氣相色譜-二級質譜法測定木竹藤草制品中五氯苯酚*

李 彬，黃略略*，宋保靚

（1.深圳職業技術學院，廣東 深圳518055；2.深圳出入境檢驗檢疫局工業品檢測技術中心，廣東 深圳518045）

五氯苯酚（Pentachlorophenol，PCP），也稱為五氯酚，是木制品及竹藤草制品中常用的防腐劑，具有防腐、殺真菌和殺蟲的作用[1]，由于其化學性質穩定、殘留時間長，在人體內產生生物儲積而導致癌癥．許多國家和地區已禁止或限制與人體接觸的物品包括木竹藤草制品使用五氯酚作為防腐劑：歐盟2003/02/EC規定五氯苯酚最大殘留量為5 mg/kg；美國EPA規定禁止使用五氯苯酚[2]．因此，有必要建立高靈敏的測定木制品及其它竹藤草制品中五氯酚的方法，以適應不同法規中檢測限量的需要．

目前，測定木竹藤草制品中五氯苯酚的方法有高效液相色譜法[3-4]、氣相色譜-電子捕獲檢測器測定法[5-7]、氣質聯用法[8]和液質聯用法[9-10]．高效液相色譜法靈敏度較低，樣品需濃縮后，方可達到法規限量要求；液質聯用儀成本較高，維護較為麻煩，不易推廣．氣相色譜-電子捕獲檢測器測定法靈敏度雖高，但和高效液相色譜法一樣，遇到樣品中五氯苯酚假陽性問題時，無法進行確證．目前氣相色譜-串聯質譜法也用于五氯苯酚的測定，但僅限于煙草、涂料、土壤等樣品[11-13]，且大部分采用的是EI電離源．EI電離源在測定電負性較強的五氯苯酚時靈敏度有限，而CI化學電離源在檢出強電負性物質上靈敏度更具優勢，尤其CI源的負化學電離模式（NCI）-MS，電離碎片較少，準分子離子峰比較強，譜圖比較干凈，適用于復雜基體樣品中五氯苯酚的測定．目前已有氣相色譜-負化學源質譜法測定河蟹中五氯苯酚的報道[14]，但是文獻采用的是負化學源一級質譜，背景干擾較嚴重．本研究使用甲醇提取樣品，乙酸酐衍生，使用負化學電離源作為離子源，利用氣相色譜-負化學電離源（NCI）-二級質譜法測定木制品及其它竹藤草制品中的五氯苯酚．

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

瓦里安450 GC-320 MS/MS 氣相色譜儀-質譜聯用儀（配置EI 和CI 電離源，美國瓦里安公司）；超聲波發生器；AE200 分析天平（感量0.0001g，瑞士梅特勒公司）；金屬篩：孔徑1.0 mm．

甲醇和正己烷為色譜純（美國Tedia 公司）；碳酸鉀、無水乙酸酐和無水硫酸鈉均為分析純（國藥集團化學試劑公司，上海），無水硫酸鈉（國藥集團化學試劑公司，上海）經600 ℃灼燒4 h，冷卻后貯存于干燥器中備用；五氯苯酚（PCP）（Dr.Ehrenstorfer 公司，純度≥99%）．

1.2 實驗方法

本文前處理過程參考CEN/TR 14823:2003[15]進行．

1.2.1 樣品前處理過程

1.2.1.1 樣品的制備

隨機抽取有代表性木竹藤草樣品．用木刨刨取試料，或用空心鉆鉆取待測樣品，將試料加以粉碎，過金屬篩，充分混合．稱取適量樣品在（103±2）℃條件下干燥至質量恒定，干燥后的試樣應立即置于干燥器內冷卻，作為待測試樣．

1.2.2.2 五氯苯酚的提取

稱取適量試樣加入到錐形瓶中，加入30～40 mL甲醇至瓶中，搖動，確保所有試樣被浸泡．將錐形瓶置于超聲波中超聲約半小時．樣品沉降并冷卻后，取上清液轉移溶液至50 mL 容量瓶，并用甲醇清洗殘渣，合并以上濾液，用甲醇定容到50 mL．

1.2.2.3 五氯苯酚的乙酰化

將30 mL 0.1 mol/mL 碳酸鉀溶液加入到分液漏斗中，移取上述提取液1 mL 到分液漏斗中，充分振蕩，加入2mL 的無水乙酸酐，搖動幾分鐘反應完畢后，再加入10 mL 正已烷，充分振蕩，靜置分層后，移取上層正已烷相溶液，通過內置有無水硫酸鈉的漏斗到一個25 mL 容量瓶中；用10 mL 正已烷重復以上步驟，合并濾液．用正已烷定容至刻度，取正已烷溶液供氣相色譜-質譜分析．

1.2.2 標準溶液的制備

五氯苯酚標準溶液（0.002～1mg/L）的衍生化過程參見1.2.2.3 節方法步驟．

1.3 分析條件

1）色譜條件：DB-5MS 色譜柱（30 m×0.25 mm i.d.×0.25μm）；柱溫采用程序升溫，初溫50 ℃，以15 ℃/min 升至200 ℃，保溫5 min；然后以30 ℃/min 升至280℃，保溫2.3min；柱流速1.0 mL/min；進樣口溫度：250℃．

2）質譜條件：負化學（NCI）離子源：-70eV；反應氣：甲烷（純度＞99.999%），壓力6.0 Torr；碰撞氣體：高純氬氣（純度＞99.999%），壓力1.8 mTorr；載氣：高純氦（純度＞99.999%）；離子源溫度：150℃；傳輸線溫度：250℃；脈沖不分流進樣，3.0 min 后開閥．

2 結果與討論

2.1 離子源的選擇

分別使用EI和CI 2種離子源對樣品進行試驗．實驗結果表明：EI 源對電負性較強的五氯苯酚衍生物的響應靈敏度較差，只能做到10-6級，樣品必須經過濃縮才能上機檢測，且譜圖中干擾峰較多（見圖1）．CI 源的二級質譜靈敏度比EI 源高出約30 倍，樣品不經濃縮就可以直接上機定性和定量，圖2為GC-CI-MSMS 測定的未經濃縮的陽性樣品A 的一級和二級色譜圖．1）五氯苯酚含有5 個氯原子和一個羥基，故容易失去質子帶負電荷．故采用負化學電離源模式靈敏度會有很大優勢；2）采用EI 離子源時，電離能量較強，碎片較多，導致樣品中背景值較高，影響了檢測靈敏度．而CI 是比EI 弱的軟電離模式，背景信號低，雖然在一級質譜中電離碎片較少，定性準確度不高，但結合二級質譜進行二級電離后，相比于EI 源，即能降低背景干擾，同時又提高了檢測靈敏度．所以，本方法采用負CI 電離源作為離子源，并使用二級質譜進行定性定量分析．

2.2 質譜條件的選擇

首先通過全掃描方式得到一級質譜總離子流圖和質譜圖（見圖3a和3b），選擇m/z308作為母離子作二級質譜．根據二級質譜的結果，選擇豐度相對較高、分子質量較大的3對碎片離子（m/z308/265，m/z308/231，m/z308/202）同時監測（見圖3c），進行定性確證．選擇豐度較高的離子對m/z308/265作為為五氯苯酚衍生物的定量離子對進行定量分析（見圖3c）．

圖1 濃縮50倍后的樣品GC-EI-MS總離子流圖（a）和選擇離子流圖（監控離子:308amu）（b）

圖2 GC-CI-MS離子流圖

圖3 乙酰化五氯苯酚標準溶液典型GC-CI-MS一級質譜

2.3 方法驗證

2.3.1 標準工作曲線和檢出限

在優化的實驗條件下，對一定濃度范圍內（0.002～1mg/L）的五氯苯酚標準溶液進行衍生后測定，發現進樣濃度（X，10-9）與衍生產物峰面積（Y）有良好的線性關系，相關系數γ分別為0.9992，線性相關方程為Y=2748456X+3121239．采用在空白樣品中加入標樣進行實測的方法來測定其檢測限，在S/N=3的條件下，確定五氯苯酚的檢測低限為0.001mg/L．

2.3.2 精密度和回收率實驗

在測定的空白木材樣品中加入濃度分別為0.002、0.05 和1.0 mg/L 的五氯苯酚標樣，按1.2樣品處理步驟操作，進行回收率和精密度實驗，結果見表1．

2.4 實際樣品檢測

隨機選取16 個進出口木竹藤草制品（木碗、木筷、藤制儲物筐、竹制擺件等），按照文中樣品前處理步驟和優化的儀器試驗條件進行測定（檢測結果見表2），由結果可知：16 個樣品中藤制儲物筐、竹制擺件中五氯苯酚檢出陽性樣品居多，共有8 個陽性樣品，其中超出法規限量值的樣品有3 個．木碗、木筷中僅有一個陽性樣品，且不超標．

表1 回收率和精密度（n=9）

表2 實際樣品檢測結果（n=3）

實驗結果表明：通過帶有負化學電離源（NCI）的氣相色譜二級質譜儀測定，檢測靈敏度高，干擾小，可操作性強，能夠很好的滿足木竹藤草制品中五氯苯酚的定性定量檢測要求．