同位素內標-超高效液相色譜串聯質譜法快速測定含乳飲料中三聚氰胺殘留

黃坤，陳冉，范小龍，劉迪，王會霞

（湖北省食品質量安全監督檢驗研究院湖北省食品質量安全檢測工程技術研究中心，武漢 430075）

0 引 言

三聚氰胺（melamine）是一種三嗪類含氮雜環的有機化合物，廣泛應用于裝飾、制造和紡織等行業[1]。由于其含氮量高達66%，因此常被不法商家添加于飼料和奶制品用來提高蛋白質含量，以次充優[2]。2007-2008年國內外相繼發生了三聚氰胺事件，相關行業遭遇了嚴重的信任危機，造成了惡劣的社會影響［3-4］。研究表明，食品包裝材料以及相關涂層中存在的三聚氰胺可能發生遷移而進入食品中[5]，從而影響人體健康。含乳飲料由于具有豐富的營養成分而受到人們的廣泛喜愛，因此檢測其中三聚氰胺的殘留對于防范含乳制品污染意義重大。

目前三聚氰胺的測定方法主要有國家標準GB/T 22388-2008《原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法》和文獻報道的液相色譜法[6]、液相色譜-質譜法[7-8]、氣相色譜-質譜法[9]和高效毛細管電泳法[10]等，但普遍存在著基質干擾嚴重、特異性較差、固相萃取耗時、處理過程繁瑣等問題。針對以上問題，本研究建立了一種快速測定含乳飲料中三聚氰胺殘留的同位素內標-超高效液相色譜串聯質譜法，該方法簡單快捷、回收率高，適用于含乳飲料的安全監測與質量控制。

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

超高效液相色譜-串聯質譜儀（Triple Quad 4500），美國SCIEX公 司；電子天平（ME2002E、XS204），梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；快速離心濃縮儀（EZ-2），英國GeneVac公司；離心機（Allegra X-15R），美國貝克曼庫爾特有限公司；全自動固相萃取系統（Preval SPE 6S），北京普立泰科儀器有限公司；渦旋混合器（Talboys），上海安譜實驗科技股份有限公司；Generik DBX固相萃取柱（60 mg,3 mL），美國Sepax Technologies公司。

三聚氰胺（純度99.0%），德國Dr.Ehrenstorfer公司；穩定同位素標記物15N3-三聚氰胺（100 g/mL），美國Achemtek公司；乙腈、甲酸、乙酸銨、氨水（色譜級），美國Thermo Fisher Scientific公司；超純水，實驗室自制；含乳飲料，來自本實驗室日常抽檢所用試驗樣品。

1.2 標準工作溶液的制備

準確稱取適量的三聚氰胺標準品，用乙腈-水溶液（1+1）超聲溶解配制成100 g/mL左右的標準儲備溶液；移取上述儲備溶液1 mL用乙腈稀釋至100 mL，即得1 g/mL的標準中間儲備溶液。準確移取穩定同位素標記物15N3-三聚氰胺0.5 mL，用乙腈稀釋至100 mL，即得0.5 g/mL的內標中間儲備溶液。

分別準確移取標準中間儲備溶液20、50、100、200、500、1000、2000μL和200μL內標中間儲備溶液于10 mL容量瓶中，加入初始比例的流動相稀釋并定容至刻度，即得內標濃度為10 ng/mL的系列標準工作溶液。

1.3 樣品的提取與凈化

稱取已混勻的含乳飲料試樣1g于15 mL離心管中，加入10μL的內標中間儲備溶液，再加入5 mL乙腈，渦旋分散后超聲提取5 min，以4 000 r/min離心5 min。取全部上清液過Generik DBX固相萃取柱（使用前依次用3 mL甲醇和3 mL水活化），控制流速不超過1滴/s，依次用水和甲醇淋洗，氨化乙腈溶液（5+95）洗脫，洗脫液于50℃條件下快速離心濃縮至干，加入初始比例流動相0.5 mL渦旋復溶，過0.22μm微孔濾膜，續濾液待分析。

1.4 液相及質譜條件

1.4.1 液相條件

超高效液相色譜儀，ExionLC；色譜柱，MN Nucleoshell Hilic色譜柱(100 mm×3 mm，2.7μm)；柱溫35℃，樣品池溫度15℃，流動相A：0.005 mol/L乙酸銨溶液-乙腈（50+50），流動相B：0.1%甲酸水溶液-乙腈（5+95），流速0.3 mL/min，進樣量2μL，梯度洗脫條件見表1。

1.4.2 質譜條件

質譜儀選擇電噴霧離子源，正離子模式，優化后相關條件如下：電噴霧電壓(IS)為5 500 V，碰撞氣壓力(CAD)9 Psi，霧化氣壓力(GS1)50 Psi，氣簾氣壓力(CUR)35 Psi，輔助氣壓力(GS2)50 Psi，離子源溫度(TEM)500℃。在優化的色譜和質譜條件下三聚氰胺和15N3-三聚氰胺基質加標溶液（三聚氰胺：50 ng/mL，15N3-三聚氰胺：10 ng/mL）的子離子流圖如圖1所示。

表1 梯度洗脫程序

圖1 三聚氰胺和15N3-三聚氰胺基質加標溶液的子離子流圖

2 結果與討論

2.1 色譜和質譜參數的選擇

2.1.1 色譜參數的選擇

本實驗分別考察了乙腈-水、乙腈-乙酸銨水溶液、乙腈-甲酸水溶液和甲酸-乙酸銨-乙腈混合體系作為流動相進行三聚氰胺的測定。結果表明乙腈-水和乙腈-甲酸水溶液流動相體系峰型較寬、拖尾嚴重，乙腈-乙酸銨水溶液作為流動相時保留時間容易漂移，而甲酸-乙酸銨-乙腈混合體系（A：0.005 mol/L乙酸銨溶液-乙腈（50+50），流動相B：0.1%甲酸水溶液-乙腈（5+95））進行梯度洗脫時三聚氰胺峰型尖銳且對稱、保留時間適宜且穩定。綜合分離效果、響應強度、測定時間以及系統穩定性考慮，最終選擇甲酸-乙酸銨-乙腈混合體系作為流動相進行分離。

同時考察了MN Nucleoshell Hilic和Waters XBridge Amide兩種類型的色譜柱在甲酸-乙酸銨-乙腈混合體系流動相洗脫下的分離效果。試驗表明，三聚氰胺在兩根色譜柱上的分離存在一定差異，使用后者目標峰存在拖尾現象且保留時間發生漂移不夠穩定，因此選用MN Nucleoshell Hilic色譜柱作為實驗用柱。

2.1.2 質譜參數的選擇

以10μL/min的流速分別注入200 ng/mL左右的三聚氰胺和15N3-三聚氰胺標準溶液，在正離子模式下進行一級質譜掃描，確定較為合適的母離子掃描條件，再對母離子進行二級掃描，篩選信號最強的離子對作為定量離子，信號次強的離子對作為定性離子對，通過優化溫度、電壓和氣壓等參數得到多反應監測條件（MRM）：定量及定性離子對、去簇電壓和碰撞電壓，詳見表2。

表2 三聚氰胺和15N3-三聚氰胺的質譜分析參數

2.2 樣品前處理條件的選擇

目前含乳制品中三聚氰胺的殘留檢測主要依據現行國家標準GB/T 22388-2008，該法采用三氯乙酸溶液和乙腈提取，外標法定量。實驗過程表明，對于奶粉樣品該法處理較為適宜，而對于液態含乳制品存在明顯不足，提取過程常常由于溶液難以沉淀、基質干擾等問題導致固相萃取過程耗時和回收率偏低。針對含乳飲料的液態產品特性，本實驗采用乙腈作為提取液進行提取目標物并沉淀蛋白，無需高速離心和濾紙過濾即可得到澄清的待凈化液，大大縮短了后續固相萃取凈化的流程，提高了實驗效率。同時向樣品中加入穩定同位素標記物15N3-三聚氰胺同法處理，內標法進行計算定量，可以有效降低基質效應的影響，補償由基質抑制導致的測定偏差。

本實驗還比較了Generik DBX、Anpelclean MCT、Oasis MCX三種不同品牌固相萃取柱的凈化效果，實驗結果表明Oasis MCX柱通過速率略低于其他兩種，而回收率方面Generik DBX柱保持在80%以上優于其他兩種，因此選擇Generik DBX固相萃取柱對提取液進行凈化處理。

2.3 方法的線性范圍和檢出限

按照1.2項下的處理得到濃度分別為2 ng/mL、5 ng/mL、10 ng/mL、20 ng/mL、50 ng/mL、100 ng/mL、200 ng/mL的標準工作溶液，按照1.4和2.1項下所確定的色譜和質譜條件進行檢測，以標準物質濃度與內標濃度的比值Cx/C0對標準物質定量離子峰面積與內標定量離子峰面積的比值Ax/A0繪制標準曲線，得到線性回歸方程為Y=0.3867X-0.3384，相關系數r=0.9998，表明三聚氰胺濃度在2～200 ng/mL范圍內線性關系良好。以空白含乳飲料作為基質，加入一定量三聚氰胺標準溶液，按上述方法和條件分析，以S/N=10結合噪音響應情況確定方法的定量限（LOQ）為2μg/kg。

2.4 方法的回收率和精密度

為了驗證本方法測定含乳飲料中三聚氰胺殘留的可行性和準確性，試驗采用空白含乳飲料基質（已檢測過的陰性樣品）進行加標回收率驗證，加標水平分別為10、25、50 g/kg，按照前述方法處理，每個水平重復6次試驗，計算回收率和相對標準偏差，結果見表3。結果表明，回收率為82.37%～103.15%，相對標準偏差＜6%，方法的準確度和重復性符合實驗室測定需求。

表3 含乳飲料中三聚氰胺的加標回收率和相對標準偏差

2.5 實際樣品測試

按本文所建立的方法，對實驗室監督抽檢的一批80份含乳飲料樣品中三聚氰胺殘留進行了檢測，結果測得其中2份含量分別為3.2μg/kg和2.5μg/kg，其余樣品均為未檢出，說明含乳飲料中三聚氰胺殘留尚在安全可控范圍，符合衛生部公告（2011年第10號）的要求（限量值為2.5 mg/kg）。同時將該方法應用于實驗室奶粉考核樣品（編號FAPAS TEST 3086），樣品溶解后同法處理，測得其中三聚氰胺含量為1.399 mg/kg，與指定值1.420 mg/kg十分接近，表明該方法也同樣適用于奶粉樣品中三聚氰胺含量的測定。

3 結 論

本研究建立了一種同位素內標-超高效液相色譜串聯質譜法，有效解決了含乳飲料中三聚氰胺殘留測定過程中固相萃取柱堵塞與復雜基質干擾等問題，與常規方法相比分析過程簡單快捷、回收率好、靈敏度高，適合含乳飲料及相關含乳制品中三聚氰胺殘留的快速檢測。