二維液質聯用技術測定飲料中21種鄰苯二甲酸酯

唐雷鳴，蔣玲波，王萍亞，陸羚子，戴意飛，黃鸝

舟山市食品藥品檢測檢驗研究院（舟山 316021）

塑化劑又稱為增塑劑，常于塑料生產過程中添加以增加塑料的彈性和柔性。塑化劑主要包括脂肪族二元酸酯類（Aliphaticdibasicesters）、苯二甲酸酯類（Phthalates）、苯甲酸酯類（Benzenepolyesters）等，其中使用最廣泛的是鄰苯二甲酸酯類（PAEs）。塑化劑作為環境污染物，可在地表水、地下水、飲用水、空氣、土壤，以及動、植物體內被廣泛檢測到，人體主要通過食品和空氣2個途徑吸收，且通過食物鏈對鄰苯二甲酸酯類物質存在富集作用，從而對人體健康造成威脅[1-2]。極低濃度的PAEs有類似雌性激素的作用，可干擾人和動物的內分泌系統，可能引起人類呼吸系統疾病、兒童肥胖、生殖和神經心理疾病等，高濃度時還可引發癌癥[3]。

國內外對鄰苯二甲酸酯類塑化劑檢測方法有較多研究，主要有液相色譜（LC）法[4-6]、毛細柱氣相色譜（GC）法[7]、氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）法[8-10]、液相色譜-質譜聯用（LC-MS）法[11-12]等。GB 5009.271—2016采用氣相色譜-質譜聯用法檢測飲料中的PAEs。這些方法所需的處理方法復雜、分析時間長且定性能力不強，不適合同時測定20種以上多組分殘留的鄰苯二甲酸酯類塑化劑快速定性和定量分析要求。

試驗采用二維色譜質譜聯用（2D-LC-MS/MS）技術建立飲料中21種鄰苯二甲酸酯類塑化劑快速、高效、靈敏的檢測方法。該方法操作簡便快速，可有效減少基體成分干擾，高靈敏度、高分辨率地檢測飲料中鄰苯二甲酸酯類塑化劑，并尚未見相關報道。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

二維超高效液相色譜儀（美國Waters公司），配有ACQUITY UPLC QSM四元溶劑管理系統（第1維）、ACQUITY UPLC BSM二元溶劑管理系統（第2維）、ACQUITY UPLC FTN樣品管理系統、ACQUITY UPLC CM-A色譜柱管理系統組成；XEVOTQXS三重四極桿/復合線性離子阱串聯質譜儀（美國Waters公司）；Milli-Q超純水器（美國Millipore公司）；數顯型漩渦混合器（美國Talboys）。

21種鄰苯二甲酸酯類塑化劑（鄰苯二甲酸二甲酯DMP、鄰苯二甲酸二乙酯DEP、鄰苯二甲酸二異丙酯DIPrP、鄰苯二甲酸二烯丙酯DAP、鄰苯二甲酸二丙酯DPrP、鄰苯二甲酸二異丁酯DIBP、鄰苯二甲酸二丁酯DBP、鄰苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯DMEP、鄰苯二甲酸二異戊酯DIPP、鄰苯二甲酸二（4-甲基-2-戊基）酯BMPP、鄰苯二甲酸二（2-乙氧基）乙酯DEEP、鄰苯二甲酸二戊酯DPP、鄰苯二甲酸二己酯DHXP、鄰苯二甲酸丁基芐基酯BBP、鄰苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯DBEP、鄰苯二甲酸二（2-乙基）乙酯DEHP、鄰苯二甲酸二庚酯DHP、鄰苯二甲酸二苯酯DPhP、鄰苯二甲酸二正辛酯DNOP、鄰苯二甲酸二壬酯DINP、鄰苯二甲酸二異癸酯DIDP）混標（1 000∶5 000 mg/L，上海安譜公司）；甲醇、乙腈、叔丁基甲醚（色譜純，德國Merck公司）。

1.2 標準溶液的配制

準確移取1 mL 21種鄰苯二甲酸酯塑化劑標準品，用甲醇定容至100 mL，得到鄰苯二甲酸酯類塑化劑標準儲備液，濃度10 μg/mL。準確移取上述標準儲備液，以甲醇逐級稀釋配制8，20，40，80，100和1 000 ng/mL系列混合標準工作溶液。

1.3 樣品前處理

取2.0 g混合均勻的飲料樣品，置于50 mL具塞離心管中，加入固體氯化鈉至水相飽和，加入5 mL提取溶劑（V乙腈∶V叔丁基甲醚=9∶1），于混合器上渦旋混勻1 min，超聲提取5 min，以4 000 r/min離心5 min，收集上清液，經0.22 μm針頭過濾器過濾，供2D-LC-MS/MS測定。

1.4 色譜條件

色譜柱Ⅰ選用C8色譜柱，30 mm×2.1 mm（內徑），10 μm；色譜柱Ⅱ：選用C18柱，100 mm×2.1 mm（內徑），1.7 μm；第一維液相色譜儀流動相為水-乙腈；第二維液相色譜儀流動相為甲醇-0.1%甲酸水溶液；柱溫35 ℃；過濾液進樣量10 μL。

表1 第一維液相色譜梯度

表2 第二維液相色譜梯度

1.5 質譜條件

電噴霧離子源（ESI+）采用正離子掃描方式；質譜掃描方式采用多反應監控（MRM）；毛細管電壓（IS）3 kV，離子源溫度150 ℃，脫溶劑氣溫度500℃；脫溶劑氣流速650 L/h；錐孔氣150 L/h；碰撞氣流速0.15 mL/min。在此條件下，21種鄰苯二甲酸酯類塑化劑的保留時間和定性定量離子如表3所示。

表3 21種鄰苯二甲酸酯類塑化劑的保留時間和定性定量離子表

2 結果與討論

2.1 色譜柱選擇優化

第一維液相色譜儀中比較不同粒徑的SPE柱，選擇性能最佳的C8色譜柱，30 mm×2.1 mm（內徑），10 μm；第二維液相色譜的色譜柱主要起到分離作用，而鄰苯二甲酸酯塑化劑是一類極性較弱的化合物，且含有苯環，因此考察弱極性的液相色譜柱：C8（2.1 mm×100 mm×1.7 μm）、C18（2.1 mm×100 mm×1.7 μm）和苯基柱（2.1 mm×100 mm×1.7 μm）對21種待測塑化劑物質分離的影響。結果表明，選用C8柱時，DIBP出峰峰型不佳，其他待測物質色譜峰分離度也欠好；選用苯基柱時，出峰保留時間較長，峰型展寬，不利于獲得較好的靈敏度與分辨率；而選用C18色譜柱時，獲得的色譜峰峰形對稱、定量準確、重現性好、分離效果好。因此，第一維液相選擇10 μm粒徑的C8SPE柱作為凈化富集柱，第二維液相色譜選用C18柱作為分離分析色譜柱。

圖1 50 ng/mL 21種鄰苯二甲酸酯類塑化劑的TIC總離子流圖

2.2 閥切換時間優化

閥切換時間直接影響第一維液相色譜凈化效果與化合物能否全部進入第二維液相色譜，通過串聯1臺紫外檢測器在線監測化合物洗脫與進入第二位液相的時間，發現1.6 min切換時間能保證塑化劑化合物被洗脫下來切換進入到第二維液相色譜儀。第一維液相色譜在0～0.8 min以100%水作為流動相起到上樣的作用，六通閥處于position 1位置。1.6 min時切換六通閥至position 2位置，1.6～4.0 min切換為100%乙腈為流動相起到洗脫作用，6.0～16.0 min切換回100%水的流動相，15 min時將六通閥切換回position 1位置。

2.3 提取溶劑優化

試驗考察不同提取溶劑，鄰苯二甲酸酯塑化劑在甲醇、乙腈、正己烷中溶解性較好，比較8種溶劑組合。結果表明，乙腈提取效果較為理想，僅對極性很弱的DINP和DIDP提取效果較差，通過改進采用乙腈-叔丁基甲醚（體積比9∶1），且在提取前加入NaCl飽和水相能有效提高提取效果。因此，選擇乙腈-叔丁基甲醚（體積比9∶1）提取樣品中的鄰苯二甲酸酯類塑化劑物質。

2.4 標準曲線和檢出限

準確移取標準儲備液，以甲醇逐級稀釋配制8，20，40，80，100和1 000 ng/mL系列混合標準工作溶液，自動進樣10 μL，進行2D-LC-MS/MS分析。每個質量濃度的樣品測定3次，利用定量離子峰面積繪制標準曲線，以目標物的峰面積（y）對其質量濃度（x，ng/mL）進行線性回歸，得到各鄰苯二甲酸酯塑化劑物質的線性方程、相關系數和線性范圍，結果見表4。該方法重現性好，質量濃度8～1 000 ng/mL時線性良好，相關系數在0.994以上，其靈敏度高，檢出限低，檢出限范圍為20～50 μg/kg，能滿足定量分析的要求。

表4 21種鄰苯二甲酸酯塑化劑線性方程、相關系數、線性范圍及檢出限

接表4

2.5 方法的回收率與精密度

取橙汁作為實際樣品進行加標回收試驗，分別加混合標樣50，100和1 000 μg/kg 3個不同濃度，各進行6次重復樣品測定，同時做空白樣試驗，檢測其本底成分，結果見表5。

由表5可知，試驗采用的樣品處理方法能夠達到國家標準規定的要求。

表5 加標回收率及精密度（n=6）

3 結論

試驗所建立的二維色譜質譜聯用方法可同時檢測飲料中21種鄰苯二甲酸酯類塑化劑，樣品前處理簡便快速，自動化程度高，采用二維液相色譜的方法實現在線富集凈化分離分析的功能。21種鄰苯二甲酸酯類塑化劑在8～1 000 ng/mL范圍內線性關系良好，R2均大于0.994。該方法具有高通量、高靈敏度、高分辨率、高質量精確度及可行的線性范圍，可利用質譜定性的功能，對鄰苯二甲酸酯類塑化劑進行檢測，明顯減少假陽性等誤判事件，極大提高檢測機構對飲料產品風險的監測能力，促進飲料行業持續健康發展有現實意義，可為食品行業監管部門和檢測機構提供技術儲備，應用前景廣泛。