高效液相色譜-串聯質譜法測定植物性食品中多種有機錫化合物

◎ 石聲鑫，楊建英，徐 寧，陳曉紅，陳 慶，肖曉檳

（廣東省汕頭市質量計量監督檢測所，廣東 汕頭 515041）

苯丁錫、三環錫、三丁基錫和三苯基錫等有機錫化合物被廣泛用作木材防腐劑、防污涂料、聚氯乙烯（聚氯乙烯）穩定劑、工業催化劑和農業殺菌劑[1]。研究發現有機錫化合物在哺乳動物中會引起免疫毒性、神經毒性、皮膚和眼睛刺激、誘變性和致癌性等嚴重后果[2]。早在1999 年，TAKAHASHI 等[3]分析了從超市購買的各種樣品，在被調查的烘焙羊皮紙上烘烤的餅干驗證了有機錫化合物向食品轉移的事實。隨著人們對有機錫化合物研究的逐漸深入，越來越多的實驗表明許多植物性食品中可能存在有機錫化合物殘留，而食用這些食物會增加人體攝入有機錫化合物的風險。有機錫化合物在環境中穩定性較高，不易降解。這些化合物可以通過農業、海事活動、工業以及污水處理[4]等多種途徑進入植物性食品。①有機錫化合物可以被釋放到水體中，在水中溶解，并被植物吸收。隨著植物的生長，有機錫化合物也會被植物積累。②有機錫化合物也可以通過土壤進入植物[5]。這些化合物可以被土壤吸附或與土壤微生物發生反應，在土壤中逐漸積累，還可以通過植物的根系吸收到植物體內。③空氣中的有機錫化合物可以沉降到土壤中被植物的根系吸收或通過植物的葉片表面吸附進入植物。④有機錫化合物還可以通過食品包裝材料進入植物性食品。

目前我國尚未出臺關于液相色譜-串聯質譜法測定有機錫化合物的現行標準，因此本文建立高效液相色譜-串聯質譜儀測定食品中有機錫化合物的方法，以期為植物源食品中有機錫化合物的檢測提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑及材料

QTRAP 5500 液相色譜-質譜聯用儀；電子分析天平；旋渦振蕩器；AH-50 全自動均質器；高速離心機。

一氯三甲基錫（TMT，純度≥99%，邁迪嘉科技有限公司）； 苯丁錫（Fenbutatin oxide）、氯化三苯錫（TPHT）、三環錫（TCHT）、一氯三丙基錫（TPT），100 μg·mL-1，邁迪嘉科技有限公司；二氯二苯基錫（DPHT）、一氯三丁基錫（TBT），1 000 μg·mL-1，邁迪嘉科技有限公司；甲醇、乙腈（HPLC 級）；甲酸（HPLC 級）；乙酸銨（色譜純）；鹽析試劑包（乙酸鈉）；鹽析試劑包（無水硫酸鎂）；凈化試劑：C18、PSA、Carb、除脂分散凈化劑（EMR）；超純水；有機相針式過濾器（0.22 μm，尼龍）。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品預處理

準確稱取2.5 g 均勻試樣（精確至0.001 g）于50 mL聚丙烯離心管中，加入2.5 mL 水，振蕩渦旋3 min，加入5 mL 甲酸乙腈（甲酸1%），均質2 min，10 000 r·min-1離心5 min，轉移上清液至另一個50 mL 離心管中，剩余殘渣中再加入5 mL 甲酸甲醇（甲酸1%），渦旋振蕩5 min，10 000 r·min-1離心5 min，合并兩次提取液，加入混合鹽析試劑（含2.5 g乙酸鈉，0.5 g無水硫酸鎂），手動振搖10 s 后，振蕩器振蕩2 min，8 000 r·min-1離心2 min。準確吸取2 mL 樣液至15 mL 聚丙烯離心管中，再加入3 mL 水，渦旋5 s 后，吸取樣液過0.22 μm尼龍濾膜，待分析。

1.2.2 標準溶液配制

（1）標準儲備溶液。準確稱取TMT標準物質適量，用乙腈配制成1 mg·mL-1的標準儲備液；準確移取苯丁錫、TPHT、TCHT、TPT 標準溶液1 mL，用乙腈配制成10 μg·mL-1的標準儲備液；準確移取DPHT、TBT 標準溶液1 mL，用乙腈配制成100 μg·mL-1的標準儲備液。儲備液于避光-20 ℃條件下保存。混合中間標準溶液：分別吸取適量的儲備液，用乙腈稀釋，配制成濃度為1 μg·mL-1的混合中間標準溶液。

（2）標準溶液的配制。分別吸取不同濃度的混合中間標準溶液，用乙腈（含1%甲酸）：水（2 ∶3，體積比）配制成濃度為0 ng·mL-1、0.5 ng·mL-1、1.0 ng·mL-1、2.0 ng·mL-1、4.0 ng·mL-1和10 ng·mL-1的標準溶液。

（3）基質匹配標準溶液的配制。空白基質按照“1.2.1”條件進行前處理，獲得基質空白提取液，逐步用基質空白提取液將中間混合標準溶液稀成濃度為

0 ng·mL-1、0.5 ng·mL-1、1.0 ng·mL-1、2.0 ng·mL-1、4.0 ng·mL-1和10.0 ng·mL-1基質標準工作溶液。

1.3 儀器條件

（1）色譜條件。色譜柱為Phenomenex Kinetex Biphenyl 柱（100 mm×2.1 mm，2.6 μm）；柱溫：40 ℃；進樣量：10.0 μL；流動相：A 相為0.2 g·L-1乙酸銨水溶液（含0.1%甲酸），B 相為0.1%甲酸乙腈，流速為0.3 mL·min-1，梯度洗脫。洗脫程序：0 ～1.0 min，20%B；1.0 ～3.0 min，90%B；3.0 ～5.0 min，90%B；5.0 ～6.0 min，20%B；6.0 ～8.0 min，20%B。

（2）質譜條件。離子源：電噴霧離子源（ESI）；掃描方式：正模式；采集方式：多反應監測（Multiple Reaction Monitoring，MRM）；駐留時間50 ms；離子源噴霧電壓（IS）：5 500 V；離子源加熱溫度：550 ℃。

2 結果與分析

2.1 實驗條件優化

2.1.1 質譜條件優化

采用正離子掃描模式（ESI+）和負離子掃描模式（ESI-）對標準溶液進行母離子掃描。正模式下的離子豐度高于負模式下離子信號豐度，因此選擇正離子掃描模式，確定各目標物的母離子，然后進行子離子掃描，同時在此基礎上進一步優化子離子、碎裂電壓、碰撞能量等參數。優化結果詳見表1。

表1 化合物保留時間、母離子、子離子、碎裂電壓、碰撞能量表

2.1.2 液相條件的建立

在前期預實驗中比較了0.1%甲酸水、0.2 g·L-1乙酸銨水溶液（含0.1%甲酸）、5 mmol·L-1乙酸銨（含0.1%甲酸）水溶液所組成的無機相；乙腈、0.1%甲酸乙腈、5 mmol·L-1乙酸銨（含0.1%甲酸）甲醇組成的有機相系統。通過無機相與有機相的組合比較發現，流動相中加入少量甲酸后，可使目標物峰形尖銳，能增強離子信號強度值，而加入乙酸銨后，目標物峰形對稱性好。以5 mmol·L-1乙酸銨（含0.1%甲酸）水溶液-5 mmol·L-1乙酸銨（含0.1%甲酸）甲醇為流動相時，各個有機錫化合物的離子化效果及響應值最好；以0.2 g·L-1乙酸銨水溶液（含0.1%甲酸）-0.1%甲酸乙腈為流動相時，各個目標物的離子化效果及響應值較好。在實際樣品分析時，發現以5 mmol·L-1乙酸銨（含0.1%甲酸）水溶液-5 mmol·L-1乙酸銨（含0.1%甲酸）甲醇為流動相時，苯丁錫的響應異常，采用等度洗脫[6]或者梯度洗脫，運行序列的前幾個樣品時信號值均有一定波動。綜合考慮，采用0.2 g·L-1乙酸銨水溶液（含0.1%甲酸）-0.1%甲酸乙腈為流動相，經過優化之后得到的梯度洗脫條件見“1.3”。

2.1.3 提取方法的確定

水具有良好的組織滲透性，能分散樣品，渦旋勻漿后能增加溶劑與樣品的接觸面積[7]，可確保極性藥物化合物的回收率和穩定性，因此本文在提取樣品過程中加少許水進行基質分散。含水量低和高pH 值的樣品中，有機錫化合物回收率會降到70%以下[8]，萃取劑的pH 值對提取效率至關重要，實驗通過添加1%甲酸降低提取過程中的pH 值以提高提取效率。甲醇和乙腈是提取有機錫化合物的兩種常用溶劑，對于TBT、TPT，甲醇和乙腈的萃取效率相似；對于其他有機錫化合物的提取，甲醇和乙腈則各有優點[9]。因此實驗中用乙腈和甲醇分別提取后合并提取液。加入混合鹽析試劑（含2.5 g 乙酸鈉，1.5 g 無水硫酸鎂），振蕩離心，目的是使萃取環境處于溫和的pH 值下，確保目標化合物的穩定性，同時使基質中的水分與有機提取液完全分離，促進水相和有機相分層。

2.1.4 凈化方法的確定

復雜樣品提取物中的色素、脂肪、脂肪酸、糖等雜質可以通過純化去除，有利于減少對檢測的干擾。在QuEChERS 方法中，Carb、PSA、C18和EMR 通常被用作凈化劑，本實驗中考查了Carb、PSA、C18和EMR 等凈化劑的回收率，在1 mL 濃度為10 ng·mL-1的混標溶液中加入20 mg 凈化劑，振蕩5 min 后離心，吸取200 μL 溶液與800 μL 水混合后上機，結果見圖1。可以看出，Carb 對苯丁錫有明顯的吸附，苯丁錫的回收率僅為22.01%；4 種凈化劑對DPHT 均有一定程度的吸附，回收率在74.6%～84.9%，且C18、Carb、PSA 對TMT 有基質增強效應，回收率在120%以上。綜合考慮之后，最終采用吸取2 mL 樣液與3 mL 水混合后上機的方式以達到降低基質效應、溶劑效應，減少雜質等效果。

有機錫化合物圖1 不同凈化劑對有機錫化合物的回收率圖

2.2 基質效應、線性關系、檢出限、定量限

本實驗采用相對響應值法評定基質效應，基質效應按公式（1）計算。

式中：ME為基質效應，%；Am表示空白基質標準響應值；Ac表示純溶劑標準響應值。ME值在80%～120%表明基質效應可以忽略；ME值在50%～80%和120%～150%時，存在不可忽略基質效應。

選擇草莓、蘋果、柑橘、葡萄、黃瓜5 種具有代表性的復雜基質，通過實驗分別獲得7 種有機錫化合物的基質匹配標準曲線和溶劑標準曲線（線性方程見表2），計算ME值。實驗發現，有機錫化合物在5 種基質中均存在不可忽略基質效應，且以基質增強為主（表3）。因此，應通過基質匹配標準曲線進行定量，以更準確地反映植物性食品中有機錫化合物的含量。以峰面積（y）對有機錫化合物的質量濃度（x）作線性回歸，有機錫化合物在各自的線性范圍內線性關系良好，相關系數（r）均≥0.995，詳見表2。以空白樣品的3 倍信噪比確定檢出限，10 倍信噪比確定定量限，方法檢出限在0.2 ～4 μg·kg-1，定量限為0.5 ～10 μg·kg-1。

表2 不同基質中有機錫化合物的線性方程、相關系數、檢出限、定量限表

表3 加標回收實驗結果表

2.3 方法的準確度和精密度

選擇不含有機錫化合物的草莓、蘋果、柑橘、葡萄、黃瓜樣品，在0.01 mg·kg-1、0.02 mg·kg-1、0.05 mg·kg-13 個加標濃度下進行加標回收率實驗，每個水平重復6 次，回收率、精密度結果見表3。可以看出，在3 個加標水平下，7 種有機錫化合物的平均回收率在68.1%～103.1%，相對標準偏差在1.00%～11.36%，表明本方法的準確度和精密度良好。

2.4 樣品測定

利用本方法對黃瓜、葡萄、蘋果、柑橘各5 批次，共計20 批次樣品進行有機錫化合物殘留量檢測。結果發現其中1 批次的柑橘樣品檢出DPHT（含量為0.015 mg·kg-1），其余樣品均未檢出本文涉及的7 種有機錫化合物。

3 結論

本研究以甲酸乙腈（甲酸1%）和甲酸甲醇（甲酸1%）為提取劑，提取劑經混合鹽析試劑（含2.5 g乙酸鈉，0.5 g 無水硫酸鎂）除水分層，通過色譜和質譜條件的優化，建立了植物源食品中多種有機錫化合物的檢測方法。該方法簡便快捷、實用性強，方法學驗證結果符合殘留檢測的相關要求，適用于植物源食品中多種有機錫化合物的快速檢測。