高 霞,陳 輝,李玉秀,李文君,譚 敏
(1. 湖南新程檢測有限公司,湖南 株洲 412000;2. 工業和信息化部電子第五研究所,廣東 廣州 510000)
鄰苯二甲酸酯,又稱酞酸酯,縮寫PAEs,作為一種塑料改良劑,鄰苯二甲酸酯廣泛應用于玩具、食品包裝材料、醫用血袋和膠管、乙烯地板和壁紙、清潔劑、潤滑油、個人護理用品等產品中。研究表明,鄰苯二甲酸酯在人體和動物體內發揮著類似雌性激素的作用,可干擾內分泌,若長期食用可能引起生殖系統異常、甚至造成畸胎、癌癥的危險[1]。目前我國塑料瓶/桶裝花生油廣泛被人們食用,鄰苯二甲酸酯類塑化劑極易浸出和揮發到花生油中,并通過存儲期間與包裝的接觸及塑料包裝的老化,使花生油中的塑化劑不斷積累[3-8],因此,檢測花生油中PAEs具有重要意義。
目前PAEs檢測方法主要有氣相色譜法[1-3]、液相色譜法[1,4]、氣相色譜-質譜法[1,5-9]、氣相色譜-串聯質譜法[1,10]和液相色譜-串聯質譜法[1,11]等。氣相色譜和液相色譜儀器靈敏度較低,方法檢出限高;氣相色譜-質譜儀靈敏度高,方法檢出限低、選擇性好、定量準確;氣相色譜-串聯質譜和液相色譜串聯質譜儀器設備價格昂貴,儀器普及率低。前處理方法主要有凝膠色譜(GPC)[1,5]、固相萃取(SPE)[1,3,6-7]、QuEChERS[8-9]等。GPC儀器設備價格昂貴,所用的溶劑純度要求高,用量大,成本高,不適合日常批量樣品檢測;固相萃取操作過程復雜,檢測成本高;QuEChERS方法與GPC和SPE方法相比,具有快速(quick)、簡單(easy)、廉價(cheap)、有效(effective)、可靠(rugged)、安全(safe)等特點。
本研究以正己烷飽和乙腈提取、改進QuEChERS方法分離凈化,通過氣相色譜-質譜聯用儀檢測花生油中17種鄰苯二甲酸酯類物質。與常規方法相比,本方法提高了檢測效率,經驗證,鄰苯二甲酸酯類物質檢出限低至0.01 mg/kg,定量限低至 0.03 mg/kg,精密度低至 1.10%。本方法操作簡單快捷、靈敏度高、準確性好,可用以快速測定花生油中17種鄰苯二甲酸酯類化合物。
TSQ7000氣相色譜-質譜聯用儀、TG-5MS色譜柱(30 m×0. 25 mm×0.25 μm):美國 Thermo fisher公司;VORTEX-6渦旋混合器:其林貝爾公司;H2050R冷凍離心機:長沙湘儀公司;FG-24固相萃取儀、CM-24圓形水浴氮吹儀:廣州丹安公司。
乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、十八烷基硅烷鍵合硅膠(C18):美國Supelco公司;
16種鄰苯二甲酸酯混標(1 000 mg/L,溶劑為正己烷,包括: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)、鄰苯二甲酸二-4-甲基-2-戊基酯(BMPP)、鄰苯二甲酸二乙氧基乙基酯(DEEP)、鄰苯二甲酸二正戊酯(DPP)、鄰苯二甲酸二己酯(DHXP)、鄰苯二甲酸丁芐酯(BBP)、鄰苯二甲酸二丁氧基乙基酯(DBEP)、鄰苯二甲酸二環己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸二-2-乙基己酯(DEHP)、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(DNP)):上海安譜公司;
鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP,98.3 %):德國Dr.E公司;
乙腈(色譜純)、正己烷(色譜純):美國TEDIA公司;花生油樣品(塑料瓶裝):市售。
色譜條件:進樣口溫度300 ℃;不分流進樣,進樣體積:1 μL;載氣(高純氦氣)流速1 mL/min;程序升溫:初始溫度 60 ℃(保持 1 min),以20 ℃/min升至 220 ℃(保持 1 min),再以5 ℃/min升至 250 ℃(保持 1 min),再以20 ℃/min升至280 ℃(保持10 min)。
質譜條件:傳輸線溫度300 ℃;離子源溫度320 ℃;電離方式EI;電離能量70 eV;監測方式,SIM模式;溶劑延遲6.5 min。
表1為采用1.3條件SIM模式下17種鄰苯二甲酸酯保留時間和特征離子。
1.5.1 鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)標準貯備液
稱取適量DAP,以正己烷為溶劑配制濃度為1 000 mg/L的標準貯備液。
1.5.2 17種鄰苯二甲酸酯標準中間液
分別移取適量 16種鄰苯二甲酸酯混標和DAP標準儲備液,以正己烷配制成濃度為10 mg/L的17種鄰苯二甲酸酯標準中間液。
準確稱取0.5 g混勻后的花生油樣品于10 mL玻璃具塞離心管中,加入5 mL正己烷飽和乙腈,渦旋5 min,5 000 r/min離心5 min,轉移上清液于預先加入25 mg PSA和25 mg C18的離心管中,渦旋5 min,10 000 r/min離心5 min,取上清液于40 ℃水浴中氮氣吹干,加入2.0 mL正己烷,渦旋溶解,經0.22 μm微孔濾膜過濾,待氣相色譜-質譜聯用儀分析。

表1 17種鄰苯二甲酸酯保留時間和特征離子
向花生油樣品中準確加入 17種鄰苯二甲酸酯標準中間液(1.5.2)適量,制備3個水平的添加樣品,每個水平重復6次。添加水平分別為0.5、1.0、5.0 mg/kg。按照1.6的方法處理樣品,按照1.3的方法分析,外標法定量,扣除樣品本底,計算加標回收率和相對標準偏差。
標準品、加標實驗用樣品及樣品加標總離子流圖分別見圖1~3。

圖1 17種鄰苯二甲酸酯標準品總離子流色譜圖

圖2 加標試驗用樣品總離子流色譜圖

圖3 樣品加標總離子流色譜圖
QuEChERS常用吸附劑PSA可有效去除脂肪酸、有機酸、極性色素以及糖類等干擾物,同時它也是很有用的螯合劑,C18可除去非極性的干擾物如脂類、花青素、蠟質等,本研究使用PSA和C18兩種吸附劑凈化油脂樣品,考察兩種吸附劑用量對凈化效果的影響。
2.2.1 PSA用量的優化
考察C18用量為25 mg,PSA用量對凈化效果的影響,分別往5 mL預先加入1.0 mg/kg的17種鄰苯二甲酸酯的油脂提取液中,添加 5、10、25、50和100 mg PSA,結果(表2)表明,PSA用量在25 mg以上時,各鄰苯二甲酸酯類加標回收率在 80%~110%之間的比例最高,均為 94%以上,考慮成本和凈化效果,確定 PSA用量為25 mg。
2.2.2 C18用量的優化
考察PSA用量為25 mg,C18用量對凈化效果的影響,分別往 5 mL預先加入 1.0 mg/kg的17種鄰苯二甲酸酯的油脂提取液中,添加 2.5、5、10、25和 50 mg C18,結果(表 3)表明,C18用量在25 mg以上時,各鄰苯二甲酸酯類加標回收率在 80%~110%之間的比例最高,均為94%以上,考慮成本和凈化效果,確定C18用量為25 mg。

表2 不同PSA用量對17種鄰苯二甲酸酯加標回收率影響的統計結果(n=3) %

表3 不同C18用量對17種鄰苯二甲酸酯加標回收率影響的統計結果(n=3) %
分別移取 17種鄰苯二甲酸酯標準中間液(1.5.2)適量,以正己烷配制成濃度為0.0、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、1.50、3.00 mg/L的標準系列工作液,建立17種鄰苯二甲酸酯標準曲線,同時按3倍信噪比(S/N)和10倍信噪比(S/N)計算方法的檢出限和定量限,各鄰苯二甲酸酯的線性回歸方程、相關系數、檢出限和定量限見表4。
分別往花生油樣品中添加 3個濃度水平(0.5、1.0、5.0 mg/kg)的17種鄰苯二甲酸酯混合標準工作液,每個添加濃度重復測定6次,計算添加回收率和測定結果的相對標準偏差。17種鄰苯二甲酸酯加標回收率和精密度分別在76.8%~108.4%和1.10%~5.18%,結果見表5。

表4 17種鄰苯二甲酸酯回歸方程、相關系數、檢出限和定量限

表5 17種鄰苯二甲酸酯加標回收率和精密度 %

續表5
采用建立的方法對某市售花生油樣品進行測試,市售花生油樣品總離子流圖見圖 4,檢測結果見表6。

圖4 市售花生油樣品總離子流色譜圖

表6 市售花生油樣品檢測結果 mg/kg
花生油中鄰苯二甲酸酯類化合物可以以正己烷飽和乙腈提取,改進的QuEChERS方法凈化,氣相色譜-質譜聯用儀檢測。
此方法檢測花生油中 DMP、DEP、DIBP、DBP、DMEP、BMPP、DEEP、DPP、DHXP、BBP、DBEP、DCHP、DEHP、DPhP、DNOP、DNP 和DAP17種鄰苯二甲酸酯類化合物混合標準溶液在0.02~3.0 mg/L濃度范圍內各化合物相關系數(r)在0.999以上,檢出限(LOD)在0.01 ~0.02 mg/kg之間,定量限(LQD)在0.03 ~0.05 mg/kg之間。
DMP、DEP、DIBP、DBP、DMEP、BMPP、DEEP、DPP、DHXP、BBP、DBEP、DCHP、DEHP、DPhP、DNOP、DNP和 DAP17種鄰苯二甲酸酯類化合物在花生油樣品中添加水平為0.5、1.0和5.0 mg/kg時,平均加標回收率和精密度分別在76.8%~108.4%和1.10%~5.18%范圍內,方法回收率好、重現性穩定。
本方法可快速、準確測定花生油中17種鄰苯二甲酸酯類化合物。