食品原物料与成品中增塑剂的分析：安捷伦科技整体解决方案

发布时间： 2011-06-23 17:33 来源：安捷伦科技（中国）有限公司

食品原物料与成品中增塑剂的分析：安捷伦科技整体解决方案

近日来，塑化剂事件愈演愈烈，这是继三聚氰胺事件后，又一重大食品安全危机。从台湾、香港到中国大陆，乃至亚太及世界其他国家，民众闻“塑”色变。而且，最近某知名药厂生产的抗生素粉针剂中也被发现含有塑化剂。在塑化剂事件发生后，安捷伦科技公司在最短的时间内开发出准确、灵敏、高效的检测方法解决方案，包括复杂食源性基质中高灵敏度定量分析和准确的定性鉴别。图1展示了安捷伦科技用于增塑剂分析解决方案的技术平台，包括GC、GC-MS、HPLC/UHPLC-MS (QQQ、SQ和QTOF质谱技术)，安捷伦高效液相和质谱技术的最新进展（超高压液相色谱和高分辨率飞行质谱等）在增塑剂高灵敏度和高通量分析平台中发挥着重要作用，

图1.安捷伦科技用于增塑剂分析解决方案的技术平台

      塑化剂对生物体有很大危害：1. 塑化剂被证实会干扰人体内分泌，引响生殖系统，台师大研究团队更发现，塑化剂会造成基因毒性，会伤害人类基因，长期食用对心血管疾病危害风险最大。2. 对肝脏和泌尿系统也有很大伤害，而且被毒害之后，还会透过基因遗传给下一代。3. 台师大生命科学系助理教授沈林琥和高雄医学大学环境医学研究中心教授李水龙研究团队，经过一年时间，分析出这些塑化剂暴露产生的基因交互作用会造成心脏、肝脏和肾脏毒性，对人类疾病风险最大是心血管疾病。4. 塑化剂DEHP即邻苯二甲酸酯，为人工合成的化学物质，据资料显示，塑化剂DEHP将会对人体的生殖系统、免疫系统、消化系统带来危害，如损害男性生殖能力，促使女性性早熟，可能造成儿童性别错乱，长期大量摄取还会导致肝癌。

      塑胶中最常添加的邻苯二甲酸酯类有下列六种：
      1. Diisononyl Phthalate (DINP)　邻苯二甲酸二异壬酯
      2. Di-n-octyl Phthalate (DNOP)　邻苯二甲酸二辛酯
      3. Diisodecyl Phthalate (DIDP)　邻苯二甲酸二异癸酯
      4. Bis-(2-ethylhexyl) Phthalate (DEHP)　邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯
      5. Dibutyl Phthalate (DBP)　邻苯二甲酸二丁酯
      6. Benzylbutyl Phthalate (BBP)　邻苯二甲酸苯基丁酯

      复杂基质中增塑剂成分的样品制备技术非常重要，表1列出了法规中常用的提取溶剂和方法。

表1.法规中增塑剂常用的提取溶剂和方法。

      安捷伦科技的样品前处理参考台湾FDA的方法：秤取1g样品，加入45ml MeOH 进行提取和震荡30min, 降温后用MeOH 定容到50ml，3500rpm离心,取上清液装瓶，待测。

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 LineTemp: 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.

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

      GC-MS的分析结果见图2，婴儿奶嘴按照CPSC的方法做前处理，回收率高，对于DMP、DEP、DBP、DHP、BBP、DEHP 和DNOP为97–105%。

2．快速5975T LTM GC-MS：
GC 条件
色谱柱:                LTM HP-5MS, 10m,0.18mm,0.18um
进样口:                280 °C ；无分流；不分流衬管（P//N 5062-3587）;
载气流量:              1.2 mL/min 氦气
进样量:                1 μL
柱温程序:              60℃(0.2min), 100 ℃/min,220 ℃(0.2min), 25℃/min,280℃(0.8min);
质谱条件
MS 温度 :              230 ºC (离子源); 150 ºC (四级杆)
扫描模式 :             EI, SIM/Scan
质量数范围 :           50-500 amu

图3.17种增塑剂成分的SCAN/SIM模式谱图（参照国标GB/T 21911-2008）

利用Agilent 5975T LTM GCMS仪器系统LTM专利技术的色谱柱快速升降温优势，图3 为以５倍国标GB/T 21911-2008方法的速度分析17种增塑剂2ppm混标SCAN和SIM的谱图，极大地提高了GC/MS仪器分析食品饮料中17种增塑剂的速度，不到6分钟能完成分离分析。

利用5975T，不但可以在常规实验室做快速分析，而且可以通过移动实验室到采样现场做分析，更及时地提供分析结果。

3．LC-SQ分析29种塑化剂成分：
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；梯度洗脱（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

图4为29种增塑剂成分及其异构体的分离，实验表明所建立的方法高通量、高灵敏度，分离在6分钟内完成。

图4.29种增塑剂成分的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

图5. 标准品品定性結果: (20ppb)

      安捷伦利用超高灵敏的分析工具-快速液相串联质谱仪进行微量分析。快速液相色谱串联质谱仪可以减少系统背景干扰与溶剂使用量，同时搭配简单萃取与稀释的样品前处理方法，可以同时分析13种邻苯二甲酸酯类：DMP、DEP、DAP、DPP、DBP、BBP、DCP (Dicyclohexyl phthalate) 、DNHP、DEHP、DEHA、DNOP、DINP和DIDP。本方法快捷、准确，是解决大批量样品高通量分析的最佳方法。

5. LC-QTOF分析食品基质中增塑剂成分：
      高分辨的飞行时间质谱（TOF MS）能够提供高准确度的质量数（＜2×10^－⁶），结合四极杆-飞行时间串联质谱（QTOF MS）提供的碎片离子的精确质量数，具有强大的复杂基质中痕量组分的定性确认能力。对TOF总离子流图中目标化合物进行精确质量数窗口的提取（＜2×10^－⁵），利用提取离子流峰面积进行定量分析。同时通过QTOF的target M/SMS功能获取二级质谱，能够在一次分析中完成高灵敏度的定量分析和高选择性的定性分析。图6为UHPLC 1290-QTOF 6550对14种增塑剂及其异构体的分离检测结果，10分钟内完成所有成分的分析，通量高。

图6.为UHPLC 1290-QTOF 6550分析14种增塑剂及其异构体

通过MS/MS与PCDL 数据库中标准图谱的比对，可以对复杂食品基质中的增塑剂成分进行快速和准确的定性筛查（图7）；运用MSC软件自动对二级质谱中的碎片离子进行结构解析及其相互关系的剖析（图8）。

图7.食品基质中未知增塑剂成分的数据库快速筛查

图8.MSC软件自动解析二级质谱碎片离子的结构及其相互关系

6. 增塑剂成分在体内的代谢物分析：
增塑剂在体内能够代谢成对生物体有害的代谢物，因此其分析非常重要。表2列出6种法规控制的增塑剂成分及其可能的体内代谢物。

表2. 6种法规控制的增塑剂成分及其可能的体内代谢物。

图9为22种增塑剂代谢物的online SPE-HPLC-QQQ的分析结果，检测灵敏度高（LOQ: 0.05~0.5ug/L），所建立的方法为增塑剂代谢物在体内的分布和毒性评估奠定了方法学基础。

关于安捷伦科技

安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，同时也是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者。公司的18500名员工为100多个国家的客户提供服务。在2010 财政年度，安捷伦的业务净收入为54 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn。

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