液質聯用法測定食品塑料包裝材料中烷基胺

李秀英，黃金鳳，區碩俊，岑建斌，侯向昶，葉嘉榮，吳楚森，王強

（廣州質量監督檢測研究院，廣東廣州514100）

液質聯用法測定食品塑料包裝材料中烷基胺

李秀英，黃金鳳，區碩俊，岑建斌，侯向昶，葉嘉榮，吳楚森，王強

（廣州質量監督檢測研究院，廣東廣州514100）

建立分散固相萃取/超高效液相色譜-串聯質譜法（UPLC-MS/MS）同時測定食品塑料包裝材料中6種烷基胺類物質（4，4'-亞基雙環己胺、青霉胺、N，N-二甲基-1，3-丙二胺、N，N-二乙基-1，3-丙二胺、1，6-己二胺和 5-氨基-1，3，3-三甲基環己甲胺）的分析方法。塑料樣品用丙酮超聲提取，C18和PSA混合凈化后經Eclipse Plus C18色譜柱和0.1%甲酸水溶液（體積分數）-乙腈進行梯度洗脫分離，以串聯質譜的多反應監測模式檢測。6種烷基胺類物質在0.50 μg/L～100μg/L 濃度范圍內線性關系良好，相關系數 0.9958～0.9993；方法檢出限（S/N＝3）為 0.23 μg/kg～0.56 μg/kg，平均回收率為83.6%～103%，精密度（n＝6）為2.3%～6.1%。

烷基胺；分散固相萃取凈化；食品塑料包裝材料；超高效相色譜-串聯質譜法

在眾多食品包裝材料中，塑料制品及其復合膜袋具有舉足輕重的地位。為了改善塑料的加工、使用性能，在其生產過程中需要向聚合物中加入一些添加劑（如固化劑、穩定劑、抗氧化劑、增塑劑等加工助劑），上述物質在一定條件下可能從聚合物材料向與之接觸的食品中遷移而污染食品，危害人們的身體健康[1]。烷基胺類物質是一類親核型固化促進劑，該類促進劑能同時對環氧樹脂和酸酐起雙重作用，在塑料包裝材料中應用廣泛[2]，但這些有機胺物質具有毒性，如乙醇胺的毒性實驗結果表明大鼠經口服的半數致死量為3320 mg/kg[3]。因此，我國強制性標準 GB 9685-2008《食品容器、包裝材料用添加劑使用衛生標準》[4]，以及衛生部、衛計委等多個部門相繼發布的《關于公布聚己二酰丁二胺等107種可用于食品包裝材料的樹脂名單的公告》（衛生部公告2011年第23號）[5]和《關于公布N，N-二乙基乙醇胺等258種食品包裝材料用添加劑名單的公告》（2013年第1號）[6]等食品包裝材料及其添加劑的使用規范中公布了聚己二酰丁二胺等多種可用于食品包裝材料的樹脂名單及其使用范圍、最大殘留量或特定遷移量。雖然國家已發布法規規范一系列烷基胺的使用，但相關的檢測技術報道較少。

目前關于食品包裝材料中胺類物質的研究中主要集中于強毒性的芳香胺類物質，相關的報道以不飽和芳香胺或酰胺類物質的檢測技術及其遷移行為研究居多，相關的檢測技術包括氣相色譜法[7-8]、高效液相色譜法[9-10]、氣相色譜-質譜法[11-12]、液相色譜-串聯質譜法[13-15]等；而對于塑料包裝材料中烷基胺類物質，如5-氨基-1，3，3-三甲基環己甲胺、4，4’-亞基雙環己胺等的檢測技術則鮮有報道，僅有個別文獻報道采用離子色譜法檢測樹脂或化裝品中胺類[16-17]，而對于食品塑料包裝材料中烷基胺類物質的檢測技術少見報道。

本研究基于超高效液相色譜-串聯質譜法建立食品塑料包裝材料中4，4’-亞基雙環己胺、青霉胺、N，N-二甲基-1，3-丙二胺、N，N-二乙基-1，3-丙二胺、1，6-己二胺和 5-氨基-1，3，3-三甲基環己甲胺 6種烷基胺類物質（結構式見圖1）的檢測技術。

圖1 6種烷基胺結構式Fig.1 Structures of six alkylamines

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑與材料

1290/6490超高壓液相色譜-串聯質譜聯用儀、E－clipse Plus C18柱：美國Agilent公司；3K15高速冷凍離心機：美國Sigma公司；BSA224S萬分之一天平：德國Sartorius公司；Milli-Q去離子水發生器：美國Millipore公司；KQ-250DV型數控超聲波清洗儀：昆山市超聲儀器有限公司。

4，4’-亞基雙環己胺、5-氨基-1，3，3-三甲基環己甲胺、1，6-己二胺、青霉胺、N，N-二甲基 1，3-丙二胺、N，N-二乙基-1，3-丙二胺標準品：購自德國CNW公司，純度均大于98%；乙腈、甲醇、丙酮、二氯甲烷均為色譜純：德國Merck公司；硅藻土、硅膠均為薄層色譜用硅膠（TLC）原料：購自廣州化學試劑廠；甲酸（色譜純）、C18、N-丙基乙二胺（PSA）：德國CNW 公司。

塑料包裝材料樣品：聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚對苯二甲酸類（PET）三種材質的塑料瓶、塑料杯、塑料膜共10份，均購自廣州本地市場。

1.2 標準溶液配制

6種烷基胺的標準儲備溶液：準確稱取各標準品10.0 mg，用乙腈溶解并定容于10 mL的容量瓶中，配成1 000 mg/L的單標標準儲備液。置于4℃冰箱中避光密封保存。

6種烷基胺混合標準工作液：分別移取適量的6種烷基胺單標標準儲備液，用乙腈稀釋成質量濃度為100 mg/L的混合標準溶液。測試時，用基質液將混合溶液逐步稀釋成質量濃度為 0.5、1.0、5.0、10、25、50、100 μg/L的系列標準工作溶液。

1.3 樣品前處理

用剪刀將樣品剪成約3 mm×3 mm大小，混合均勻。

準確稱取1.0 g（精確至0.001 g）試樣于10 mL具塞棕色比色管中，加入6 mL丙酮，密封，超聲提取15 min，加入甲醇定容至10 mL，吸取1 mL上清液于預先裝有25 mg PSA和25 mg C18分散填料的2 mL高速離心管中，渦旋1 min，15 000 r/min離心2 min，吸取上清液，過0.22 μm濾膜，待UPLC-MS/MS測定。

1.4 UPLC-MS/MS條件

1.4.1 色譜條件

Eclipse Plus C18柱（2.1 mm×100 mm，1.8 μm）；流速0.2 mL/min；柱溫25℃；進樣量 1 μL；流動相A：0.1%（體積分數）甲酸溶液；流動相B：乙腈；梯度洗脫：0.0～3.0 min，95%A；3.0 min～3.1 min，95%～80%A；3.1 min～5.0 min，80%A；5.0 min～5.1 min，80%～95%A；5.1 min～6.0 min，95%A。

1.4.2 質譜條件

電噴霧離子源（ESI）；正離子模式；多反應監測（MRM）模式；毛細管電壓1.5 kV；離子源氣溫290℃；氣流14 L/min，鞘氣溫度300℃；鞘氣流量（氮氣）11 L/min；毛細管電壓3 000 V。6種烷基胺的定量和定性離子對、碰撞池加速電壓、碰撞能量等參數見表1。

表1 6種待測物的質譜分析條件Table 1 MS parameters for the analysis of six compounds

續表1 6種待測物的質譜分析條件Continue table 1 MS parameters for the analysis of six compounds

2 結果與討論

2.1 色譜條件的優化

6種目標分析物結構上均帶有氨基，在質譜電離時易得到質子形成較高響應的 [M+H]+分子離子峰，故采用正離子模式進行檢測。配制一定濃度的6種烷基胺標準溶液，通過儀器自帶的自動優化軟件對各目標分析物母離子進行掃描，獲得4，4’-亞基雙環己胺、5-氨基-1，3，3-三甲基環己甲胺、1，6-己二胺、N，N-二甲基 1，3-丙二胺、N，N-二乙基-1，3-丙二胺的[M+H]+分子離子峰，而青霉胺則形成穩定的 [M+Na]+分子離子峰，進一步進行子離子掃描，以響應較高的兩個子離子作為定性定量的碎片，并對碰撞能、碰撞池加速電壓等質譜參數進行優化，優化后的質譜參數見表1。

目標化合物均含有化學性質較活潑的氨基，在色譜柱選擇上應選擇末端封尾的色譜柱以減少氨基與未封端的活性基團的次級作用，比較了HSS T3、BEH HILIC、BEH C18和Eclipse plus C18超高效液相色譜柱對6種目標待測物的保留情況，結果表明，6種烷基胺在HSS T3、BEH HILIC、BEH C18三種色譜柱上均有較明顯的拖尾現象，可能是氨基與色譜柱上未封尾的活性基團產生次級作用，而在采用雙封端技術的E－clipse plus C18色譜柱上的峰形對稱，基線平穩（圖2），因此選擇Eclipse plus C18作為后續研究的色譜柱。

圖2 6種烷基胺的混合標準溶液的UPLC-MS/MS圖Fig.2 UPLC-MS/MS chromatogram of mixture standard solution of six alkylamines

2.2 前處理條件的優化

烷基胺類化合物易溶于水，以及醇等有機溶劑，而丙酮和二氯甲烷對塑料具有良好的溶脹作用，因此考察了甲醇、二氯甲烷、丙酮、乙腈作為提取劑對塑料中6種烷基胺的提取效果結果見圖3。丙酮和二氯甲烷的提取回收率均較好（82.9%～95.8%），可能是因為丙酮和二氯甲烷對塑料有一定的溶脹甚至溶解的作用，更有利于目標分析物的提取；而乙腈和正甲醇提取回收率不理想（50.3%～78.16%），由于二氯甲烷毒性較丙酮高，故本試驗采用丙酮作為提取劑。試驗發現，在丙酮提取液中加入甲醇，會產生絮狀沉淀物，沉降提取液中的聚合物和一些單體，因此加入甲醇作為沉淀劑。

超聲提取是一種操作簡單、提取效率高的前處理方法，試驗采用超聲提取方式，比較了不同超聲時間（5、10、15、20、30 min）對提取效率的影響。結果顯示，烷基胺類化合物在超聲15 min后，提取回收率已趨于平衡，所以試驗選取超聲時間為15 min。

圖3 不同提取溶劑對6種烷基胺的提取回收率影響Fig.3 Effect of various solvents on the extraction recoveries of six alkylamines

由于丙酮對塑料有一定的溶脹作用，提取液存在較多塑料中的加工助劑，因此需對提取液進行凈化。基于QuEChERS分散凈化技術具有快速、簡便等優點，本試驗擬采用分散固相萃取技術凈化提取液。考察硅膠、PSA、C18和硅藻土4種吸附劑（各25 mg）對丙酮提取液的凈化效果。結果表明，硅藻土對目標分析物有強吸附性，回收率幾乎為零，硅膠吸附后烷基胺類的回收率較差，僅為40.0%～56.1%；而C18和PSA均能獲得良好的回收率（93%以上）。PSA有兩個氨基，可與金屬離子產生螯合作用，可去除有機酸，脂肪酸，金屬離子和酚類等；C18可以吸附脂肪等非極性雜質。綜合考慮PSA和C18兩種吸附劑的吸附特性，本試驗選擇以C18和PSA（各25 mg）進行QuEChERS分散凈化，獲得良好的凈化效果。

通過采用基質液和丙酮溶液配制標準溶液考察基質效應的影響，結果表明6種目標物在兩種溶液中的響應值偏差在7.1%～16.4%，存在一定的基質效應，因此采用基質液配制標準溶液以消除基質效應的影響。

2.3 線性方程及檢出限

以基質液配制系列濃度烷基胺的混合工作溶液并進行UPLC-MS/MS測定，以各烷基胺的定量離子對色譜峰面積y對其質量濃度x（μg/L）進行線性回歸，得到 6 種烷基胺在 0.50 μg/L～50 μg/L（青霉胺 1.00 μg/L～100 μg/L）濃度范圍內的線性方程（見表2）。

表2 6種烷基胺的線性范圍、線性方程、相關系數、儀器檢出限和方法檢出限Table 2 Linear regression equations，linear ranges，R2and the method detection limit of six alkylamines

方程的線性關系良好，相關系數均大于0.99。以儀器軟件的信噪比（S/N）計算儀器檢出限（the instrument detection limit，ILOD），結合前處理稀釋倍數（10倍），計算得到6種烷基胺類的方法檢出限（method detection limit，MLOD）在 0.23 μg/kg～0.56 μg/kg 之間，表明方法比較靈敏。

2.4 回收率、精密度試驗

選取陰性樣品，按照本方法進行3個濃度水平的添加回收試驗，每個濃度水平平行測定6次，計算回收率和日內精密度。試驗結果見表3。

表3 食品塑料包裝樣品中6種烷基胺的加標回收率及精密度（n=6）Table 3 Recoveries and repeatabilities for six alkylamines in Food Contact Plastic Package Materials

可見，6 種烷基胺在 5.00 μg/kg～50.0 μg/kg加標水平下，平均回收率在83.6%～103%之間，相對標準偏差（RSD，n＝6）為2.3%～6.1%，表明方法具有良好的回收率和精密度。

2.5 實際樣品的測定

應用本方法檢測了10個食品塑料包裝樣品，在1個PET酸奶盒中檢出含有4，4’-亞基雙環己胺，含量為41.2 μg/kg；其余樣品均未見檢出待測化合物。圖4為陽性樣品的MRM色譜圖。

圖4 陽性樣品的MRM色譜圖Fig.4 MRM chromatogram of a positive sample

3 結論

建立超高效液相色譜-串聯質譜同時測定食品塑料包裝材料中6種烷基胺的方法。試驗優化了超高效液相色譜分離條件和質譜參數，建立了食品塑料包裝材料中烷基胺類化合物的提取和凈化條件，優選出丙酮超聲提取和C18/PSA混合凈化體系。方法學評價表明該方法的回收率（83.6%～103%）和精密度（2.3%～6.1%，n＝6）良好，6種目標物的方法檢出限為0.23μg/kg～0.56 μg/kg，該方法前處理簡單，有利于快速監測食品接觸塑料包裝材料中烷基胺類物質的殘留量，為塑料食品包裝材料中烷基胺類物質的遷移研究提供檢測依據。

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Determination of Alkylamines in Food Contact Plastic Package Materials by Ultra-High Performance Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry

LI Xiu-ying，HUANG Jin-feng，OU Shuo-jun，CEN Jian-bin，HOU Xiang-chang，YE Jia-rong，WU Chu-sen，WANG Qiang
（Guangzhou Quality Supervision and Testing Institute，Guangzhou 514100，Guangdong，China）

A simple and rapid method for determination of six alkylamines in food contact plastic package materials by ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry （UPLC-MS/MS）coupled with dispersive solid phase extraction（d-SPE）was established.The plastic sample was extracted with acetone under ultrasonication，and purified by a simple d-SPE employing PSA and C18 powder.Then the extract was separated on Eclipse Plus C18 UPLC column with acetonitrile and 0.1%formic acid solution （volumn ratio）as mobile phase under gradient elution mode，then detected by tandem mass spectrometry under ESI at positive and multiple reaction monitoring（MRM）mode.The result indicated that the target analytes were in the range of 0.50 μg/L-100 μg/L with correlation coefficient（r）ranging from 0.995 8 to 0.999 3，the method detection limit（LOD，S/N＝3）of the analytes were ranged from 0.23 μg/kg-0.56 μg/kg.The mean recoveries were in the range of 83.6%to 103%，with the precision ranging from 2.3%to 6.1%（n＝6）.

alkylaminescompounds；dispersive solid phase extraction；food contact plastic package materials；ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.14.028

國家質量監督檢驗檢疫總局科技計劃項目（2015QK162）

李秀英（1984—），女（漢），工程師，碩士，研究方向：食品及相關產品檢測。

2016-06-13