GC/MS或LC/MS 方法檢測食品中的鄰苯二甲酸酯類化合物
引言鄰苯二甲酸的酯類化合物稱為鄰苯二甲酸酯,常用做增塑劑以提高塑料及其制品的柔韌性、透明度、耐用性和使用壽命。鄰苯二甲酸酯類化合物用途廣泛,可以作為藥丸的腸溶衣材料,也可以用于乳劑和混懸劑的制備。我們可以在許多產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)它的身影,比如粘合劑和膠水、電子器件、個人護(hù)理產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、管材、包裝材料和兒童玩具等。由于這些化合物并非與塑料共價(jià)結(jié)合而只是混合,所以它們很容易釋放到環(huán)境中去。研究表明,鄰苯二甲酸酯類化合物可以引起許多健康問題,包括哮喘、內(nèi)分泌紊亂、生殖功能異常、癌癥、低出生體重、自閉癥和注意力缺陷多動癥(ADHD) 等。因此,歐盟 (EU)、美國 (USA),以及其他一些國家已經(jīng)開始監(jiān)管鄰苯二甲酸酯類化合物的暴露問題。從 2007 年開始,歐盟 (2005/84/EC) 即對六種鄰苯二甲酸酯類化合物在兒童玩具中的使用進(jìn)行了嚴(yán)格控制,而美國從 2009 年起也開始執(zhí)行類似法規(guī)(表 1)。
2011 年 5 月,作為起云劑(乳化劑)的替代品,鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯 (DEHP) 被發(fā)現(xiàn)非法添加到運(yùn)動飲料、果汁、茶飲料、果醬和食品粉等產(chǎn)品中。起云劑能改善果汁等產(chǎn)品的外觀。該事件中鄰苯二甲酸酯類化合物被用作棕櫚油的替代品。這些非法產(chǎn)品馬上被召回,并且由于它們可能出口,當(dāng)局隨即又發(fā)布了一個全球通告。在中國大陸和中國臺灣地區(qū),任何一種鄰苯二甲酸酯類化合物在食品中的最大允許量是 1ppm。為了保護(hù)消費(fèi)者不受這種不道德加工產(chǎn)品的傷害,建立可以快速檢測食品中鄰苯二甲酸酯類化合物的靈敏、可靠的分析方法非常必要。本應(yīng)用報(bào)告描述了可靈敏檢測包括當(dāng)前美國和歐盟管控的六種該類化合物在內(nèi)的鄰苯二甲酸酯類化合物的方法,可于GC/MS氣質(zhì)聯(lián)用儀和 LC/MS液質(zhì)聯(lián)用儀平臺上運(yùn)行,使用單四極桿和三重四極桿質(zhì)譜。GC/MS 方法可以檢測少至 50ppb 的鄰苯二甲酸酯類化合物,而LC/MS 方法采用三重四極桿質(zhì)譜時,靈敏度更高,可檢測 1ppb水平的該類化合物。兩者的檢測水平已足夠確保上市食品中不含有超過美國、歐盟、中國大陸和中國臺灣地區(qū)規(guī)定xian量的鄰苯二甲酸酯類化合物。
實(shí)驗(yàn)部分試劑與標(biāo)準(zhǔn)品GC 標(biāo)準(zhǔn)品:鄰苯二甲酸二丁酯 (DBP,CAS 84-74-2)、鄰苯二甲酸丁芐酯 (BBP,CAS 85-68-7)、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP,CAS 117-81-7)、鄰苯二甲酸二正辛酯 (DNOP,CAS117-84-0)、鄰苯二甲酸二異癸酯 (DIDP,26761-40-0)、鄰苯二甲酸二異壬酯 (DINP,28553-12-0) 購自 ChemService 公司(WestChester,PA,美國)。這些標(biāo)準(zhǔn)品溶于二氯甲烷中。LC 標(biāo)準(zhǔn)品:30 種鄰苯二甲酸酯標(biāo)準(zhǔn)品均購自 Dr. EhrentorferGmbH 公司。單個鄰苯二甲酸酯類化合物的貯備液配制為濃度為100-1000 µg/mL 的甲醇溶液。制備校準(zhǔn)曲線用的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液系采用甲醇稀釋貯備液配制,每個鄰苯二甲酸酯類化合物濃度為10 µg/mL。儀器GC/MS 和 GC/MS/MS 實(shí)驗(yàn)于配備了 Agilent 5975C GC/MSD或 7000B 三重四極桿 GC/MS 的 Agilent 7890A GC 系統(tǒng)上運(yùn)行。LC/MS 和 LC/MS/MS 實(shí)驗(yàn)于配備了 Agilent 6140 單四極桿LC/MS 或 Agilent 6400 系列三重四極桿 LC/MS 的 Agilent 1260RRLC HPLC 系統(tǒng)上運(yùn)行。儀器條件見表 2-4。
樣品制備GC/MS三個飲用水樣品由中國臺灣食品工業(yè)發(fā)展研究所提供。用于檢驗(yàn)樣品制備方法可行性的紅茶、運(yùn)動飲料、橙汁和拿鐵咖啡等四種飲料購自零售店。采用固相萃取 (SPE) 法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的己烷液液萃取法處理樣品,可以減少背景干擾,并加快提取過程。于玻璃套管中加入 5 g Agilent Chem Elut 材料(部件號 198003),然后加載5 mL 水性樣品,并使之*浸入 Chem Elut 吸附劑中。吸附劑用二氯甲烷淋洗三次,每次 5 mL,洗脫出分析物并留下污染物。分析前用氮?dú)鈱悠反抵?2.5 mL。LC/MS取飲料、食品粉、健康護(hù)理產(chǎn)品或烤制食品各 1 g,用 45 mL 甲醇提取,超聲 20 min。樣品提取液放冷至室溫(約 25-30 °C)后,用甲醇定容到 50mL 量瓶中。分析前,將 1 mL 提取液離心(3500 rpm) 10 min。分析參數(shù)采用的 MS 和 MS/MS 參數(shù)見表 5-8。
結(jié)果與討論:樣品制備該 GC 和 LC 方法運(yùn)用成功的關(guān)鍵之一就是要求樣品制備技術(shù)快速并且能夠減少背景噪音。實(shí)驗(yàn)室中,其它來源的鄰苯二甲酸酯類化合物污染有許多,比如來自塑料管和容器。謹(jǐn)慎仔細(xì)的樣品制備對于獲得沒有污染和化學(xué)干擾產(chǎn)生的背景噪音的結(jié)果非常關(guān)鍵。GC 分析食品中鄰苯二甲酸酯類化合物的一個傳統(tǒng)樣品處理方法,按照中國大陸標(biāo)準(zhǔn) GB21911-2008 規(guī)定,系采用己烷進(jìn)行液液萃???0????? Chem Elut ????6050403020100×103×103 7 8 9 10 11 12 13 1424282016128408 9 10 11 12 13 14minmin圖 1. 比較樣品 GC/MS 分析后空白進(jìn)樣的分析狀況。樣品液-液萃取(頂圖),樣品 Chem Elut 固相萃?。ǖ讏D)。請注意液液萃取法的空白進(jìn)樣顯示有大量的攜出物,甚至出現(xiàn)在第二次空白進(jìn)樣中。而采用 Chem Elut 固相萃取法空白進(jìn)樣一次即顯示幾乎沒有背景干擾取。而采用 Agilent Chem Elut 固相萃取小柱代替上述傳統(tǒng)方法制備樣品更簡便快速,整個操作不超過 10 min,并且消耗更少,鄰苯二甲酸酯類化合物污染機(jī)會也更小。圖1對比了采用 ChemElut 固相萃取及傳統(tǒng)液液萃取制備樣品的分析狀況,顯然前者背景噪音低,無污染。在 LC/MS 分析中,中國臺灣 FDA 建立了一種甲醇提取并超聲 20min的全新方法,用于飲料、食品粉、健康護(hù)理產(chǎn)品和烤制食品的樣品提取。樣品制備前加入了一個內(nèi)標(biāo),保證方法定量分析的準(zhǔn)確性。
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