SPE-GC-MS法同時(shí)測(cè)定奶粉中18種鄰苯二甲酸酯遷移量

黃永輝

（福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，福建福州350002）

SPE-GC-MS法同時(shí)測(cè)定奶粉中18種鄰苯二甲酸酯遷移量

黃永輝

（福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，福建福州350002）

建立同時(shí)測(cè)定奶粉中18種鄰苯二甲酸酯（PAEs）遷移量的固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（SPE-GC-MS）方法，以正己烷為提取溶劑，通過超聲提取，經(jīng)硅膠SPE小柱富集凈化，以GC-MS分段選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM）模式分析。該方法具有良好線性，相關(guān)系數(shù)R均大于0.999，檢測(cè)限在12.91 μg/kg～709.14 μg/kg之間，平均回收率在69.77%～104.83%，RSD值在2.49%～9.95%之間，該方法具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、重現(xiàn)性好，可同時(shí)檢測(cè)18種PAEs的特點(diǎn)，能滿足國(guó)內(nèi)外對(duì)奶粉中PAEs遷移量的檢測(cè)需求。

氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)；奶粉；固相萃取（SPE）；鄰苯二甲酸酯（PAEs）；遷移量

Abstract:A simple and rapid method for the simultaneous determination of 18 phthalate acid esters（PAEs）migration in milk powder by gas chromatography-mass spectrometry（GC－MS）was developed.18 PAEs in milk powder were extracted by ultrasonic extraction with n-hexane a as the solvent,and extracts were enriched and purified by silica gel solid phase extraction,then were tested by the subsection SIM mode of GC-MS.The correlation coefficients（R）of 18 PAEs were over 0.999,and detection limits from 12.91 μg/kg to 709.14 μg/kg.The average recoveries of 18 PAEs in milk powder were ranged from 69.77%to 104.83%.In addition,the relative standard deviations （RSDs）were ranged 2.49%-9.95%.The method has advantage of simplicity,sensitivity and repeatability,can simultaneous determination of 18 PAEs,meet further the request for testing of PAEs in milk powder at home and abroad.

Key words：gas chromatography-mass spectrometry （GC－MS）;milk powder;solid phase extraction（SPE）;phthalate acid esters（PAEs）；migration

鄰苯二甲酸酯（Phthalic Acid Esters,PAEs）又稱酞酯，是鄰苯二甲酸的一類重要衍生物，目前廣泛用于塑料玩具、食品包裝袋、紡織品、化妝品、醫(yī)療設(shè)備（醫(yī)藥導(dǎo)管、血漿包裝袋等）等產(chǎn)品的生產(chǎn)中[1-2]。由于PAEs與基質(zhì)之間沒有形成化學(xué)共價(jià)鍵，而是以氫鍵和范德華力連接，彼此保持各自獨(dú)立的化學(xué)性質(zhì)，因而容易釋放出來，甚至在大氣粉塵、土壤、水體中都能見到其蹤影[2-4]。近年來研究表明PAEs為一種內(nèi)分泌干擾物，在人體內(nèi)有著類似雌性激素的作用，它可導(dǎo)致男子精子數(shù)量減少、游動(dòng)能力下降，青春期早熟，懷孕周期變短，長(zhǎng)期接觸PAEs會(huì)影響正常的大腦發(fā)育，可能導(dǎo)致弱智，反應(yīng)遲鈍或舉動(dòng)反常如多動(dòng)癥，這些情況在工業(yè)國(guó)家越來越多[4-5]。

嬰兒的身體器官發(fā)育不完全，對(duì)外來有害化學(xué)物質(zhì)的代謝排解能力較弱，而孕婦雖然有一定代謝排解能力，但仍會(huì)殘留在體內(nèi)，進(jìn)而危害自身及體內(nèi)嬰兒的健康。有研究通過對(duì)日本50名孕婦尿液中7種PAEs的9種代謝物進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)50個(gè)研究對(duì)象的PAEs代謝物有著很高的檢出率[6]。奶粉是嬰兒及孕婦的主要食物，其生產(chǎn)過程中很可能與含有PAEs的物品或環(huán)境相接觸，如牛奶采集時(shí)用含有PAEs的PVC軟管機(jī)械采奶，生產(chǎn)過程中的塑料管道，環(huán)境中的粉塵，儲(chǔ)存牛奶及奶粉的容器和包裝，都可能把PAEs遷移到奶粉中。歐盟指令2007/19/EC規(guī)定了DEHP、DBP、DINP等幾種PAEs在食品中的特定遷移量限值，如DEHP、DBP、DINP 的限值分別為 1.5、0.3、9 mg/kg[7]。我國(guó)GB9685-2008《食品容器、包裝材料用添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中也規(guī)定了幾種PAEs在食品中的特定遷移量限值[8]。因此對(duì)奶粉中PAEs的檢測(cè)方法展開研究，了解目前市場(chǎng)上奶粉中PAEs的污染情況，對(duì)保護(hù)消費(fèi)者健康有著重要的意義。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

6890N/5973N氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)Agilent公司；HP-5MS毛細(xì)管柱（30.0 m×0.25 mm×0.25 μm，美國(guó)Agilent公司）；Aanti J-E高速冷凍離心機(jī)：美國(guó)貝克曼公司；DS-8510 DTH超聲波振蕩器：上海生析超聲儀器有限公司；Milli-Q超純水純化系統(tǒng)：美國(guó)Millipore公司；分析天平：德國(guó)賽多利斯；中性氧化鋁SPE柱：德國(guó)CNW公司，1 g/6 mL；硅膠SPE柱、弗羅里硅土SPE柱：德國(guó)CNW公司，1 g/6 mL；C18SPE柱：美國(guó)Grace公司，500 mg/3 mL。

1.2 材料與試劑

鄰苯二甲酸二甲酯（DMP，99.5%）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP，99.0%）、鄰苯二甲酸二丙酯（DPRP，98.0%）、鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP，99.0%）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP，99.0%）、鄰苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（DMEP，94.0%）、鄰苯二甲酸二（4-甲基-2-戊基）酯（BMPP，98.0%）、鄰苯二甲酸二（2-乙氧基）乙酯（DEEP，99.5%）、鄰苯二甲酸二戊酯（DPP，99.2%）、鄰苯二甲酸二己酯（DHXP，99.0%）、鄰苯二甲酸丁基芐基酯（BBP，97.0%）、鄰苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（DBEP，98.5%）、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯（DCHP，99.5%）、鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP，99.0%）、鄰苯二甲酸二苯酯（二苯酯，99.5%）、鄰苯二甲酸二正辛酯（DNOP，97.5%）、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP，98.5%）、鄰苯二甲酸二異癸酯（DIDP，99.5%），均購(gòu)于德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司，其中DINP和DIDP為同分異構(gòu)體混合物。正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醇、無水乙醚均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)條件

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

分別準(zhǔn)確稱取適量18種標(biāo)準(zhǔn)品于50 mL容量瓶中，用正己烷定容，配制成單標(biāo)儲(chǔ)備液，于0℃～4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩Ｎ∵m量單標(biāo)儲(chǔ)備液于50 mL容量瓶中，用正己烷定容，配制成混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，再根據(jù)需要逐級(jí)稀釋，配成標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.3.2 樣品前處理

稱取2 g樣品于50 mL離心管中，加入10 mL正己烷，超聲30 min，在5℃，15000 r/min下離心5 min，移出上清液，再加入5 mL正己烷，渦旋30 s，離心，合并上清液，過經(jīng)5 mL正己烷活化的硅膠SPE小柱，上樣速度控制在1.5 mL/min左右，在液面快消失時(shí)加入3 mL正己烷淋洗，抽干后用3 mL乙酸乙酯洗脫，氮吹近干，以正己烷定容2 mL，過0.22 μm有機(jī)濾膜，上機(jī)分析。空白試驗(yàn)為未加入樣品，其他步驟相同。

1.3.3 GC-MS分析條件

氣相色譜條件：HP-5MS彈性石英毛細(xì)管色譜柱（30.0 m×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度 280℃；分流進(jìn)樣，分流比為10∶1，進(jìn)樣量為1 mL；GC與MS接口溫度280℃；升溫程序：起始溫度160℃，以20℃/min的速率升溫至200℃，再以3℃/min的速率升溫至280 ℃，保持 12 min。載氣為高純 He(＞99.999%)，恒流1 mL/min。

質(zhì)譜條件：EI離子源溫度230℃，能量70 eV；四極桿溫度150℃；傳輸線溫度280℃；溶劑延遲時(shí)間5.5min。全掃描模式時(shí)m/z范圍為40amu～450amu；選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM）模式參數(shù)如表1所示，總離子流圖見圖1。

表1 SIM模式參數(shù)Table 1 Parameters for SIM mode

2 結(jié)果與分析

2.1 提取條件的確定

PAEs是非極性或中等極性的物質(zhì)，按照相似相溶原理，研究比較了PAEs常用的提取溶劑正己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醇、乙醚、乙酸乙酯對(duì)奶粉中PAEs的提取效果，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)正己烷的總提取率是最高的，且提取液清澈，本底干擾較少，故選正己烷為提取提取劑。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)超聲30 min可以提取完全。

2.2 固相萃取條件優(yōu)化

2.2.1 填料類型的確定

項(xiàng)目比較了弗羅里硅土、硅膠、中性氧化鋁和C18的富集凈化效果。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相比C18，弗羅里硅土、硅膠和中性氧化鋁3種填料都能對(duì)PAEs有較好的吸附，而硅膠SPE小柱的萃取平均回收率最高。這可能是由于硅膠填料極性相對(duì)較強(qiáng)，更適合從非極性溶劑中提取中性或弱極性物質(zhì)，通過用非極性溶劑淋洗能很好的去除非極性干擾物質(zhì)，之后提高洗脫溶劑的極性能將目標(biāo)物洗脫下來，而強(qiáng)極性的干擾物仍吸附在小柱上，因此試驗(yàn)選擇硅膠作為SPE小柱的填料。

2.2.2 洗脫溶劑的確定

根據(jù)前人經(jīng)驗(yàn)和極性不同，研究比較了丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚、乙酸乙酯∶正己烷＝1∶1的洗脫效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)5種溶劑中乙酸乙酯的洗脫效果是最好的，各組分的回收率在82.07%～99.40%之間，其他溶劑的洗脫效果相對(duì)較差，如丙酮對(duì)DMP、DEP、DPRP的洗脫回收率都較低，對(duì)DMEP、DINP、DIDP的洗脫回收率卻偏高，而二氯甲烷對(duì)DMEP、DEEP、DBEP更是基本不洗脫或不能洗脫，因此接下來的試驗(yàn)選擇乙酸乙酯作為洗脫溶劑。

2.2.3 洗脫溶劑用量的確定

通常不同組分在SPE小柱上的結(jié)合和吸附效果是不同的，因此確定乙酸乙酯為洗脫溶劑后，還需要對(duì)乙酸乙酯的用量進(jìn)行確定。試驗(yàn)加入5 mL乙酸乙酯，準(zhǔn)備5根刻度管收集洗脫液，每根收集1 mL，按接收順序以每1 mL的濃度和理論濃度的比值累計(jì)各組分的回收率，第1個(gè)1 mL收集液中未檢出PAEs，說明用1 mL乙酸乙酯不能洗脫各組分，各組分在用2 mL乙酸乙酯下能得到基本洗脫，用3 mL乙酸乙酯后回收率保持不變，說明已洗脫完全，因此選擇用3 mL乙酸乙酯進(jìn)行洗脫。

2.3 方法學(xué)考察

2.3.1 方法線性和檢測(cè)限

取18種PAEs的混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，按照本研究?jī)?yōu)化的操作條件下行分析，以峰面積Y對(duì)標(biāo)樣濃度X進(jìn)行線性回歸，平行測(cè)定2次，得出線性回歸方程，以3倍信噪比計(jì)算方法檢測(cè)限，結(jié)果見表2。從表2中可看出，各組分在2個(gè)數(shù)量級(jí)線性范圍內(nèi)有著很好的線性，檢測(cè)限范圍在 12.91 μg/kg～709.14 μg/kg之間。

2.3.2 方法準(zhǔn)確度和精密度

方法準(zhǔn)確度主要通過在樣品中加入一定量標(biāo)準(zhǔn)品，根據(jù)實(shí)測(cè)含量扣除本底后與加標(biāo)含量之比得到加標(biāo)回收率，并以此來考察方法的可靠性。試驗(yàn)選取經(jīng)檢測(cè)未含有PAEs的奶粉，在稱樣后各加入2個(gè)含量水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液，各做6個(gè)平行樣，同時(shí)做2個(gè)本底平行，計(jì)算回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。從表3中可以看出奶粉中18種PAEs平均回收率在69.77%～104.83%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.49%～9.95%，說明該方法對(duì)測(cè)定奶粉中PAEs遷移量具有較強(qiáng)的可靠性。

2.3.3 實(shí)際樣品分析

用建立優(yōu)化好的方法，隨機(jī)對(duì)市場(chǎng)上銷售的16個(gè)不同品牌嬰幼兒奶粉進(jìn)行檢測(cè)，其中有3個(gè)樣檢測(cè)出PAEs，其中陽(yáng)性樣1檢出DEHP 0.29 mg/kg，陽(yáng)性樣2檢出DBP 0.19 mg/kg、DEHP 0.13 mg/kg，陽(yáng)性樣3檢出DIBP 0.36 mg/kg、DBP 0.46 mg/kg、DEHP 0.41 mg/kg。可看出檢出的PAEs主要集中在DIBP、DBP、DEHP，而這3種是工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛的PAEs，因此有可能為其生產(chǎn)過程中的塑料管道，儲(chǔ)存用的塑料容器或包裝，還有環(huán)境空氣中帶入污染的。值得注意的是陽(yáng)性樣3檢出DBP 0.46 mg/kg，超出了歐盟指令2007/19/EC規(guī)定DBP特定遷移量限值0.3 mg/kg。

表2 18種PAEs的回歸參數(shù)和最低檢測(cè)限Table 2 Regression parameters and detection limits of 18 phthalate acid esters

表3 加標(biāo)回收率和重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果（n=6）Table 3 The results of recovery and relative standard deviation test(n=6)

3 結(jié)論

本研究對(duì)GC-MS法同時(shí)測(cè)定奶粉中18種PAEs遷移量的分析方法進(jìn)行研究，通過超聲提取，將提取液過硅膠SPE小柱富集凈化，最后過膜上機(jī)測(cè)試。所建立方法操作簡(jiǎn)單，線性良好，檢測(cè)限低。根據(jù)確定的方法對(duì)16個(gè)實(shí)際樣品進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)3個(gè)陽(yáng)性樣品，且其中一個(gè)樣品的DBP特定遷移量超出了歐盟的要求，應(yīng)該引起我們的重視。企業(yè)在生產(chǎn)過程中應(yīng)該注意考慮到各個(gè)環(huán)節(jié)，避免如PAEs等有害物質(zhì)接觸污染產(chǎn)品中，負(fù)起責(zé)任，確實(shí)保障消費(fèi)者的身體健康。

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Simulataneous Determination of 18 Phthalate Acid Esters Migration in Milk Powder by Solid Phase Extraction Coupled with Gas Chromatography-Mass Spectrometry

HUANG Yong-hui
（Fujian Inspection and Research Institute for Product Quality，F(xiàn)uzhou 350002,Fujian,China）

2010-07-02

黃永輝（1982—），男（漢），工程師，碩士，從事食品安全分析研究。