高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定泡面桶中的總胍氫酚

高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定泡面桶中的總胍氫酚

氨基酚是酚類抗生疾病的典型干預(yù)之一。具有高度的雌激素活性、低儲(chǔ)水性和低分解率。它可以通過(guò)鏈?zhǔn)椒敝硜?lái)威脅生態(tài)系統(tǒng)和人類健康。目前對(duì)壬基酚遷移量的研究主要集中在塑料類食品接觸材料因此，本文以壬基酚為研究對(duì)象，選擇了高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法作為測(cè)定方法，采用MRM模式，建立了一種泡面桶中壬基酚總遷移量的測(cè)定方法，并對(duì)市售泡面桶中壬基酚的遷移量進(jìn)行了測(cè)定和風(fēng)險(xiǎn)分析。該研究不僅可以為消費(fèi)者深入了解泡面桶的安全性提供理論指導(dǎo)，也為市場(chǎng)監(jiān)管和相應(yīng)法律法規(guī)的制定提供技術(shù)參考，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。1材料和方法1.1實(shí)驗(yàn)儀器和儀器甲醇、乙腈、二氯甲烷、無(wú)水乙醇均為色譜純，德國(guó)Merck公司；氨水（純度25%～28%）國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鄰正壬基酚（100μg/mLinMethanol）、4-(2,6-二甲基庚基）苯酚（100μg/mLinMethanol）、對(duì)正壬基酚（100μg/mLinMethanol)均購(gòu)自百靈威科技有限公司；實(shí)驗(yàn)用泡面桶均購(gòu)自大型超市和網(wǎng)上商城，具體信息如下表1所示。Alliance2695高效液相色譜儀、QuattromicroAPI質(zhì)譜儀，配有電噴霧離子源（ESI）、OasisHLB固相萃取柱（200mg,6cc）、Sep-PakC18固相萃取柱（500mg,6cc）美國(guó)Waters公司；12通道半自動(dòng)固相萃取裝置美國(guó)Supelco公司；Milli-Q超純水器美國(guó)Millipore公司；XT-NS1氮吹儀上海新拓有限公司；MS2型渦旋振蕩器德國(guó)IKA公司；MK-SH7312不銹鋼電水壺中國(guó)美的集團(tuán)；0.45μm微孔濾膜美國(guó)Pall公司。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1實(shí)驗(yàn)用樣品的制備考慮到泡面桶為一次性制品，根據(jù)其使用方法，使用前無(wú)需清洗，故本實(shí)驗(yàn)不對(duì)樣品進(jìn)行清洗預(yù)處理，直接采用浸泡的方式。另外，參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品遷移實(shí)驗(yàn)通則》（GB31604.1-2015)1.2.2流速萃取法洗脫樣品依次用5mL甲醇，5mL純水活化HLB固相萃取小柱，將上述遷移液以5mL/min的速度流經(jīng)萃取柱，待水樣全部通過(guò)，抽干柱內(nèi)剩余的溶液；依次用5mL甲醇、5mL二氯甲烷進(jìn)行洗脫；收集全部洗脫液至玻璃氮吹管中，用氮?dú)獯抵两?，再加入甲醇?fù)溶殘留物，并定容至2mL，過(guò)0.45μm微孔濾膜，待上機(jī)分析。1.3測(cè)量1.3.1柱溫度和流動(dòng)相的測(cè)定色譜柱：WatersXBridgeC18(2.1mm×150mm,3.5μm）；流速：0.3mL/min；柱溫：25℃；進(jìn)樣量：5μL；流動(dòng)相A為0.1%氨水，流動(dòng)相B為純甲醇，梯度洗脫程序：0～5min,40%～80%B;5～10min,80%～95%B;10～12min,95%B;12～13.5min,95%～40%B;13.5～14min,40%B。1.3.2離子2(vd電離方式：電噴霧離子源；負(fù)離子源模式（ESI-）；數(shù)據(jù)采集模式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）；毛細(xì)管電壓：3.00kV；離子源溫度：150℃；去溶劑氣溫度：400℃；去溶劑氣流量：800L/h；錐孔氣流量：50L/h；碰撞氣體為氬氣（純度不小于99.999%），碰撞氣壓：3.2×10-3mbar；低/高質(zhì)量端分辨率1:13.0；低/高質(zhì)量端分辨率2:13.0；離子能量1和2:0.5V；兩種壬基酚異構(gòu)體的質(zhì)譜條件見(jiàn)表2。1.3.3種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的混合由于壬基酚存在多種同分異構(gòu)體，市場(chǎng)上可以購(gòu)買到的壬基酚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要有3種，CAS號(hào)分別為84852-15-3、25154-52-3和104-40-5，實(shí)驗(yàn)購(gòu)買了3種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)并進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)相同測(cè)定條件下84852-15-3和25154-52-3兩種物質(zhì)的色譜峰分不開(kāi)，且兩者的監(jiān)測(cè)離子對(duì)也相同，無(wú)法區(qū)分，因此，兩者均可用本方法進(jìn)行測(cè)定，但需注明所用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的CAS號(hào)，本研究采用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為CAS號(hào)為84852-15-3和104-40-5的壬基酚。1.4實(shí)驗(yàn)軟件的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用質(zhì)譜儀配置有MassLynx4.1版軟件，該軟件具有運(yùn)行樣品、監(jiān)視運(yùn)行、采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、查看數(shù)據(jù)等功能，實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均由該軟件自動(dòng)處理完成。2結(jié)果與分析2.1色譜柱的選擇本文分別考察了不同鍵合相、不同選擇性的XBridgeC18、XselectCSHC18、AcquityUPLCC18、AtlanticT3、SunfireC18和XBridgephenyl色譜柱對(duì)壬基酚的分離測(cè)定效果，綜合考慮信號(hào)強(qiáng)度、色譜峰形、分析效果、分析時(shí)間和方法的普適性等因素，最終選用了WatersXBridgeC18色譜柱。由于壬基酚的結(jié)構(gòu)中帶有酚羥基，具有一定的堿性，在流動(dòng)相中加入一定濃度的揮發(fā)性堿，可能會(huì)提高信號(hào)的響應(yīng)值。因此，分別考察了甲醇-水、甲醇-0.1%氨水、甲醇-0.2%氨水和甲醇-0.3%氨水溶液的分離效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有氨水存在時(shí)的分離效果要好于純水的效果，這是因?yàn)榘彼拇嬖诖龠M(jìn)了負(fù)離子模式下壬基酚的電離，但考慮到高濃度的氨水會(huì)對(duì)色譜柱及進(jìn)樣系統(tǒng)造成一定的損傷，因此，綜合考慮，選擇了甲醇-0.1%氨水溶液作為流動(dòng)相。在此基礎(chǔ)上，還進(jìn)一步優(yōu)化了流動(dòng)相的梯度洗脫程序和流速，達(dá)到比較滿意的效果，2種壬基酚的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)色譜圖（MRM）見(jiàn)圖1。2.2固相萃取柱的選擇本研究比較了Sep-PakC18和OasisHLB兩種固相萃取柱對(duì)壬基酚的富集效果，結(jié)果如圖2A所示，在相同測(cè)定條件下，OasisHLB固相萃取柱的富集效果要好于Sep-PakC18柱，另外，OasisHLB固相萃取柱的富集是基于反相色譜保留機(jī)理，與C18柱相比具有更高的吸附容量和更寬的pH適用范圍，所以本文選擇OasisHLB固相萃取柱作為最佳吸附凈化柱。另外，還考察了10mL甲醇、10mL二氯甲烷、甲醇和二氯甲烷（各5mL）的洗脫效果，如圖2B所示，全部為甲醇時(shí)的洗脫效果稍差些，其他均可將壬基酚完全從固相萃取柱上洗脫下來(lái)，但考慮到二氯甲烷沸點(diǎn)低、毒性大等因素，選擇甲醇和二氯甲烷（各5mL）為最佳的洗脫溶劑。2.3提取質(zhì)量濃度圖將混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液配制濃度梯度為1、5、10、50、100、200、500μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在優(yōu)化的液相色譜-質(zhì)譜條件下進(jìn)行測(cè)定，用定量離子的峰面積和壬基酚的質(zhì)量濃度繪圖。如表3所示，壬基酚標(biāo)液在1～500μg/L的濃度范圍內(nèi)線性良好，以信噪比為3時(shí)的濃度作為方法的檢出限（LOD，總遷移溶液的體積按500mL計(jì)算），鄰正壬基酚的方法檢出限為0.002μg/L，對(duì)正壬基酚的方法檢出限為0.004μg/L。2.4種壬基酚的加標(biāo)回收本研究向空白泡面桶遷移液中添加低、中、高三個(gè)濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，每個(gè)水平平行測(cè)定6次，結(jié)果如表4所示，2種壬基酚的加標(biāo)回收率在79.8%～105.2%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.74%～9.88%之間。2.5實(shí)際樣品測(cè)定和風(fēng)險(xiǎn)分析2.5.1實(shí)際樣品實(shí)驗(yàn)將測(cè)得的每個(gè)樣品中壬基酚同分異構(gòu)體的含量相加，作為總的壬基酚遷移量。應(yīng)用該方法對(duì)購(gòu)買的不同產(chǎn)地、不同品牌、不同口味泡面桶進(jìn)行了遷移實(shí)驗(yàn)，共計(jì)54件樣品進(jìn)行了壬基酚遷移量測(cè)定，結(jié)果如表5所示，其中45件實(shí)際樣品遷移液中檢出了壬基酚，遷移液中壬基酚含量最大值為0.079μg/L，最小含量為0.006μg/L。典型樣品MRM色譜圖如圖3所示，鄰正壬基酚有檢出，對(duì)正壬基酚未檢出，總的遷移量為0.079μg/L。2.5.2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果2.5.2.遷移量的確定目前，我國(guó)尚未建立系統(tǒng)的食品包裝材料暴露評(píng)估方法，現(xiàn)有資料大多參考?xì)W盟和美國(guó)的方法開(kāi)展暴露評(píng)估式中：EDI指的是每日攝入量；M指的是食品模擬物中的遷移量；CF指的是消費(fèi)因子，m指的每人每天消耗食品的量（包括固體和液體食品）。美國(guó)FDA《行業(yè)指南》在評(píng)估食品接觸材料中特定物質(zhì)膳食暴露量時(shí)，根據(jù)每種食品模擬物中特定物質(zhì)的遷移量和相應(yīng)食品的分布系數(shù)，計(jì)算出食品中特定物質(zhì)總含量。查閱美國(guó)FDA《行業(yè)指南》附錄Ⅳ中的內(nèi)容，對(duì)于水、酸類、10%乙醇、脂肪模擬液，紙制品（含聚合物涂層）的食品類分布因數(shù)（fT）分別為0.54、0.25、0.01、0.20。計(jì)算過(guò)程如下公式（2）所示：考慮到泡面桶的使用環(huán)境和壬基酚的溶解性，為了最大限度地評(píng)估壬基酚的風(fēng)險(xiǎn)性，假設(shè)壬基酚在所有模擬液中的遷移量均為10%乙醇模擬液中的最大遷移濃度（Mmax)0.079μg/L，又因食品類分布因數(shù)的總和為1，因此壬基酚的最大暴露量Mmax=0.079μg/L。根據(jù)美國(guó)FDA《行業(yè)指南》附錄Ⅳ中的內(nèi)容，紙制品（含聚合物涂層）的消費(fèi)因子（CF）為0.2，由上述式（2）計(jì)算得到的Mmax值，假設(shè)每次泡面用水的體積為500mL，每天最多吃3次，則每天最多攝入的量為1.5L，且全部進(jìn)入人體，計(jì)算EDI值，如下：2.5.2.gv、pod、uf的定義隨著各國(guó)對(duì)壬基酚危害的重視，很多學(xué)者開(kāi)始研究壬基酚每日可耐受攝入量（TDI)其中，HBGV指的健康指導(dǎo)值，POD指的起始點(diǎn)，是指基于與人類相關(guān)的最靈敏觀察指標(biāo)的劑量反應(yīng)所確定的一個(gè)值，在這里定義為TDI乘以人均體重，假設(shè)人均體重為60kg;UF表示不確定系數(shù)，一般將不確定系數(shù)定為100。帶入上述公式計(jì)算得到本次評(píng)估的壬基酚健康指導(dǎo)值為3μg/d。2.5.2.與壬基酚比較將泡面桶遷移液中壬基酚暴露評(píng)估的結(jié)果顯示，理論上壬基酚的每日最大暴露量為0.0237μg/d，而壬基酚的健康指導(dǎo)值為3μg/d，兩者相比較可以看出壬基酚的暴露量遠(yuǎn)低于壬基酚的健康指導(dǎo)值，說(shuō)明市場(chǎng)上的泡面桶普遍較為安全，對(duì)人體健康存在較低風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用該方法也可對(duì)其他食品包裝材料進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以評(píng)估產(chǎn)品壬基酚暴露風(fēng)險(xiǎn)，保障消費(fèi)者健康安全。3加標(biāo)回收率驗(yàn)證本文通過(guò)對(duì)樣品前處理和色譜質(zhì)譜條件等方面的優(yōu)化，建立了針對(duì)泡面桶中壬基酚遷移量的測(cè)