基質分散固相萃取-液相色譜-離子阱質譜法檢測罐頭食品中雙酚類化合物殘留

摘 要 建立了采用基質分散固相萃取液相色譜四級桿串聯線性離子阱質譜分析罐頭食品中雙酚類化合物殘留的方法。樣品中的雙酚類化合物殘留經0.1% 甲酸乙腈提取，基質分散固相萃取凈化，外標法定量，液相色譜質譜測定。使用數據相關采集掃描功能（IDA）結合增強離子產物（EPI）模式對樣品中的雙酚類進行定性分析，并建立雙酚類的二級子離子譜庫。通過MRM模式對雙酚類進行定量分析，雙酚類化合物在4種罐頭食品中的平均回收率為49.3%～128.4% （n＝6）； 相對標準偏差在3.2%～14.4%（n＝6）之間，可以滿足對罐頭食品中的雙酚類殘留的快速同時定性與定量檢測的要求。

[KH*3/4D][HTH]關鍵詞 [HTSS]雙酚類化合物； 基質分散固相萃取； 四極桿串聯線性離子阱質譜; QuEChERS; 罐頭食品

[HT][HK]

[FQ（3２，X，DY－Ｗ][CD15] 20110921收稿；20111214接受

本文系上海市科研基地能力提升項目（Nos.11DZ2210700， 10595812100）， 質檢公益性行業專項 （No. 20101007304）， 國家質檢總局課題（No. 2011IK232）和上海檢驗檢疫局科技專項（No. HK0602010）資助

*Email: dengxj@shciq. gov.cn[HT]

1 引 言 

雙酚類化合物具有類似苯酚的縮合結構，其中雙酚A（BPA） 是目前生產聚碳酸樹脂和環氧樹脂的重要原料，雙酚F（BPF） 是由苯酚和甲醛縮合而成，適于制造成型材料和薄膜。雙酚A二縮水甘油醚（BADGE）是雙酚A和環氧氯丙烷的縮合產物，雙酚F二縮水甘油醚（BFDGE）是酚醛系列中結構最簡單的化合物。當BADGE和BFDGE接觸到水溶性和酸性食品，會轉變成BADGEH2O， BADGE2H2O和BFDGE2H2O；當被用作去除鹽酸時，會轉變成BADGEHCl， BADGEHClH2O， BADGE2HCl 和 BFDGE2HCl\\[2，3\\]。在罐頭加工儲藏過程中，用環氧樹脂等制成的金屬罐頭內涂層中的雙酚類化合物會遷移到內容的食品中，對人體健康產生潛在威脅\\[4～6\\]。

早在2005年歐盟就頒布了《關于在與食品相接觸的材料及物品內使用某些環氧衍生物的法規》（EC/1895/2005號指令），規定自2006年1月1日以后禁止在食品接觸的涂料中使用BFDGE，也禁止含有該成分的罐頭產品進入歐盟市場。規定BADGE， BADGEH2O， BADGE2H2O在食品或食品模擬物中的遷移總量不超過9 mg/kg，單一各類在食品或食品模擬物中的遷移總量不超過1 mg/kg。2007年1月1日以后，所有使用BADGE作為與食品接觸涂料的產品必須同時出具聲明。因此，相關的檢測方法是目前關注的焦點之一。

目前，雙酚類化合物的前處理方法主要為固相萃取法\\[7～11\\]，檢測手段包括氣相色譜/質譜\\[12\\]、液相色譜（熒光檢測器）\\[11，13\\]和液相色譜質譜\\[2，3\\]。QuEChERS方法（Quick， Easy， Cheap， Effective， Rugged and Safe）由美國農業部Anastassiades等在2003年開發\\[14\\]。由于前處理方式方法簡便，目前廣泛應用于農藥殘留\\[14，15\\]、獸藥殘留\\[16，17\\]和添加劑\\[18\\]檢測，但尚未見用于雙酚類化合物前處理的報道。本研究采用QuEChERS法結合液相色譜四級桿串聯線性離子阱質譜，同時定性與定量檢測罐頭食品中11種雙酚類化合物，方法簡單、快速，適合大量樣品中低殘留水平的雙酚類化合物的快速測定，滿足日常檢測分析的要求。

2 實驗部分2.1 儀器與試劑

API 4000 QTRAP四極桿串聯線性離子阱質譜儀（美國AB 公司）；SHISEDO Nano Space高效液相色譜儀（日本資生堂公司）；Allegra X22R高速離心機（美國Beckman公司）；NEVAP111型氮吹濃縮儀（美國Organomatian公司）；移液器（0.5～10

SymbolmA@ L， 美國Brand公司）。

BPA和BPF標準物質（純度＞95%， 日本TCI公司）；BFDGE標準物質（純度＞95%， 德國Dr.Ehrenstorfer 公司）；其余8種雙酚類標準物質（瑞士Fluka公司）。甲醇（HPLC純， J.T.Baker公司）；乙腈（HPLC純， Promptar公司）；甲酸（ACS純，J. T. Baker公司）；NaCl、無水MgSO4和無水Na2SO4（中國醫藥上海化學試劑公司）；CNWBONDN丙基乙二胺（PSA）、石墨化碳黑（GCB）、C18粉末和NH2粉末（上海安譜公司）。實驗用水為超純水（Millipore系統生產）。

2.2 標準儲備液及標準工作溶液的配制

分別稱取0.0100 g標準品，用10 mL甲醇溶解，配制成1.0 g/L標準儲備液，于4 ℃冰箱內避光保存，有效期為12個月。

吸取適量標準工作溶液，用基質空白溶液配制成適當濃度的混合標準工作溶液，臨用時現配。

2.3 樣品前處理

稱取均質樣品2 g，置于 50 mL塑料離心管中，加入適量雙酚類標準溶液，4 mL去離子水，15 mL 0.1% 甲酸乙腈溶液，1 g NaCl，漩渦混合1 min，以5000 r/min離心5 min；取上清液至另一50 mL離心管中，加入50 mg PSA，25 mg GCB， 150 mg NH2和1000 mg無水Na2SO4\\[19\\]，漩渦混合1 min，以5000 r/min 5 min；取上清液，在40℃下氮氣吹干，用1 mL含0.1%甲酸的甲醇水（50∶50，V/V）復溶；溶液轉移至1.5 mL 離心管中，以10000 r/min離心10 min；上清液轉移至進樣小瓶中，待測。

IDA條件：在上述質譜條件下增加IDA（Information dependent acquisition）監測模式，監測響應值超過1000的最強的一個離子。建立EPI（Enhanced product ion）掃描模式，掃描分子量為100～450 Da的離子，掃描速率為4000 Da/s。EPI電壓參數：DP 50 V；CE 40 V；CES （Collision energy spared） 15 V。3 結果與討論

3.1 質譜條件的優化

3.1.1 MRM條件的優化 取10 mg/L雙酚類化合物標準溶液，以流動注射的方式分別在電噴霧正/負模式下進行母離子和子離子掃描，并優化去簇電壓、碰撞氣電壓等參數條件，以達到最佳靈敏度，如表1所示。BPA在負離子模式下易形成準分子離子峰m/z 227 （\\[M－H\\]

Symbolm@@ ）和子離子碎片m/z 212 \\[8，9\\]，可能是母離子\\[M－H\\]

Symbolm@@ 上丟失一個甲基后所造成。BPF也適宜采用負離子模式掃描。對于9種環氧衍生物，在正離子模式下易形成準分子離子峰\\[M＋NH4\\]＋和響應值很強的子離子碎片，適合用正離子模式掃描\\[1\\]。其對應子離子的裂解方式如表2所示，選取不同MRM離子對相互比例均較穩定，RSD≤12%，可以用于定量檢測。

3.1.2 EPI模式的特征

在EPI模式下，采用1.0 mg/L 雙酚類化合物標準溶液通過優化雙酚類化合物的CE值，建立化合物特征EPI碎片譜庫\\[20\\]。結果表明，CE值為40 V時，得到的碎片信息最適合分析。而在負模式下，BPA和BPF的碎片離子峰特征碎片不明顯，無法建立相應的 IDA方法。

圖1為 2.0

SymbolmA@ g/kg添加水平的飲料基質中BADGEH2O的測定結果。在樣品基質干擾較大時，MRM方法中兩個定性子離子（SRM 2和 SRM 3），無法確證樣品中的BADGEH2O；

[TS（][HT5”SS]圖1 兩種模式（MRM和IDA）下對飲料基質加標（2.0

SymbolmA@ g/kg） 樣品的測定及EPI譜庫檢索

Fig．1 Determination of BADGEH2O in a spiked beverages effluent （2.0

SymbolmA@ g/kg） by both operation modes （MRM and information dependent acquistion （IDA）） and enhanced product ion （EPI） library search

（A） 總離子色譜圖；（B） BADGEH2O的提取離子色譜圖；（C） BADGEH2O的EPI譜圖；（D）飲料基質加標中BADGEH2O的EPI譜庫檢索。（A） Total ion chromatograms; （B） extracted ion chromatograms for BADGEH2O; （C） EPI spectrum of BADGEH2O; （D） identification of BADGEH2O add in beverages by EPI library search.[HT][TS）]

但是，使用IDA結合EPI譜圖方法卻能清晰地看到該化合物子離子信息，并進行定性確證。將基質加標圖譜的碎片圖譜和譜庫中的碎片圖譜進行比較（圖2中D1），通過對比其子離子圖譜的相似度（Fit）和反相似度（RevFit）值可見，基質加標樣品和BADGEH2O標準溶液圖譜的相似度值（87.53）和反相似度值（73.17）均較高\\[21\\]，同時，結合化合物的保留時間，輔助定性分析，在不需要對該樣品重新進樣條件下，實現對BADGEH2O的快速確證，簡化了定性分析流程。

3.2 色譜條件的優化

比較了水甲醇和水乙腈2種流動相對雙酚類雙酚類化合物的分離以及質譜相應強度的影響。相對于乙腈水體系，使用甲醇水體系時能獲得較好的分離效果和儀器響應，與文獻\\[7\\]報道的結果相似，通過優化洗脫梯度可實現11種雙酚類化合物的分離。由于負模式下的BPF和正模式下的BFDGE2H2O兩種化合物無法通過優化色譜條件在同一支色譜柱上實現完全分離，因此在實際樣品檢測時采用正負模式分別進樣方式，優化后的選擇離子流色譜峰圖見圖2。考察了定容液中甲醇與水的體積比，及甲酸含量對色譜峰形的影響，最后確定采用含0.1%甲酸的甲醇水（50∶50，V/V）溶液。



[TS（16Y][HT5”SS]

圖2 雙酚類標準溶液疊加離子流圖譜

Fig．2 Combined XIC chromatogram of bisphenol compounds standards

1. 雙酚F; 2. 雙酚A; 3. 雙酚F雙（2，3二羥基丙基醚）; 4. 雙酚A雙（2，3二羥基丙基醚）; 5. 雙酚A（2，3二羥基丙基甘油醚）; 6. 雙酚A（3氯2羥丙基）（2，3二羥丙基醚）; 7. 雙酚F二縮水甘油醚; 8. 雙酚F雙（3氯2羥丙基）甘油醚; 9. 雙酚A二縮水甘油醚; 10. 雙酚A（3氯2羥丙基甘油醚）; 11. 雙酚A雙（3氯2羥丙基）甘油醚

1. BPF， 2. BPA， 3. BFDGE2H2O， 4. BADGE2H2O， 5. BADGEH2O， 6. BADGEHClH2O， 7. BFDGE， 8. BFDGE2HCl， 9. BADGE， 10. BADGEHCl， 11. BADGE2HCl.[HT][TS）]

3.3 前處理條件的優化

QuEChERS方法的主要步驟為酸性乙腈提取后進行鹽分配，分散固相萃取凈化。考察了含不同濃度（0.1%和0.5%）甲酸和乙酸的乙腈溶液對提取效果的影響。結果表明，0.1%甲酸乙腈對雙酚類化合物的回收率較好。同時比較了無水Na2SO4和無水MgSO4的添加量對鹽分配結果的影響。結果表明，采用無水Na2SO4得到的各待測物回收率總體優于無水MgSO4，其中差別較大的幾種雙酚類可能是由于無水MgSO4遇水放熱，促使其受熱分解，導致回收率下降\\[22\\]。本研究選擇了4種類型的固相萃取填料（PSA， C18， GCB和NH2），當填料中不含C18時，對罐頭基質的凈化效果及雙酚類化合物回收率均優于包含全部4種吸附劑的回收率實驗結果，說明吸附劑種類多并不能起到更好的凈化效果。優化實驗表明，50 mg PSA，25 mg GCB，150 mg NH2，1000 mg無水Na2SO4，雙酚類化合物的回收率較高。

3.4 方法學驗證

3.4.1 檢出限（LOQ）

按照10倍信噪比（S/N）確立方法的定量檢出限（LOQ）：BPA，BPF，BADGE，BADGEH2O，BADGE2H2O，BADGEHClH2O，BFDGE和BFDGE2HCl的LOQ為1.0

SymbolmA@ g/kg，線性范圍為1.0～20.0

SymbolmA@ g/L；BADGEHCl，BADGE2HCl，BFDGE2H2O的LOQ為2.0

SymbolmA@ g/kg，線性范圍為2.0～50.0

SymbolmA@ g/L。

[TS（][HT5”SS]圖3 藍莓中添加2

SymbolmA@ g/kg 11種雙酚類化合物的MRM譜圖

Fig．3 MRM chromatogram of 2

SymbolmA@ g/kg bisphenol compounds added in blueberries[HT][TS）]

3.4.2 添加回收實驗 采用本方法對不含雙酚類的1種果汁飲料（罐裝）、3種動物源性罐頭食品（魚、肉、全脂奶粉）中的雙酚類化合物進行測定。由表3可見，3個添加水平的平均回收率在49.3%～128.4% （n＝6）之間，相對標準偏差為3.2%～14.4% （n＝6），方法的回收率和精密度良好。

3.4.3 基質效應的影響

液相色譜質譜進行檢測時，由于基質效應的影響，導致目標化合物發生離子增強或抑制作用\\[21\\]。采用樣品處理后加入法評估基質效應，此方法是將經過前處理的不同基質空白樣液中添加1 mg/kg的雙酚類待測物，平行進樣3次，對其峰面積進行歸一化處理：A（%）＝As/Amax×100，其中Amax為雙酚類物質標準溶液的峰面積，As為雙酚類化合物添加在不同基質中的峰面積。結果表明，雙酚類化合物在不同基質中基質效應顯著，基質效應率在36.1%～119.4%之間，特別是在魚和全脂奶粉中存在較強的基質效應。

3.5 實際樣品檢測

采用本方法對市場上購買的22種不同類型的罐頭食品（蔬菜、水果和肉等）進行檢測，BPF， BFDGE及其衍生物均未檢出；而BPA， BADGE及其衍生物在各罐頭中均有檢出，檢測結果為2.8～165

SymbolmA@ g/kg，說明BPA、BADGE及其環氧衍生物在罐頭食品內涂料中均有使用，并遷移到食品內容物中，但含量相對較低，未超過歐盟對罐頭食品中遷移總量的規定。結果表明， 本方法簡便、快速，可以滿足目前對罐頭食品中雙酚類內分泌干擾物的同時定性與定量檢測需求。

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

Simultaneous Determination of Bisphenol Compounds in Canned Food by

Matrix SolidPhase Dispersion and Liquid ChromatographyTandem

Quadrupole Linear Ion Trap Mass Spectrometry



LIANG Kai1， DENG XiaoJun2， YI XiongHai2， ZHAO XiaoYa3， GUO DeHua2，

ZHAO ShanZhen2， CHEN ShunSheng2， WANG Peng3， ZHU Jian2



1（Shanghai Ocean University， Shanghai 200433， China）

2（Shanghai EntryExit Inspection and Quarantine Bureau， Shanghai 200135， China）

3（Hubei EntryExit Inspection and Quarantine Bureau， Wuhan 430022， China）





Abstract A method based on matrix solidphase dispersion and liquid chromatographyquadrupole/linear ion trapmass spectrometry （MSPDLC/QqLIT） for qualitative and quantitative determination of bisphenol compounds in canned food was presented. Bisphenol residues were extracted with acetonitrile solution containing 0.1% formic acid， followed by a further cleanup procedure using QuEChERS method. Bisphenol compounds were separated upon a C18 column and detected by liquid chromatographictandem mass spectrometry. Information dependent acquisition scan function （IDA） combined with enhanced product ion scan （EPI） library was used to confirm the bisphenol compounds， while quantification analysis was operated by MRM mode using external standard method simultaneously. The recoveries ranged from 49.3%－128.4% （n＝6） with RSD from 3.2% to 14.4% （n＝6） in 4 kinds of canned food matrices respectively. The method is proved to be quick and effective for simultaneosly qualitative and quatitative determination of bisphenol residues in canned foodstuffs.

Keywords Bisphenol compounds; Matrix solidphase dispersion; Tandem quadrupolelinear ion trapmass spectrometry; QuEChERS; Canned food

（Received 21 September 2011; accepted 14 December 2011）