食品原物料與成品中增塑劑的分析：安捷倫科技整體解決方案

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近日來(lái)，塑化劑事件愈演愈烈，這是繼三聚氰胺事件后，又一重大食品安全危機(jī)。從臺(tái)灣、香港到中國(guó)大陸，乃至亞太及世界其他國(guó)家，民眾聞“塑”色變。而且，最近某知名藥廠生產(chǎn)的抗生素粉針劑中也被發(fā)現(xiàn)含有塑化劑。在塑化劑事件發(fā)生后，安捷倫科技公司在最短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)出準(zhǔn)確、靈敏、高效的檢測(cè)方法解決方案，包括復(fù)雜食源性基質(zhì)中高靈敏度定量分析和準(zhǔn)確的定性鑒別。圖1展示了安捷倫科技用于增塑劑分析解決方案的技術(shù)平臺(tái)，包括GC、GC-MS、HPLC/UHPLC-MS (QQQ、SQ和QTOF質(zhì)譜技術(shù))，安捷倫高效液相和質(zhì)譜技術(shù)的最新進(jìn)展（超高壓液相色譜和高分辨率飛行質(zhì)譜等）在增塑劑高靈敏度和高通量分析平臺(tái)中發(fā)揮著重要作用。

圖1. 安捷倫科技用于增塑劑分析解決方案的技術(shù)平臺(tái)

塑化劑對(duì)生物體有很大危害：1. 塑化劑被證實(shí)會(huì)干擾人體內(nèi)分泌，引響生殖系統(tǒng)，臺(tái)師大研究團(tuán)隊(duì)更發(fā)現(xiàn)，塑化劑會(huì)造成基因毒性，會(huì)傷害人類基因，長(zhǎng)期食用對(duì)心血管疾病危害風(fēng)險(xiǎn)最大。2. 對(duì)肝臟和泌尿系統(tǒng)也有很大傷害，而且被毒害之后，還會(huì)透過(guò)基因遺傳給下一代。3. 臺(tái)師大生命科學(xué)系助理教授沈林琥和高雄醫(yī)學(xué)大學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)研究中心教授李水龍研究團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)一年時(shí)間，分析出這些塑化劑暴露產(chǎn)生的基因交互作用會(huì)造成心臟、肝臟和腎臟毒性，對(duì)人類疾病風(fēng)險(xiǎn)最大是心血管疾病。4. 塑化劑DEHP即鄰苯二甲酸酯，為人工合成的化學(xué)物質(zhì)，據(jù)資料顯示，塑化劑DEHP將會(huì)對(duì)人體的生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、消化系統(tǒng)帶來(lái)危害，如損害男性生殖能力，促使女性性早熟，可能造成兒童性別錯(cuò)亂，長(zhǎng)期大量攝取還會(huì)導(dǎo)致肝癌。

塑膠中最常添加的鄰苯二甲酸酯類有下列六種：

Diisononyl Phthalate (DINP)　鄰苯二甲酸二異壬酯
Di-n-octyl Phthalate (DNOP)　鄰苯二甲酸二辛酯
Diisodecyl Phthalate (DIDP)　鄰苯二甲酸二異癸酯
Bis-(2-ethylhexyl) Phthalate (DEHP)　鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯
Dibutyl Phthalate (DBP)　鄰苯二甲酸二丁酯
Benzylbutyl Phthalate (BBP)　鄰苯二甲酸苯基丁酯

復(fù)雜基質(zhì)中增塑劑成分的樣品制備技術(shù)非常重要，表1列出了法規(guī)中常用的提取溶劑和方法。

表1. 法規(guī)中增塑劑常用的提取溶劑和方法。

Methods	Extract Solvent	Reference Regulation
Soxhlet extraction	Chloroform/MeOH	ASTM D3421-75
Soxhlet extraction	Ethyl Ether	EN 14372:2004
Soxhlet extraction	DCM	GBT 22048-2008
Sonication	Chloroform	SNT 1779-2006
Sonication	Ethyl Methyl Ketone (MEK)	GBT 24613-2009
Sonication/Microwave	THF	CPCS CH-E100-09.3
Microwave	EA	SNT 2249-2009
Healing Extraction	DCM/MeOH	Health Canada Method C-34

安捷倫科技的樣品前處理參考臺(tái)灣FDA的方法：秤取1g樣品，加入45ml MeOH 進(jìn)行提取和震蕩30min, 降溫后用MeOH 定容到50ml，3500rpm離心,取上清液裝瓶，待測(cè)。

1．GC-MS：

GC Conditions
Column:	DB-5ms Ultra inert column, 30 m×0.25 mm×0.25 μm,(P/N 122-5532UI )
Inlet Temperature:	290 °C
Carrier Gas:	Helium at 1 mL/min
Injection Mode:	Splitless, pulse injection at 35 psi for 0.5 min, splitless injection liner (P/N 5188-3316)
Injection Volume:	1 μL
Oven Program:	100 °C for 1 min, to 280 °C at 30 oC/min, to 310 °C at 15 °C /min and hold for 4 min
MS Conditions
Solvent Delay:	5 min
MS Temp :	230 ºC (Source); 150 ºC (Quad)
Transfer Line Temp:	280 °C
MS :	EI, SIM/Scan
Scan Mode :	mass range (50-500 amu)
Sample:	Five calibration solutions at 0.25, 0.5, 1, 2, 5 and 10 μg/mL were prepared by dilution in cyclohexane, along with one calibration blank (cyclohexane). Each standard solution contains 5 μg/mL of benzyl benzoate as internal standard.

圖2：TIC of infant pacifier extract (A) and
pacifier extract spiked with 2-ppm phthalate mixture (B)

GC-MS的分析結(jié)果見(jiàn)圖2，嬰兒奶嘴按照CPSC的方法做前處理，回收率高，對(duì)于DMP、DEP、 DBP、 DHP、BBP、 DEHP 和 DNOP為97–105%。

2．快速5975T LTM GC-MS：

*GC 條件*
色譜柱:	LTM HP-5MS, 10m,0.18mm,0.18um
進(jìn)樣口:	280 °C ；無(wú)分流；不分流襯管（P//N 5062-3587）
載氣流量:	1.2 mL/min 氦氣
進(jìn)樣量:	1 μL
柱溫程序:	60℃(0.2min), 100 ℃/min,220 ℃(0.2min), 25℃/min,280℃(0.8min)
質(zhì)譜條件
MS 溫度 :	230 ºC (離子源); 150 ºC (四級(jí)桿)
掃描模式:	EI, SIM/Scan
質(zhì)量數(shù)范圍:	50-500 amu

圖3. 17種增塑劑成分的SCAN/SIM模式譜圖（參照國(guó)標(biāo)GB/T 21911-2008）

利用Agilent 5975T LTM GCMS儀器系統(tǒng)LTM專利技術(shù)的色譜柱快速升降溫優(yōu)勢(shì)，圖3 為以５倍國(guó)標(biāo)GB/T 21911-2008方法的速度分析17種增塑劑2ppm混標(biāo)SCAN和SIM的譜圖，極大地提高了GC/MS儀器分析食品飲料中17種增塑劑的速度，不到6分鐘能完成分離分析。

利用5975T，不但可以在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室做快速分析，而且可以通過(guò)移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室到采樣現(xiàn)場(chǎng)做分析，更及時(shí)地提供分析結(jié)果。

3．LC-SQ分析29種塑化劑成分：

Column：	Zorbax Eclipse plus Phenyl-Hexyl（2.1×50mm，1.8um）
Mobile phase：	A=水，B=MeOH（A、B均加入0.1%甲酸）
Flow：	0.5mL/min；梯度洗脫（60-100% within 5min）
Column-Oven：	25 ℃
Injection Volume：	10uL
Run Time：	6.0min；Post Time：1.0min
Source:	ESI, Positive
Dry Gas Temp：	350℃
Drying Gas FLow：	10.0 L/min
Neb Pres：	50 psig
VCap (Positive)：	4000 V
Scan Mode：	SIM

圖4為29種增塑劑成分及其異構(gòu)體的分離，實(shí)驗(yàn)表明所建立的方法高通量、高靈敏度，分離在6分鐘內(nèi)完成。

圖4. 29種增塑劑成分的LC-SQ的TIC

4．LC-QQQ:

Column：	Zorbax Eclipse-plus C18（2.1×100mm，1.8um）
Mobile phase：	A=ddH2O，B=MeOH（A加入5mM ammonium acetate）
Flow：	0.55mL/min
Column-Oven：	50 ℃
Injection Volume：	10uL
Run TIme：	10.0min；Post Time：2.0min
A:	H2O+5mM ammonium formate ( or ammonium acetate)
B:	MeOH

Min	A	B	Flow (ml/min)
0	10	90	0.2
5	10	90	0.55
6	0	95	0.55
8	0	95	0.55
8.1	0	100	0.55
10	0	100	0.55
Post time=2 min

圖5. 標(biāo)準(zhǔn)品品定性結(jié)果: (20ppb)

安捷倫利用超高靈敏的分析工具-快速液相串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)行微量分析�？焖僖合嗌V串聯(lián)質(zhì)譜儀可以減少系統(tǒng)背景干擾與溶劑使用量，同時(shí)搭配簡(jiǎn)單萃取與稀釋的樣品前處理方法，可以同時(shí)分析13種鄰苯二甲酸酯類：DMP、DEP、DAP、DPP、DBP、BBP、DCP (Dicyclohexyl phthalate) 、DNHP、DEHP、DEHA、DNOP、DINP和DIDP。本方法快捷、準(zhǔn)確，是解決大批量樣品高通量分析的最佳方法。

5. LC-QTOF分析食品基質(zhì)中增塑劑成分：

高分辨的飛行時(shí)間質(zhì)譜（TOF MS）能夠提供高準(zhǔn)確度的質(zhì)量數(shù)（＜2×10－6），結(jié)合四極桿-飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜（QTOF MS）提供的碎片離子的精確質(zhì)量數(shù)，具有強(qiáng)大的復(fù)雜基質(zhì)中痕量組分的定性確認(rèn)能力。對(duì)TOF總離子流圖中目標(biāo)化合物進(jìn)行精確質(zhì)量數(shù)窗口的提�。ǎ�2×10－5），利用提取離子流峰面積進(jìn)行定量分析。同時(shí)通過(guò)QTOF的target M/SMS功能獲取二級(jí)質(zhì)譜，能夠在一次分析中完成高靈敏度的定量分析和高選擇性的定性分析。圖6為UHPLC 1290-QTOF 6550對(duì)14種增塑劑及其異構(gòu)體的分離檢測(cè)結(jié)果， 10分鐘內(nèi)完成所有成分的分析，通量高。

圖6. 為UHPLC 1290-QTOF 6550分析14種增塑劑及其異構(gòu)體

通過(guò)MS/MS與PCDL 數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)圖譜的比對(duì)，可以對(duì)復(fù)雜食品基質(zhì)中的增塑劑成分進(jìn)行快速和準(zhǔn)確的定性篩查（圖7）；運(yùn)用MSC軟件自動(dòng)對(duì)二級(jí)質(zhì)譜中的碎片離子進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析及其相互關(guān)系的剖析（圖8）。

圖7. 食品基質(zhì)中未知增塑劑成分的數(shù)據(jù)庫(kù)快速篩查