìn)行萃取，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，提取溶劑對(duì)β-六溴環(huán)十二烷的提取效率分別為乙酸乙酯(93.4%)>甲醇(88.6%)>二氯甲烷(88.2%)>正己烷(84.0%)。

圖1 β-六溴環(huán)十二烷標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖(10 μg/L)

通過比較可知，四種萃取溶劑中，甲醇、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷的萃取效率均在80%～100%，且使用乙酸乙酯、正己烷及二氯甲烷溶劑需氮吹濃縮，轉(zhuǎn)換為甲醇溶液才可上機(jī)測(cè)試，因此，最終選擇萃取溶劑為甲醇。

2.4 線性范圍和檢出限

采用甲醇為溶劑稀釋?duì)?HBCD標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制所需的10 μg/L、20 μg/L、50 μg/L、100 μg/L，進(jìn)行檢測(cè)，以濃度x(μg/L)對(duì)定量離子峰面積y作β-HBCD的標(biāo)準(zhǔn)回歸方程，結(jié)果見表2。通過表2可看出來，當(dāng)質(zhì)量濃度在10 μg/L～100 μg/L的區(qū)域范圍里面，β-HBCD的定量離子峰面積與濃度能夠呈線出非常好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(r2)>0.999。

在空白食品包裝塑料材料樣品中，加入接近檢出限濃度的β-HBCD標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用與樣品相同的前處理，得到空白加標(biāo)液，做11個(gè)平行樣品，上機(jī)測(cè)試，求標(biāo)準(zhǔn)偏差SD。3倍SD所對(duì)應(yīng)的濃度作為方法檢出限，LOD結(jié)果為16.7 μg/kg，具體數(shù)值見表2。

表2 β-HBCD的線性方程、相關(guān)系數(shù)和方法檢出限

2.5 回收率和精密度

以不含有目標(biāo)分析物的食品接觸塑料材料為基質(zhì)，分別添加高、中、低3個(gè)不同濃度水平的β-六溴環(huán)十二烷標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照建立的分析方法平行測(cè)定6個(gè)樣品，計(jì)算出平均加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)見表3。結(jié)果顯示高、中、低三個(gè)濃度基質(zhì)加標(biāo)平均回收率范圍為99.7%～109.9%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.7%～5.8%，說明本方法具有良好的精密度和準(zhǔn)確度。

表3 方法的回收率與精密度(n=6)

3 結(jié)論

建立了對(duì)食品接觸塑料材料中β-HBCD測(cè)定的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法，并在樣品的提取及色譜質(zhì)譜分離條件方面進(jìn)行討論。

在提取溶劑上，比較了甲醇、正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷四種提取溶劑，選用甲醇溶液為本實(shí)驗(yàn)的提取溶劑。在色譜分離方面，選用C18色譜柱，甲醇-水溶液體系為流動(dòng)相。

本方法檢出限低，精密度、準(zhǔn)確度均較好，結(jié)果可靠，可用于批量食品接觸塑料樣品中β-HBCD的檢測(cè)。