基質(zhì)固相分散技術(shù)_氣質(zhì)聯(lián)用法快速測(cè)定大米中的多環(huán)芳烴

1、基質(zhì)固相分散技術(shù)-氣質(zhì)聯(lián)用法 快速測(cè)定大米中的多環(huán)芳烴張萌萌，陳劍偉，于天祥，王丹麗，王韓英(嘉興出入境檢驗(yàn)檢疫局嘉興 314001)摘要建立了大米中16種多環(huán)芳烴殘留的氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)檢測(cè)方法b樣品中的多環(huán)芳烴 經(jīng)乙腈提取改良基質(zhì)固相分散技術(shù)(QuEChERS)凈化后進(jìn)行GC-MS測(cè)定同位素內(nèi)標(biāo)法定 量b方法的樣品加標(biāo)回收率和精密度分別為69.1%96.9%和8.2%12.7%b多環(huán)芳烴的方法檢測(cè) 限為 g/kgb關(guān)鍵詞氣相色譜-質(zhì)譜同位素內(nèi)標(biāo)基質(zhì)固相分散多環(huán)芳烴中圖分類號(hào)TS 文獻(xiàn)標(biāo)志碼A 文章編號(hào)1005-9989(2021)01- 0327-04Rapid determin

2、ation of polycyclic-aromatic-hydrocarbons in rice by gas chromatography-mass spectrometry usingdispersive solid phase extractionZHANG Meng-meng, CHEN Jian-wei, YU Tian-xiang, WANG Dan-li, WANG Han-ying(Jiaxing Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Jiaxing 314001)Abstract: A new analytical met

3、hod was developed for the determination of 16 polycyclic-aromatic- hydrocarbons (PAHs) in rice samples by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The target analytes in samples were extracted with the solution of acetonitrile (ACN), purified using dispersive solid phase extraction, detected by

4、 GC-MS, and then quantified by isotope internal standard method. The method recovery percentages and relative standard deviations (RSD) were 69.1%96.9% and收稿日期：2021-08-26 基金工程：出入境檢驗(yàn)檢疫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工程(2021B141)b 作者簡(jiǎn)介：張萌萌(1981i)女碩士研究生研究方向?yàn)槭称菲桨才c檢測(cè)b以內(nèi)，該方法可以推廣應(yīng)用。但是也不能否認(rèn)實(shí) 際操作中對(duì)于不同樣品，如個(gè)別米面制品產(chǎn)生的 難以過(guò)濾等操作難點(diǎn)，需進(jìn)一步結(jié)合不同

5、樣品類 別中甲基汞含量合理的評(píng)價(jià)該方法的適用范圍。參考文獻(xiàn)：1 欒向晶.汞污染物形態(tài)分析的重要性J.黑龍江環(huán)境通 報(bào),2001,25(3):181-1872 楊杰,王竹天,楊大進(jìn).食品中總汞檢測(cè)方法的研究進(jìn)展J.中國(guó)食品衛(wèi)生雜志,2021,20(4):346-3513 劉麗萍,張妮娜,李筱薇,等.直接測(cè)汞儀測(cè)定食品中的總 汞J.中國(guó)食品衛(wèi)生雜志,2021,22(1):19-214 楊杰.食品中甲基汞和汞形態(tài)分析技術(shù)的研究進(jìn)展J.國(guó) 外醫(yī)學(xué)衛(wèi)生學(xué)分冊(cè),2021,35(3):181-1875 谷靜,馬永建,吉文亮,等.水產(chǎn)品中甲基汞的測(cè)定方法探 討J.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2021,22(2):280

6、2-2803· 327 ·8.2%12.7%. The method detection limit (MDL) was 0.63.2 g/kg.Key words: gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); isotope internal standard; dispersive solid phase extraction; polycyclic aromatic hydrocarbons多環(huán)芳烴(PAHs)種類繁多，其中16種化合物 于1979年被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(US EPA)所列管。它 們是一類廣泛存在于環(huán)境、食品

7、及生物體內(nèi)的污 染物。其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易水解，可以通過(guò)人 類的呼吸道和皮膚吸收，從而致癌或致突變1。目 前，測(cè)定大氣、水、土壤以及食用油中PAHs的文 獻(xiàn)較多2-4，糧谷類作物通過(guò)吸收水和大氣中的粉 塵富集PAHs5，但關(guān)于糧谷中PAHs測(cè)定方法的文 獻(xiàn)較少。GB 27622021增加糧谷類作物中PAHs 毒性最強(qiáng)的苯并(a)芘限量，不得超過(guò)5 g/kg。本 文首次利用改良的QuEChERS技術(shù)對(duì)大米樣品進(jìn)行 提取凈化，同位素內(nèi)標(biāo)定量，GC-MS一次性檢測(cè) 美國(guó)EPA優(yōu)先表中所列的16種PAHs。該方法具有 快速、簡(jiǎn)便、價(jià)廉、高效、耐用、平安的特點(diǎn)6， 為大米中PAHs的檢測(cè)提供了可靠的檢測(cè)

8、方法。1 材料與方法 材料與試劑大米：市售；多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)品(純度大于 99%)：美國(guó)Supelco公司；甲醇、乙腈：HPLC級(jí)， 美國(guó)Tedia公司；乙二胺一-丙基(PSA)填料、C18 填料：上海安譜公司；無(wú)水硫酸鎂、氯化鈉：分 析純，廣州分析試劑廠。 儀器與設(shè)備氣相色譜-質(zhì)譜儀：美國(guó)Agilent公司；高速離 心機(jī)：德國(guó)Sigma公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：瑞士Buchi 公司；高速均質(zhì)勻漿儀：德國(guó)IKA公司。 氣相色譜質(zhì)譜測(cè)定條件 色譜條件 色譜柱：DB-5 MS，30 5 m；柱溫：初始溫度70 ，保持2 min，以25 /min的速率升溫至150 ，以3 / min的速率升溫至200 ，再以8

9、 /min的速率升 溫至280 ，保持10 mL/min；進(jìn)樣量：1.0 L；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn) 樣；進(jìn)樣口溫度：290 。1.3.2 質(zhì)譜條件 電子轟擊(EI)離子源：電子能量70 eV；傳輸線溫度：280 ；離子源溫度：230；質(zhì)量掃描范圍m/z 35500。2 實(shí)驗(yàn)方法 樣品前處理稱取5 1 g)粉碎后的樣品于50 mL 離心管，參加1 mL 50 g/L內(nèi)標(biāo)工作液，靜置10 min。參加10 mL水，待吸收后，參加20 mL乙腈， 以10000 r/min均質(zhì)1 min，參加5 g氯化鈉，漩渦震 蕩1 min，并于4000 r/min離心3 min，移取上清液 至100 mL磨口燒瓶中

10、，40 水浴中旋轉(zhuǎn)濃縮至約 2 mL，氮吹至近干，用1 mL乙腈定容轉(zhuǎn)移至加有200 mg PSA、200 mg C18、200 mg無(wú)水硫酸鎂的10 mL離心管中，漩渦震蕩1 min，4000 r/min離心3 5 m有機(jī)相濾膜，移取0.5 mL上清液 于氣質(zhì)瓶中，GC/MS檢測(cè)。同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制混合標(biāo)準(zhǔn)工作液：稱取適量多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn) 品，用正己烷溶解，于50 mL容量瓶中定容，分 別配制成濃度為1000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)藏溶液。準(zhǔn)確 吸取一定體積的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)藏溶液，以乙腈逐級(jí)稀釋 成1.0、2.5、5.0、25.0、50.0 g/L的PAHs混合標(biāo) 準(zhǔn)溶液，保存于04 冰箱。同

11、樣，配制50 g/ L D10-蒽和D12-苯并(a)芘混合內(nèi)標(biāo)工作溶液。 GC-MS進(jìn)樣測(cè)定，獲得各自的標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性相 關(guān)系數(shù)及儀器檢出限。 添加回收率與精密度稱取粉碎后的大米樣品，分別添加5、10、 20 g/kg 3個(gè)濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，渦旋混勻 后，靜置過(guò)夜，按照2.1進(jìn)行提取凈化，每個(gè)添加 濃度水平重復(fù)6次，計(jì)算添加回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏 差及方法檢出限。3 結(jié)果與討論 色譜質(zhì)譜條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)進(jìn)樣方式、進(jìn)樣口溫度、程序升溫 速率等對(duì)PAHs各組分的靈敏度和別離度有很大 影響。提高進(jìn)樣口溫度至290 不僅可提高二苯 芘高沸點(diǎn)組分響應(yīng)值，可降低進(jìn)樣口污染。選擇 脈沖不分流進(jìn)樣促使樣品

12、快速?gòu)倪M(jìn)樣口進(jìn)入色譜 柱，減少了二環(huán)物質(zhì)在進(jìn)樣口分解從而提高了方2021年 第 39卷 第 01期FOO D SCIENCE AN D TECHNO LOGY食品平安與檢測(cè)法的靈敏度。選擇性降低程序升溫速率有利于菲和蒽等多種同分異構(gòu)體的別離度顯著。N"6*4 *4 根據(jù)大米提取液及標(biāo)準(zhǔn)溶液的全掃描譜圖， 優(yōu)化質(zhì)譜條件，并對(duì)配制好的150.0 g/L混合 標(biāo)準(zhǔn)使用液測(cè)定，PAHS的色譜圖見(jiàn)圖1，特征離子、線性方程、相關(guān)系數(shù)及定量低限見(jiàn)表1。PAHs在150 g/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，最低檢 NJO出限在0.63.2 g/kg之間?？梢詽M足定量分析的 要求。注：116號(hào)峰編號(hào)同表1。圖1

13、 多環(huán)芳烴化合物的氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖 樣品前處理?xiàng)l件的優(yōu)化序號(hào)中文名稱表1 多環(huán)芳烴的特征離子、線性方程、相關(guān)系數(shù)及定量低限選擇離子% 定量低限123豐度比/(g/kg)1萘128*64402100:7:810-42苊烯152*6376100:6:1210-43苊152*6376100:18:5510-44芴166*82139100:8:1610-45菲178*89152100:11:910-4IS1D10-蒽188*186160100:7:66蒽178*89152100:12:710-47熒蒽202*88101100:8:1510-48芘202*88101100:6:1810-49苯并

14、(a)蒽228*101114100:8:1510-410屈228*101114100:8:1310-411苯并(b)熒蒽252*113126100:8:1710-412苯并 (k)熒蒽252*113126100:7:1810-4IS2D12-苯并(a)芘264*118132100:14:3413苯并(a)芘252*113126100:10:1810-414茚苯(1,2,3-cd)芘276*138277100:24:2410-415二苯并(a,h)蒽278*138276100:12:2710-4 16苯并(ghi) (二萘嵌苯)276*138277100:26:2410-4 150 g/L線性回

15、歸方程 相關(guān)系數(shù)/3.2.1 樣品提取 多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)品在正己烷、乙 腈、丙酮等有機(jī)溶劑中易溶解。文獻(xiàn)報(bào)道的提取 溶劑有乙腈、乙腈-丙酮、環(huán)己烷-乙酸乙酯等有 機(jī)體系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，以乙腈效果最正確，既能 保證較好的提取效率，又可防止過(guò)多雜質(zhì)進(jìn)入提 取液造成污染，有利于后續(xù)凈化的簡(jiǎn)化以縮短檢 測(cè)耗時(shí)。因而選擇乙腈作為本方法提取劑。 凈化條件的優(yōu)化 QuEChERS法涉及的固相 萃取填料眾多，比擬目前常用的幾類固相萃取填 料包括C18、弗洛里硅土、NH2、PSA、硅膠、石 墨化碳黑等。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，PSA填料、石墨化 碳黑和C18填料一起聯(lián)合使用適于農(nóng)殘分析中食品 樣品的前處理，能有效去除有機(jī)酸、

16、色素、金屬 離子、油脂和酚類等。考慮到PAHs呈平面結(jié)構(gòu)， 石墨化碳黑對(duì)其有較強(qiáng)的吸附，故實(shí)驗(yàn)僅選取200mg PSA填料和C18兩種填料進(jìn)行回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā) 現(xiàn)200 mg 2種填料作用下，PAHs回收率均在95% 以上。選取100、200、400 mg 3個(gè)水平量來(lái)進(jìn)行PSA 填料、C18填料和無(wú)水硫酸鎂用量對(duì)水果提取液 進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，以基質(zhì)影響較大的其中一種PAHs 苊為例，使用100、200 mg填料凈化，隨著填料水 平的增加，雜質(zhì)顯著減少，苊回收率由150%降至 95%，添加200、400 mg填料雜質(zhì)水平相差甚微。 因此，選擇PSA填料、C18填料和無(wú)水硫酸鎂各 200 mg對(duì)提取

17、的樣液進(jìn)行進(jìn)化，既能節(jié)省凈化粉 末，又能除去大局部雜質(zhì)，滿足回收率要求。 實(shí)際樣品的檢測(cè)用優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)方法處理分析大米樣品中的 PAHs。結(jié)果顯示市售10份的大米中有萘、芴、· 329 ·表2 大米樣品的加標(biāo)回收率69.1%96.9%，精密度為8.2%12.7%，滿足農(nóng)殘序化合物加標(biāo)濃度 樣品 5 g/kg 含量加標(biāo)濃度10 g/kg加標(biāo)濃度20 g/kg檢測(cè)要求。號(hào)名稱/(g/ 平均精密 平均 精密 平均 精密4 結(jié)論kg)回收 度/% 回收 度/% 回收 度/%1萘2苊烯-3苊-4芴5菲6蒽-7熒蒽8芘9苯并(a)蒽-10屈-11苯并(b)熒蒽-12苯并(k)熒蒽-13

18、苯并(a)芘-茚苯(1,2,3-14cd)芘-15二苯并(a,h) 蒽-16苯并(ghi)-率/%率/%率/%本實(shí)驗(yàn)采用乙腈提取、QuEChERS方法凈 化、GC-MS測(cè)定，建立了大米中16種多環(huán)芳烴快 速檢測(cè)方法。該方法提取時(shí)間短、溶劑用量少， 步驟少，檢測(cè)本錢相對(duì)較低，檢測(cè)限低，回收率 和精密度較好，快速準(zhǔn)確，適合于大批量樣品的 分析測(cè)定。(二萘嵌苯)菲、熒蒽、芘5種均被檢出，其中菲的含量最高。 毒性最強(qiáng)苯并(a)芘未檢出。 方法的回收率及精密度選取多環(huán)芳烴含量較低的大米樣品進(jìn)行5、 10、20 g/kg 3個(gè)添加水平回收率試驗(yàn)，每個(gè) 水平重復(fù)進(jìn)行10次，平均回收率結(jié)果和精密度 數(shù)據(jù)見(jiàn)表2

19、。各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在大米中的回收率為 參考文獻(xiàn)：1 余剛,黃俊,張彭義.持久性有機(jī)污染物:備受關(guān)注的全球 性環(huán)境問(wèn)題J.環(huán)境保護(hù),2001,(4):37-382 閆世平,李光憲,鄭家概,等.HPLC/FLD法測(cè)定環(huán)境樣品和 食品中的苯并a芘J.分析測(cè)試學(xué)報(bào),2021,27(6):627-6293 王建華,郭翠,龐國(guó)芳,等.GPC凈化-同位素稀釋內(nèi)標(biāo)定量 GC-MS對(duì)植物油中多環(huán)芳烴的測(cè)定J.分析測(cè)試學(xué)報(bào), 2021,28(3):267-2714趙潔,何強(qiáng),姚秉華,等.改良QuEChERS-氣相色譜-質(zhì)譜法快速分析測(cè)定農(nóng)用土壤中多環(huán)芳烴J.分析試驗(yàn) 室,2021,31(2):33-375 佟玲,周瑞澤,吳淑琪,等.加速溶劑提取凝膠滲透色譜凈 化氣相色譜質(zhì)譜快速測(cè)定玉米中多環(huán)芳烴J.分析化學(xué),