个人护理品(personal care products, PCPs)是药物及个人护理品(PPCPs, pharmaceuticals and personal care products)中的一类新生污染物质来源。在近10年里,包括美国、中国和欧洲的很多国家和地区对个人护理品中污染物质的理化性质、去除机制、分析检测以及生态毒性等方面进行了研究[ 1, 2, 3 ]。酮麝香是个人日用品中的一种典型合成有机物,通常用作香料添加剂,有极性较小、亲脂憎水性较强、在环境中不易降解的特点。人们日常的使用使得该物质持续不断的输入环境中[ 4 ],在水、土壤、大气中的浓度逐渐升高,并在动物和人体组织中产生了蓄积作用,成为一种重要污染物,受到了世界各国的广泛关注[ 5, 6 ]。目前国内外尚没有对食品中的酮麝香设定最大限量(MRL),但2008年生效的挪威PoHS(Prohibition on certain hazardous substances in consumer products)法规规定了消费品中酮麝香的最大限量值为0.05 mg/kg[ 7 ]。
由于人工合成麝香类物质极性小,沸点相对较低,因此对该类物质的检测报道多集中在使用气相色谱法和气相色谱-质谱联用法上[ 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ],研究对象主要为环境样品和环境中捕获的水生生物样品等[ 16 ]。2003年Anastassiades等[ 17 ]建立了分散固相萃取法,经过不断改进后应用于农药残留分析领域,目前该技术在农药残留分析领域的应用已经比较成熟,但还未见该方法应用于水产品中合成麝香类物质检测的报道。
本研究建立了分散固相萃取-气相色谱-质谱联用分析水产品中痕量酮麝香的方法。采用分散固相萃取法对水产品中的痕量酮麝香进行提取和净化,在选择离子监测(SIM)模式下对化合物进行定量分析。方法实现了快速、简单、有效、安全的分析目标。
Agilent 6890N-5975B型气相色谱-质谱联用仪(配电子轰击源),美国Agilent公司;IKA T25匀质器,德国IKA公司;Turbovap Ⅱ 样品快速浓缩工作站,美国Biotage公司。
甲醇、乙腈(色谱纯),德国默克公司;乙酸、丙酮、正己烷、乙酸钠、无水硫酸镁、无水硫酸钠(分析纯),国药集团; 硅胶、中性氧化铝(层析用)、石墨化炭黑(GCB)、N-丙基乙二胺(PSA)、二甲基十八碳硅烷粉(C18)，天津Agela Technologies公司;酮麝香标准品(纯度99.0% ,溶于环己烷,10.0 mg/L),德国Dr. Ehrenstorfer公司。
1%乙酸乙腈提取液的配制:量取10.0 mL乙酸加入到 1000 mL容量瓶中,以乙腈定量并摇匀;提取剂的组成:无水硫酸钠和乙酸钠按照质量比4 ∶ 1比例混合;分散固相萃取净化剂组成:无水硫酸镁、PSA、C18和GCB按照质量比3 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1混合。固相萃取净化剂组成：无水硫酸镁、硅胶、中性氧化铝和GCB按照质量比3 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1混合。
明虾、罗非鱼均购自当地市场,取可食部分制成糜样,冷冻保存在-20 ℃冰箱中备用。
将酮麝香标准溶液用丙酮定容至10 mL容量瓶中,配制成1.0 mg/L 标准储备液,于-20 ℃冰箱中保存备用。使用前根据检测要求使用基质提取液稀释成相应浓度的基质匹配标准工作溶液,使用丙酮稀释成相应浓度的溶剂标准工作溶液。
气相色谱条件:色谱柱:DB-5 MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μ m);载气:高纯氦气(99.999% );恒流模式,柱流速:1.1 mL/min;进样量:1.00 μ L,不分流进样;进样口温度270 ℃;柱温升温程序:初始温度70 ℃,保持4 min,以15 ℃/min 升至240 ℃,保持1 min，后运行温度300 ℃,保持4 min以去除色谱柱中残留的杂质。
质谱条件:电子轰击离子源(EI源),电子轰击能量70 eV,单四极质量分析器;离子源温度230 ℃;四极杆温度150 ℃;传输线温度280 ℃;全扫描模式(SCAN):扫描范围m/z 50～450,确定待测化合物扫描离子、保留时间和检查有无基质干扰;溶剂延迟9 min;选择离子模式(SIM):定量离子m/z 279,定性离子m/z 294、128、191;驻留时间:50 ms。
称取解冻样品10.00 g于50 mL具塞离心管中,加入10.0 mL的1%(v/v)乙酸乙腈提取液,以 10000 r/min 高速匀浆30 s,向其中加入提取剂5.0 g,继续匀浆30 s,以 4000 r/min 离心5 min,吸取上清液1.0 mL加入到装有0.50 g净化剂的离心管中,涡旋60 s混匀,以 10000 r/min 离心5 min,上清液经0.22 μ m滤膜过滤,待分析。
取酮麝香储备液(1.0 mg/L)在m/z 50～450范围内进行全扫描,总离子流色谱图和酮麝香的质谱图见图1。将酮麝香质谱图进行标准谱库检索并进行比较,对酮麝香的色谱峰及保留时间进行确认。在质谱图高质量端可见分子离子峰m/z 294;酮基氧上n电子易于丢失,产生奇电子离子,并由游离基中心诱导产生的 α 断裂和电荷中心诱导产生的i断裂生成主要碎片离子m/z 279、57及基峰m/z 43;当奇电子离子的苯环上发生消去反应时,经由消去反应(re)、 α 断裂、i断裂和氢重排(rH)等反应后产生m/z 191、174、160、146、145、130、128、115等碎片离子,以上推断的断裂过程及机理见图2。在m/z 低于100的低质量端碎片离子峰易于受到进样溶剂、样品中的杂质和色谱柱的流失等因素干扰,不易判别,因此不作为定量和定性离子用,所以选择m/z 279作为定量离子,同时选择m/z 294、128、191作为定性离子。
酮麝香不易溶于水,稍溶于乙醇,易溶于苯甲酸苄酯和苄醇等中弱极性的物质,常用的萃取溶剂为正己烷、正己烷/乙酸乙酯(5 ∶ 1, v/v)、正己烷/丙酮(1 ∶ 1, v/v)、正己烷/二氯甲烷(3 ∶ 1, v/v)等[ 18, 19 ]。试验中发现使用乙腈也能够对痕量的酮麝香实现完全提取,乙腈提取液中色素、脂肪酸等杂质相对其他溶剂较少。本文在添加10 μ g/kg 浓度水平下进行回收试验,综合考察两种提取方法:超声波辅助萃取15 min和高速匀浆提取1 min;两种提取溶剂:1%乙酸乙腈、正己烷/丙酮(1 ∶ 1, v/v);两种净化方式:固相萃取和分散固相萃取。设计正交试验方案L4(23)以优化前处理条件[ 20 ],其中,固相萃取和分散固相萃取均称取0.50 g净化剂,前者将净化剂填装固相萃取小柱并将提取液浓缩后上样,用8 mL正己烷/丙酮(2 ∶ 1, v/v)洗脱,收集所有洗脱液浓缩并定容;后者按照1.5节中所述方法净化。正交试验的回收率结果见表1。对所得到的回收率结果进行直观、极差和方差分析,并综合比较提取效率,最终确定前处理条件为:1%乙酸乙腈溶剂,高速匀浆提取,分散固相萃取净化。
图3显示了在优化的前处理条件下明虾的色谱图,可以看出目标化合物附近无干扰峰存在,目标峰与杂质峰实现了基线分离,表明优化的前处理条件有好的净化效果。
将酮麝香标准储备液逐级稀释成1、2、5、10、50 μ g/L 的基质匹配标准工作溶液。按照1.4节中条件进行分析,以峰面积为纵坐标,标准溶液的质量浓度为横坐标绘制校正曲线。结果表明:酮麝香在质量浓度1～50 μ g/L 范围内有良好的线性关系,回归方程为Y=1020.0X-74.0, r2=0.9999。以稀释标准溶液进行样品加标的方式测得方法的检出限(S/N=3)为0.30 μ g/kg,定量限(S/N=10)为1.0 μ g/kg。
按照1.5节称取空白样品并加入适量稀释的酮麝香标准溶液,混匀后静置30 min制得加标样品,并按照1.5节中进行前处理。对制得的1.0、2.0、10.0 μ g/kg 的3个含量水平的加标样品进行每个水平6次重复的测定,计算回收率和相对标准偏差(RSD),结果见表2。
由于质谱在电离和扫描过程中常存在基质效应的影响,因此通常采用基质匹配的标准溶液来补偿基质效应。为了考察基质效应的影响,按照上述1.3节中标准溶液的配制方法分别配制质量浓度均为50 μ g/L的两种水产品基质标准溶液和溶剂标准溶液并进行对比测定。依照公式 η =(Ai)基质标准/(Ai)溶剂标准(Ai为酮麝香的峰面积)计算基质效应[ 21 ],试验结果表明,两种基质的 η 在1.02～1.05之间,数值接近1,表明基质效应不明显,说明以上两种基质经过本方法净化后对质谱检测不产生显著影响。
运用本文方法对市场上购买的7个罗非鱼和4个冻带头虾样品进行检测,检测结果均低于检出限。
本文应用1%乙酸乙腈高速匀浆提取,以PSA、C18和GCB混合物为固相分散剂,GC-MS检测,外标法定量,建立了水产品中痕量酮麝香的分析方法,并对其裂解机理进行了探讨,方法方便、快捷、可靠,适用于水产品中酮麝香的快速检测。
2013, Vol. 31 Issue (5): 485-489
PDF (818KB)
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