氣象色譜-質譜聯用法測定食品中的多氯聯苯技術研究

吉仙枝

（三門峽職業技術學院 食品園林學院，河南 三門峽472000）

氣相色譜—質譜聯用技術近年來被越來越廣泛地用于食品研究。質譜分析技術在分析檢測四大譜中一直占據重要位置，其他三個分別是：紫外、紅外譜和核磁共振。四大譜中質譜分析雖然靈敏度和準確度高，能獲取大量的物質內涵信息，可以測得研究物質的分子量和分子式，但其缺點也非常明顯。因為單純的質譜分析只能定性純物質，對混合組分無法分析清楚。而氣相色譜的分離能力則強的多，只要色譜條件設定得當，質譜分析技術無法分辨的混合組分就可以被氣相色譜法分離為純物質。不過氣相色譜也有它的缺點，它的測定結果因為是依靠保留值定性，很大程度上具有不可靠性。綜合所述，氣相色譜—質譜聯用技術的誕生是將氣相色譜與質譜分析采用優化組合的方式偶聯，達到發揮優點，彌合缺點的目的[1]。

目前，食品中PCBs的檢測方法，大部分使用氣相色譜或氣質聯用的檢測方式，前處理則大多采用液－液提取和固相萃取方式進行[2-3]。這兩種方式都存在一定問題，氣相色譜檢測存在特異性和選擇性差的問題[4-6]，氣質聯用法的缺點主要存在前處理麻煩，檢出限高的問題，兩種方法針對復雜基質中痕量殘留物的檢測效果均不能令人滿意[7-8]。所以這里要研究一種低檢出限的痕量檢測技術，同時要求具備較強抗干擾能力和準確定性能力。

試驗采用微波輔助提取－氣相色譜-質譜聯用技術測定魚類食品中的多氯聯苯，具備有機溶劑使用量少、萃取時間短、樣品提取率高、條件易于控制、靈敏度高，選擇性和特異性好。與其他檢測方法相比，檢測時間短，結果可信度高，以魚類食品中多氯聯苯的測定為例建立了較好的方法。

1 材料與方法

1.1 樣品與試劑

樣品：帶魚，購自三門峽市某超市。

試劑：正己烷、丙酮為科密歐的分析純。

多 氯 聯 苯 標 準 品 ：PCB28、PCB52、PCB77 和PCB101四種多氯聯苯單標，美國Sigma公司生產。

1.2 試驗主要儀器

美國Agilent公司生產的 7890A-7000AGCQQQ型氣相色譜－串聯質譜儀；美國Agilent公司生產的HP5－MS型色譜柱；美國CMG公司生產微波輔助萃取系統；美國Agilent公司生產固相萃取裝置。

1.3 試驗方法

試驗流程如圖1所示。

圖1 PCBs提取和測定流程

1.3.1 單因素試驗

1）選擇萃取條件

要獲得好的微波萃取效果，需要考慮以下因素的影響：萃取溶劑的選擇、溶劑用量多少，萃取時長，萃取溫度。一般用回收率來度量微波萃取效果。對于萃取溶劑的選擇，因為正己烷及苯類非極性溶劑吸收不能微波能量，本試驗經過比較分析，最終選擇使用正己烷與丙酮等體積的混合溶液10毫升作為萃取溶劑，實試證明這一選擇有效彌補了正己烷無法吸收微波的缺陷，且萃取效率良好。

首先通過試驗選擇最佳的萃取溫度。把濃度10.00μg／kg的標準物質添加到6份空白試樣中，分別對應 70、80、90、100、110、120℃中一個溫度條件提取20分鐘。每份空白所選溫度與所測平均回收率對應關系詳見圖2。

圖2 萃取溫度和平均回收率關系

圖2中結果分析可知：當萃取溫度高于100℃后，平均回收率在數值上表現穩定，故微波萃取溫度選定100℃。

接著研究萃取時長的選擇。仍選擇平均回收率作為度量標準，試驗測得萃取時長對平均回收率影響情況詳見圖3。

圖3 萃取時長和平均回收率關系

由圖3分析可知，萃取時長超過16分鐘后，回收率在數值上表現穩定，因而選定16分鐘為萃取時長。

2）選擇色譜條件

本試驗選EI做離子源，氦氣做載氣，程序調整升溫后，35分鐘內完成樣品的測定，設定流速每分鐘1毫升，完成峰與雜質的基線分離，分離度和響應值良好。標譜圖4顯示，色譜峰型標準清晰，達到了要求的分離度。

圖4 4種PCBS混合標準樣品MRM

采用 Agilent公司 HP5－MS型色譜柱 （30m×250μm×0.25μm），氦氣流速控制為每分鐘1毫升，進樣口溫度300℃，程序升溫情況詳見表1。

表1 程序升溫情況

3）選擇質譜條件

?

本試驗需確定2-3種特征離子作為母離子，故需要先對所有待測物質標準品進行全掃描，再對母離子進行逐個掃描，調節特征碎片離子掃描圖，再結合空白基質液及標準基質液的離子掃描圖，優化參數，最終確定多反應監測模式下，待測的4種PCBs信號采集對應的特征離子對和碰撞能如表2所示。

表2 4種待測PCBs的質譜分析優化參數

1.3.2 正交試驗

為更合理科學的選擇試驗條件，這里就萃取條件的選擇進行正交試驗。選擇萃取時間、萃取溫度兩種因素各三個水平對優化目標的影響進行研究，以兩因素之間都是全面試驗保證可比性，尋求一種最佳的組合保證提取效率。試驗水平見表3，結果分析見表4。

表3 萃取條件選擇試驗水平

表4 萃取條件選擇試驗結果分析

根據表4所得數據進行極差分析可以得出如下結論：根據極差的大小順序排出各因素對提取結果的影響順序，依次為萃取時間＞萃取溫度。因為本試驗的目標是提高回收率，因此應該選取每個因素I、II、III中最大的那個水平， 即萃取時間 18min，超聲萃取溫度110℃。因此條件恰巧包括在已做過的9次試驗中，因此綜合單因素試驗的結果進行分析比較，最終選擇了10g樣品加入10mL的V（正己烷）∶V（丙酮）＝1∶1 的混合溶液作為萃取溶劑，微波萃取溫度設定為100℃，萃取時間為16min。

2 結果與討論

2.1 PCBs靈敏度檢測

按歐盟標準，將4種PCBs單標加入空白試樣中，含量達到 0.50～1.00μg／kg時停止，并按 1.3.1和1.3.2進行氣－質聯用分析。所得定量限譜圖詳見圖5。

圖5 PCBs定量限MRM

由圖5分析可知，4種PCBs的檢出限S／N均大于3。以標液濃度為橫坐標，定量離子對的色譜峰面積為縱坐標，求回歸方程，相關結果詳見表5。

表5 線性方程、檢出限和定量限

將表5中數據與其他相關文獻對比，結果本方法的檢出限優于文獻報道值，可用于定性與定量檢測食品中4種PCBs殘留。

2.2 回收率的測定

采用本試驗所選方法測定購自市場的魚肉樣品，檢出均為陰性。隨后采用在樣品中添加標準品的方法，分別添加 3、5、10μg／kg 標準品于空白樣品中，測定回收率。樣品加標譜圖見圖6，檢測結果詳見表6。分析表6數據可知，4種PCBs加標檢測的回收率處于88．2%～97.8%之間，RSD處于4.36%～7.21%之間，這兩項指標均顯示本試驗所選方法是可行的。

圖6 空白樣品加標MRM

表6 GC-QQQ方法的回收率和精密度（n=6）

3 結論

本試驗所建立的微波輔助提取，固相萃取凈化，結合氣相色譜－質譜聯用的方法，可有效的測定魚類食品中4種多氯聯苯。該方法有機溶劑使用量少、萃取時間短、樣品提取率高、條件易于控制、檢出限低，具備很好的選擇性及特異識別。與常規檢測方法相比，檢測速度快，回收率、精密度和檢出限均能滿足多氯聯苯的定性和定量檢測，檢測結果比已有相關文獻報道值更加精準，以魚類食品中多氯聯苯的測定為例進行了突破。

[1]孫偉紅，魏志強，冷凱良，等.氣相色譜-串聯質譜法測定貝類中指示性多氯聯苯[J].分析科學學報，2009，25（6):647-651.

[2]將慧，趙力.固相微萃取-氣相色譜法分析水產品中的多氯聯苯[J].廣州農業科學，2011，16（38）：92-94.

[3]趙本燕,崔兆杰.加速溶劑萃取-氣相色譜法測定土壤中的類二噁英多氯聯苯[J].化工環保，2006，26（6）：518-521.

[4]將慧，趙力.超聲波萃取-氣相色譜法測定水產品中多氯聯苯殘留[J].安徽農業科學，2012，40（2）：954-955.

[5]費勇，楊曉紅，張海燕，等.全自動凝膠色譜凈化－氣相色譜法同時測定淡水魚類中多氯聯苯和有機氯農藥等36種殘留有機物[J].中國環境監測，2011，27（2）：63-67.

[6]吉仙枝.超聲波提取-氣相色譜法測定魚類食品中PCBs[J].中國釀造，2012，31（8）：116-119.

[7]謝振偉，楊坪，廖翀，等.串聯四極桿質譜（GC—QqQ—MS/MS）測定土壤中的有機氯農藥和多氯聯苯[J].中國環境監測，2008，24（5）：20-24．

[8]白彥坤，郭麗敏，李強，等.氣相色譜－質譜聯用法測定食品紙包裝材料中的多氯聯苯[J].分析儀器，2011，177（5）：18-21.