1、基質固相分散技術-氣質聯用法 快速測定大米中的多環芳烴張萌萌，陳劍偉，于天祥，王丹麗，王韓英(嘉興出入境檢驗檢疫局嘉興 314001)摘要建立了大米中16種多環芳烴殘留的氣相色譜-質譜(GC-MS)檢測方法b樣品中的多環芳烴 經乙腈提取改良基質固相分散技術(QuEChERS)凈化后進行GC-MS測定同位素內標法定 量b方法的樣品加標回收率和精密度分別為69.1%96.9%和8.2%12.7%b多環芳烴的方法檢測 限為 g/kgb關鍵詞氣相色譜-質譜同位素內標基質固相分散多環芳烴中圖分類號TS 文獻標志碼A 文章編號1005-9989(2021)01- 0327-04Rapid determin

2、ation of polycyclic-aromatic-hydrocarbons in rice by gas chromatography-mass spectrometry usingdispersive solid phase extractionZHANG Meng-meng, CHEN Jian-wei, YU Tian-xiang, WANG Dan-li, WANG Han-ying(Jiaxing Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Jiaxing 314001)Abstract: A new analytical met

3、hod was developed for the determination of 16 polycyclic-aromatic- hydrocarbons (PAHs) in rice samples by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The target analytes in samples were extracted with the solution of acetonitrile (ACN), purified using dispersive solid phase extraction, detected by

4、 GC-MS, and then quantified by isotope internal standard method. The method recovery percentages and relative standard deviations (RSD) were 69.1%96.9% and收稿日期：2021-08-26 基金工程：出入境檢驗檢疫行業標準制修訂工程(2021B141)b 作者簡介：張萌萌(1981i)女碩士研究生研究方向為食品平安與檢測b以內，該方法可以推廣應用。但是也不能否認實 際操作中對于不同樣品，如個別米面制品產生的 難以過濾等操作難點，需進一步結合不同

5、樣品類 別中甲基汞含量合理的評價該方法的適用范圍。參考文獻：1 欒向晶.汞污染物形態分析的重要性J.黑龍江環境通 報,2001,25(3):181-1872 楊杰,王竹天,楊大進.食品中總汞檢測方法的研究進展J.中國食品衛生雜志,2021,20(4):346-3513 劉麗萍,張妮娜,李筱薇,等.直接測汞儀測定食品中的總 汞J.中國食品衛生雜志,2021,22(1):19-214 楊杰.食品中甲基汞和汞形態分析技術的研究進展J.國 外醫學衛生學分冊,2021,35(3):181-1875 谷靜,馬永建,吉文亮,等.水產品中甲基汞的測定方法探 討J.中國衛生檢驗雜志,2021,22(2):280

6、2-2803· 327 ·8.2%12.7%. The method detection limit (MDL) was 0.63.2 g/kg.Key words: gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); isotope internal standard; dispersive solid phase extraction; polycyclic aromatic hydrocarbons多環芳烴(PAHs)種類繁多，其中16種化合物 于1979年被美國環境保護署(US EPA)所列管。它 們是一類廣泛存在于環境、食品

7、及生物體內的污 染物。其化學性質穩定，不易水解，可以通過人 類的呼吸道和皮膚吸收，從而致癌或致突變1。目 前，測定大氣、水、土壤以及食用油中PAHs的文 獻較多2-4，糧谷類作物通過吸收水和大氣中的粉 塵富集PAHs5，但關于糧谷中PAHs測定方法的文 獻較少。GB 27622021增加糧谷類作物中PAHs 毒性最強的苯并(a)芘限量，不得超過5 g/kg。本 文首次利用改良的QuEChERS技術對大米樣品進行 提取凈化，同位素內標定量，GC-MS一次性檢測 美國EPA優先表中所列的16種PAHs。該方法具有 快速、簡便、價廉、高效、耐用、平安的特點6， 為大米中PAHs的檢測提供了可靠的檢測

8、方法。1 材料與方法 材料與試劑大米：市售；多環芳烴標準品(純度大于 99%)：美國Supelco公司；甲醇、乙腈：HPLC級， 美國Tedia公司；乙二胺一-丙基(PSA)填料、C18 填料：上海安譜公司；無水硫酸鎂、氯化鈉：分 析純，廣州分析試劑廠。 儀器與設備氣相色譜-質譜儀：美國Agilent公司；高速離 心機：德國Sigma公司；旋轉蒸發儀：瑞士Buchi 公司；高速均質勻漿儀：德國IKA公司。 氣相色譜質譜測定條件 色譜條件 色譜柱：DB-5 MS，30 5 m；柱溫：初始溫度70 ，保持2 min，以25 /min的速率升溫至150 ，以3 / min的速率升溫至200 ，再以8

9、 /min的速率升 溫至280 ，保持10 mL/min；進樣量：1.0 L；進樣方式：不分流進 樣；進樣口溫度：290 。1.3.2 質譜條件 電子轟擊(EI)離子源：電子能量70 eV；傳輸線溫度：280 ；離子源溫度：230；質量掃描范圍m/z 35500。2 實驗方法 樣品前處理稱取5 1 g)粉碎后的樣品于50 mL 離心管，參加1 mL 50 g/L內標工作液，靜置10 min。參加10 mL水，待吸收后，參加20 mL乙腈， 以10000 r/min均質1 min，參加5 g氯化鈉，漩渦震 蕩1 min，并于4000 r/min離心3 min，移取上清液 至100 mL磨口燒瓶中

10、，40 水浴中旋轉濃縮至約 2 mL，氮吹至近干，用1 mL乙腈定容轉移至加有200 mg PSA、200 mg C18、200 mg無水硫酸鎂的10 mL離心管中，漩渦震蕩1 min，4000 r/min離心3 5 m有機相濾膜，移取0.5 mL上清液 于氣質瓶中，GC/MS檢測。同時進行空白實驗。 標準溶液的配制混合標準工作液：稱取適量多環芳烴標準 品，用正己烷溶解，于50 mL容量瓶中定容，分 別配制成濃度為1000 mg/L的標準儲藏溶液。準確 吸取一定體積的標準儲藏溶液，以乙腈逐級稀釋 成1.0、2.5、5.0、25.0、50.0 g/L的PAHs混合標 準溶液，保存于04 冰箱。同

11、樣，配制50 g/ L D10-蒽和D12-苯并(a)芘混合內標工作溶液。 GC-MS進樣測定，獲得各自的標準曲線、線性相 關系數及儀器檢出限。 添加回收率與精密度稱取粉碎后的大米樣品，分別添加5、10、 20 g/kg 3個濃度水平的混合標準溶液，渦旋混勻 后，靜置過夜，按照2.1進行提取凈化，每個添加 濃度水平重復6次，計算添加回收率、相對標準偏 差及方法檢出限。3 結果與討論 色譜質譜條件優化實驗發現進樣方式、進樣口溫度、程序升溫 速率等對PAHs各組分的靈敏度和別離度有很大 影響。提高進樣口溫度至290 不僅可提高二苯 芘高沸點組分響應值，可降低進樣口污染。選擇 脈沖不分流進樣促使樣品

12、快速從進樣口進入色譜 柱，減少了二環物質在進樣口分解從而提高了方2021年 第 39卷 第 01期FOO D SCIENCE AN D TECHNO LOGY食品平安與檢測法的靈敏度。選擇性降低程序升溫速率有利于菲和蒽等多種同分異構體的別離度顯著。N"6*4 *4 根據大米提取液及標準溶液的全掃描譜圖， 優化質譜條件，并對配制好的150.0 g/L混合 標準使用液測定，PAHS的色譜圖見圖1，特征離子、線性方程、相關系數及定量低限見表1。PAHs在150 g/L范圍內線性關系良好，最低檢 NJO出限在0.63.2 g/kg之間。可以滿足定量分析的 要求。注：116號峰編號同表1。圖1

13、 多環芳烴化合物的氣相色譜-質譜總離子流圖 樣品前處理條件的優化序號中文名稱表1 多環芳烴的特征離子、線性方程、相關系數及定量低限選擇離子% 定量低限123豐度比/(g/kg)1萘128*64402100:7:810-42苊烯152*6376100:6:1210-43苊152*6376100:18:5510-44芴166*82139100:8:1610-45菲178*89152100:11:910-4IS1D10-蒽188*186160100:7:66蒽178*89152100:12:710-47熒蒽202*88101100:8:1510-48芘202*88101100:6:1810-49苯并

14、(a)蒽228*101114100:8:1510-410屈228*101114100:8:1310-411苯并(b)熒蒽252*113126100:8:1710-412苯并 (k)熒蒽252*113126100:7:1810-4IS2D12-苯并(a)芘264*118132100:14:3413苯并(a)芘252*113126100:10:1810-414茚苯(1,2,3-cd)芘276*138277100:24:2410-415二苯并(a,h)蒽278*138276100:12:2710-4 16苯并(ghi) (二萘嵌苯)276*138277100:26:2410-4 150 g/L線性回

15、歸方程 相關系數/3.2.1 樣品提取 多環芳烴標準品在正己烷、乙 腈、丙酮等有機溶劑中易溶解。文獻報道的提取 溶劑有乙腈、乙腈-丙酮、環己烷-乙酸乙酯等有 機體系。實驗結果說明，以乙腈效果最正確，既能 保證較好的提取效率，又可防止過多雜質進入提 取液造成污染，有利于后續凈化的簡化以縮短檢 測耗時。因而選擇乙腈作為本方法提取劑。 凈化條件的優化 QuEChERS法涉及的固相 萃取填料眾多，比擬目前常用的幾類固相萃取填 料包括C18、弗洛里硅土、NH2、PSA、硅膠、石 墨化碳黑等。根據文獻報道，PSA填料、石墨化 碳黑和C18填料一起聯合使用適于農殘分析中食品 樣品的前處理，能有效去除有機酸、

16、色素、金屬 離子、油脂和酚類等。考慮到PAHs呈平面結構， 石墨化碳黑對其有較強的吸附，故實驗僅選取200mg PSA填料和C18兩種填料進行回收實驗，結果發 現200 mg 2種填料作用下，PAHs回收率均在95% 以上。選取100、200、400 mg 3個水平量來進行PSA 填料、C18填料和無水硫酸鎂用量對水果提取液 進行正交實驗，以基質影響較大的其中一種PAHs 苊為例，使用100、200 mg填料凈化，隨著填料水 平的增加，雜質顯著減少，苊回收率由150%降至 95%，添加200、400 mg填料雜質水平相差甚微。 因此，選擇PSA填料、C18填料和無水硫酸鎂各 200 mg對提取

17、的樣液進行進化，既能節省凈化粉 末，又能除去大局部雜質，滿足回收率要求。 實際樣品的檢測用優化后的實驗方法處理分析大米樣品中的 PAHs。結果顯示市售10份的大米中有萘、芴、· 329 ·表2 大米樣品的加標回收率69.1%96.9%，精密度為8.2%12.7%，滿足農殘序化合物加標濃度 樣品 5 g/kg 含量加標濃度10 g/kg加標濃度20 g/kg檢測要求。號名稱/(g/ 平均精密 平均 精密 平均 精密4 結論kg)回收 度/% 回收 度/% 回收 度/%1萘2苊烯-3苊-4芴5菲6蒽-7熒蒽8芘9苯并(a)蒽-10屈-11苯并(b)熒蒽-12苯并(k)熒蒽-13

18、苯并(a)芘-茚苯(1,2,3-14cd)芘-15二苯并(a,h) 蒽-16苯并(ghi)-率/%率/%率/%本實驗采用乙腈提取、QuEChERS方法凈 化、GC-MS測定，建立了大米中16種多環芳烴快 速檢測方法。該方法提取時間短、溶劑用量少， 步驟少，檢測本錢相對較低，檢測限低，回收率 和精密度較好，快速準確，適合于大批量樣品的 分析測定。(二萘嵌苯)菲、熒蒽、芘5種均被檢出，其中菲的含量最高。 毒性最強苯并(a)芘未檢出。 方法的回收率及精密度選取多環芳烴含量較低的大米樣品進行5、 10、20 g/kg 3個添加水平回收率試驗，每個 水平重復進行10次，平均回收率結果和精密度 數據見表2

19、。各標準物質在大米中的回收率為 參考文獻：1 余剛,黃俊,張彭義.持久性有機污染物:備受關注的全球 性環境問題J.環境保護,2001,(4):37-382 閆世平,李光憲,鄭家概,等.HPLC/FLD法測定環境樣品和 食品中的苯并a芘J.分析測試學報,2021,27(6):627-6293 王建華,郭翠,龐國芳,等.GPC凈化-同位素稀釋內標定量 GC-MS對植物油中多環芳烴的測定J.分析測試學報, 2021,28(3):267-2714趙潔,何強,姚秉華,等.改良QuEChERS-氣相色譜-質譜法快速分析測定農用土壤中多環芳烴J.分析試驗 室,2021,31(2):33-375 佟玲,周瑞澤,吳淑琪,等.加速溶劑提取凝膠滲透色譜凈 化氣相色譜質譜快速測定玉米中多環芳烴J.分析化學,