固相萃取結合氣相色譜-三重四極桿質譜法測定方便面中16種多環芳烴

邢燕，王敏，劉玉棟，王勤，趙軍溪

（1.淄博市疾病預防控制中心，山東淄博255026；2.淄博市環境有機污染與人群健康監測分析重點試驗室，山東淄博255026；3.淄博市科學技術情報研究所，山東淄博255025）

多環芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）一般含有兩個或兩個以上的芳香環，具有致畸、致癌和致突變性[1-2]。多環芳烴廣泛存在于水、空氣和土壤中，在食物中也有較高的檢出[3]，油炸食品中多環芳烴的檢出率尤其高。食品成分在高溫烹調加工時發生熱解或熱聚反應，是多環芳烴的主要來源[4]。西班牙、意大利、希臘規定脂肪和油中苯并[a]芘的最大限值為2 μg/kg，食用油中8 種重多環芳烴的限值為5 μg/kg；歐盟對油品中苯并[a]芘的最大限值為2 μg/kg，其中4 種重質多環芳烴的限值為10 μg/kg；我國油脂及其制品中苯并[a]芘的最大限值為10 μg/kg。

方便面是很受歡迎的速食食品，它的面塊通常通過油炸制作，該過程可能產生PAHs 污染。多環芳烴在食品中的濃度低，樣品的制備是在檢測多環芳烴的過程中最耗時的部分，開發快速、可靠、靈敏和易于操作的檢測方法是目前分析人員研究的重點[5]。目前的研究重點集中于油、肉制品、熏制食品等食品中多環芳烴的檢測[6-9]。檢測多環芳烴常用的方法包括氣相色譜法、氣相色譜-質譜法和液相色譜法[6-11]。其中液相色譜-熒光法對多環芳烴的靈敏度最高，但是這種方法不能檢測無熒光的PAH，例如苊烯。苊烯需要另外配備紫外檢測器檢測。氣相色譜-三重四極桿質譜作為一種高選擇性和高靈敏度的檢測方法，可以一次性檢測美國國家環境保護局（Environmental Protection A－gency，EPA）規定的16 種多環芳烴，該方法已經成功運用到多環芳烴的檢測中。

本試驗利用固相萃取結合氣相色譜-三重四極桿質譜（gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry，GC-MS/MS）測定方便面中16 種多環芳烴，優化多環芳烴的分離條件、凈化過程。并對20 份方便面樣品中的多環芳烴進行檢測，為大批量樣品中多環芳烴的快速測定提供了快速、準確、靈敏度高的方法。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 7010 氣相色譜-三重四極桿質譜、HP-5MS 石英毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：安捷倫公司；ST 16R 型高速離心機：美國Thermo Fisher公司；N-EVAPTM 112 型氮吹濃縮儀：美國Organomation 公司；KQ-250B 型超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；12 位SPE 固相萃取儀：美國Sμpelco 公司；Oasis HLB 固相萃取小柱（500 mg/6 mL）、Frolisal 固相萃取小柱（500 mg/6 mL）：沃特世科技（上海）有限公司。

甲醇、二氯甲烷為色譜純試劑：上海安普科學儀器有限公司；16 種多環芳烴混合標準（1 000 μg/mL），包括萘、苊烯、苊、芴、蒽、菲、熒蒽、芘、、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、苯并芘、苯并[k]熒蒽、茚并[1，2，3-cd]芘、苯[a，h]蒽、苯并[g，h，i]苝、芴-d10標準溶液（4 000 μg/mL）、菲-d10標準溶液（5 000 μg/mL）：美國 o2si 標準品公司。-d12標準溶液（4 000 μg/mL）、苝-d12標準溶液（4 000 μg/mL）：美國 AccuStandard 公司。

PAHs 標準溶液及內標溶液，用乙腈稀釋至所需濃度，盛放于棕色容量瓶中避光冷藏保存。

1.2 方法

1.2.1 儀器條件

氣相色譜條件：汽化室溫度280 ℃；載氣（He）柱流速1.0 mL/min；隔墊吹掃流量3 mL/min，不分流進樣；程序升溫：60 ℃保持 1 min，以 40 ℃/min 升溫至 120 ℃，以 5 ℃/min 升溫至 310 ℃。

質譜條件：質譜采用電子轟擊離子源（electron impact ion source，EI），離子源溫度280 ℃；四級桿溫度180 ℃；輔助加熱溫度 280 ℃；多反應監測（multiple reaction monitoring，MRM）模式，碰撞氣為高純氮氣。多環芳烴目標物的保留時間、母離子、子離子及碰撞能量見表1。

1.2.2 樣品處理

1.2.2.1 樣品提取

取20 g 方便面樣品于100 mL 離心管中，加入40 mL 正己烷，加入內標液，超聲提取30 min，8 000 r/min離心3 min，將上清液轉移至另一離心管中，40 ℃下氮吹至盡干。殘余物加入5 mL 乙腈-丙酮（體積比1 ∶1）超聲提取5 min，8 000 r/min 離心5 min，取上清液。提取過程重復兩次，合并上清液，35 ℃下氮至2 mL，待凈化用。

1.2.2.2 固相萃取

樣品提取液首先經Waters Oasis HLB 柱，凈化，依次 10 mL 二氯甲烷、10 mL 甲醇、10 mL 乙腈活化固相萃取柱；將提取液過柱，用5 mL 乙腈∶丙酮（體積比1 ∶1）和5 mL 二氯甲烷進行洗脫，收集的洗脫液于35 ℃水浴下氮吹至0.2 mL 左右，加入正己烷定容至2.0 mL（等待后續第二次凈化用）。

樣品經Florsil 柱第二次凈化，依次用10 mL 二氯甲烷、10 mL 正己烷對柱子進行活化；將初次凈化樣品過柱；再分別用5 mL 正己烷∶二氯甲烷（體積比2 ∶1）洗脫兩次，洗脫液35 ℃下氮吹至近干，加入乙腈定容至1.0 mL 供GC-MS/MS 上機測定。

2 試驗結果

2.1 分離條件優化

多環芳烴的數量較多，其中有些組分沸點較高。本文選用 HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm），并對載氣流速、進樣口溫度、色譜柱升溫程序等進行優化。16種多環芳烴標準的分離效果圖見圖1。

2.2 固相萃取柱的選擇

試驗用Oasis HLB、Florisil 和C18柱對方便面提取樣品進行凈化，凈化效果通過全掃描模式（質和比范圍：40 m/z～600 m/z）進行檢測，儀器其他條件與GC-MS/MS 的MRM 模式完全相同。方便面提取物中的雜質多為酸、酯、醇和酚類物質，Florisil 柱極性較強，Oasis HLB 是親水親油平衡柱，C18極性較弱。經過萃取效果比較，本文最終確定使用Oasis HLB 和Florisil 柱兩步凈化，樣品凈化前后的總離子流圖見圖2。

圖1 多環芳烴標準品的總離子流圖Fig.1 The total ions chromatogram of 0.2 μg/mL standard solμtion of PAHs

圖2 樣品提取物與凈化后樣品的總離子流圖Fig.2 The total ion chromatograms of sample

由圖2 可知，凈化后的基線低，雜峰數量和強度均有大幅度的降低，可見兩步凈化過程可以有效的去除樣品中的雜質。

2.3 標準曲線、方法檢測限、回收率和精密度

配制標準 0.5 ng/mL、0.02、0.05、0.1、0.5、1.0 μg/mL，以苊-d12、菲-d10、屈-d12和苝-d12作為內標定量檢測，標準曲線及相關系數如表2 所示。

多環芳烴各物質在試驗濃度范圍內，線性關系良好。定量限（limit of qμantity，LOQ）以 10 倍信噪比計算，在 0.03 μg/kg～0.54 μg/kg 之間（按樣品質量 20 g 計算）。分別在空白樣進行加標回收率試驗，加標濃度為0.5、2.5 μg/kg 和 5.0 μg/kg，每個加標水平做 6 組平行試驗，試驗結果見表3。

在不同的加標濃度下，加標回收率在75%～129%之間，相對標準偏差（relative standard deviation，RSD）小于13.4%。

表2 多環芳烴的標準曲線、相關系數及檢出限Table 2 Calibration eqμations，coefficient of determination and qμantification of the method in optimμm condition

表3 方法的回收率及精密度Table 3 The repeatabilities and reprodμcibilities of the method

2.4 實際樣品檢測

試驗測定了20 份方便面樣品中的多環芳烴，所有的樣品都是油炸面餅。表4 列出了多環芳烴的濃度。

表4 方便面樣品中PHAs 的含量Table 4 The concentrations of PAHs in instant noodles μg/kg

結果表明，在大多數樣品中檢測出的多環芳烴均有檢出，萘的檢出含量最高，其次是菲；在所有方便面樣品中，16 種多環芳烴的總濃度在44.7 μg/kg～109.3 μg/kg 之間，平均濃度為 72.1 μg/kg。目前，我國GB 2762-2012《食品安全國家標準食品中污染物限量》中，僅對苯并[a]芘有限量標準，谷物及其制品中苯并[a]芘不得超過5.0 μg/kg。本試驗測得的苯并[a]芘含量在 0.1 μg/kg～0.2 μg/kg 之間，符合 GB 2762-2012《食品安全國家標準食品中污染物限量》限值的要求。

3 結論

本文建立了固相萃取-氣相色譜-三重四極桿質譜測定方便面中16 種多環芳烴的方法。方便面樣品經正己烷與乙腈-丙酮提取，用Oasis HLB 和Florisil柱兩步凈化，氣相色譜-三重四極桿質譜檢測。在試驗濃度范圍內，線性關系良好，多環芳烴非讓定量限（以10 倍信噪比計算）在 0.03 μg/kg～0.54 μg/kg 之間。在不同的加標濃度下，加標回收率在75%～129%之間，相對標準偏差小于13.4%。該方法快速、準確、靈敏度高、重現性好，適用于大批量樣品中多環芳烴的快速測定。