QuEChERS-GC-MS/MS测定饮料中邻苯二甲酸酯

曹慧，陈小珍，张东雷，郑军科
（浙江省质量检测科学研究院，浙江杭州310018）

摘　要：采用QuEChERS-气相色谱/三重四极杆质谱（GC/MS/MS）同时测定饮料中17种邻苯二甲酸酯类塑化剂。样品经正己烷提取，基质分散固相萃取净化，采用气相色谱-质谱/质谱法测定，外标法定量。17种邻苯二甲酸酯在各自的线性范围内（5 μg/L～1 000 μg/L）线性关系良好，线性相关系数在0.99以上，添加10、50和200 μg/kg 3个不同浓度水平，含乳饮料中17种邻苯二甲酸酯的平均回收率在80.9%～108.7%，相对标准偏差在0.2%～14.2%，果汁饮料中17种邻苯二甲酸酯的平均回收率在81.4%～110.2%，相对标准偏差在1.3%～13.0%，检出限和定量下限分别为1.5 μg/kg～3.0 μg/kg 和5.0μg/kg～10.0μg/kg。该方法灵敏度高、重现性好、结果准确可靠，适合饮料中邻苯二甲酸酯类塑化剂的检测。

关键词：QuEChERS；邻苯二甲酸酯类；塑化剂；气相色谱/三重四极杆质谱；饮料

邻苯二甲酸酯类塑化剂是一类重要的化工产品添加剂，被广泛应用于包装材料中［1］。邻苯二甲酸酯分子结构与激素类似并可以模拟雌激素效应，会干扰神经、免疫和内分泌系统的正常调节，对人体健康造成危害，具有致突变、致癌和致畸性。

目前，文献报道关于邻苯二甲酸酯类塑化剂测定的方法有微生物法［2］、气相色谱［3-5］和气相色谱-质谱法［6-9］、液相色谱［10-12］和液相色谱-串联质谱法［13-15］，而国家标准的测定方法为气相色谱-质谱法。上述方法存在着较多弊端，微生物法、气相色谱和液相色谱法存在着假阳性确诊困难等缺点；气相色谱-单四极杆质谱的选择性较差，结果仍存在着假阳性等风险；液相色谱串联质谱法具有定性准确、灵敏度高等优点，但是液相系统的管路本底较高，很难准确定量。另外，国家标准的前处理方法较简单，采用质谱检测时，基质效应强，定量困难。本文采用QuEChERS（快速quick、简单easy、便宜cheap、有效effective、可靠rugged、安全safe）-气相色谱-三重四极杆串联质谱技术建立饮料中17种邻苯二甲酸酯类塑化剂的检测方法，通过串联质谱的高选择性反应监测技术，实现17种邻苯二甲酸酯类塑化剂二级质谱同时分析。

1　材料与方法

1.1　材料与试剂

17种邻苯二甲酸酯混合标准品：邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）、邻苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（DMEP）、邻苯二甲酸二（4-甲基-2-戊基）酯（BMPP）、邻苯二甲酸二（2-乙氧基）乙酯（DEEP）、邻苯二甲酸丁基苄基酯（BBP）、邻苯二甲酸二己酯（DHXP）、邻苯二甲酸二戊酯（DPP）、邻苯二甲酸二（2-丁氧基）乙酯（DBEP）、邻苯二甲酸二环己酯（DCHP）、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）、邻苯二甲酸二苯酯（DPhP）、邻苯二甲酸二正辛酯（DNOP）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二壬酯（DNP）：浓度均为1 000 μg/mL，迪马科技有限公司。

邻苯二甲酸酯混合标准溶液的配制：吸取液体标样100μL，用正己烷稀释定容到10mL，配制成10μg/mL的储备液，密封储存于4℃冰箱中，备用，再用正己烷稀释成混合标准使用液。

正己烷：色谱纯，美国TEDIA公司产品；PSA吸附剂：上海安谱科学仪器有限公司；无水硫酸镁：分析纯，国药集团化学试剂有限公司，使用前马弗炉内进行高温烘烤。

1.2　仪器设备

TSQ Quantum GC气相色谱-质谱/质谱联用仪：美国Thermo Fisher Scientific公司。

1.3　样品预处理

1.3.1　提取

取5.0 mL试样于玻璃离心管中，加入5 mL正己烷，振荡摇匀，静置后在4 000 r/min离心5 min，移取上清液待净化处理。

1.3.2　净化

将上清液转移至另一根玻璃试管中，加入50 mgPSA（乙二胺-N-丙基）和200mg无水MgSO4，涡旋2 min，静置后取上清液进行气相色谱-质谱/质谱分析测定。

1.4　气相色谱-质谱/质谱分析

1.4.1　色谱条件

色谱柱：DB-5石英毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm× 0.25 μm）；升温程序：60℃保持1 min，以20℃/min升至220℃，保持1 min，再以3℃/min升至280℃，保持4 min；进样口温度为280℃；载气为高纯氦气（99.999%），氦气流速为1.0 mL/min。

1.4.2　质谱条件

电子轰击（EI）离子源，离子源温度为250℃，电离能量为70 eV；GC-MS传输线温度为280℃；灯丝电流为50 μA；Q2碰撞气为Ar（1.5 mTorr）。

2　结果与讨论

2.1　母离子和子离子的选择

在EI离子化模式下，通过全扫描方式找出各种目标化合物的碎片离子，根据丰度比确定母离子。选择子离子扫描方式，调节碰撞能量，选取碰撞后丰度较高的两个子离子分别作为定量和定性离子，并确定其最佳碰撞能量的电压值。表1为最终确定的母离子、子离子和碰撞能量等参数。

表1　17种邻苯二甲酸酯的保留时间、母离子、子离子和碰撞能量
Table 1　Retention time，precursorion，production and collision energy of 17 phthalate esters

注：*定量离子。

编号　化合物　保留时间/min　　母离子/子离子/ （m/z）　　碰撞能量/eV 1　DMP　7.71　*163/77 194/163 25 5 2　DEP　8.52　*177/149 149/65 5 15 3　DIBP　10.28　*149/65 167/149 10 10 4　DBP　11.09　*149/65 205/149 10 10 5　DMEP　11.54　*176/149 149/65 15 10 6　BMPP　12.14　*167/149 251/149 5 10 7　DEEP　12.70　*193/149 149/65 10 15 8　DPP　13.16　*237/149 149/65 5 10 10 10　BBP　16.17　*206/149 149/65 10 9　DHXP　15.93　*104/76 149/65 5 15 11　DBEP　18.15　*193/149 149/65 10 5 12　DCHP　18.98　*167/149 149/65 5 10 13　DEHP　19.29　*279/149 279/71 15 10 14　DPhP　19.66　*225/77 225/115 20 10 15　DNOP　23.22　*279/149 167/149 5 10 16　DINP　23.75-26.70　*149/65 149/93 30 20 17　DNP　27.33　*293/127 293/149 15 20

2.2　基质效应

质谱分析中，基质效应普遍存在，且串联质谱的基质效应一般强于单四极杆质谱。为了研究净化处理后17种邻苯二甲酸酯的基质效应，分别用正己烷和含乳饮料空白样品处理液稀释了一系列的标准溶液，分别进行气相色谱-质谱/质谱测定。以基质标准曲线斜率与正己烷标准曲线的斜率比值评估基质效应。试验结果表明：17种邻苯二甲酸酯的斜率比值在0.81～ 1.04，说明样品经基质分散固相萃取净化后，基质效应已基本消除。但是考虑到样品间的基质差异较大，本试验采用空白基质提取液配制标样以进行定量分析。

2.3　线性范围、检出限和定量限

取浓度分别为5、10、50、100、250、500、1 000 μg/L系列标准溶液曲线，经气相色谱-质谱/质谱测试得到标准曲线、相应的线性回归方程和相关系数，见表2。

结果表明：17种邻苯二甲酸酯在5μg/L～1000μg/L的浓度范围内具有良好的线性关系，相关系数r2为0.9902～0.998 1。分别按3倍信噪比和10倍信噪比计算得到17种邻苯二甲酸酯化合物的检出限和定量限。2.4　方法的回收率和精密度

在空白的含乳饮料和果汁饮料基质中添加10、50、200 μg/kg 3个浓度水平的混合标准溶液，按1.3试验方法进行前处理，结果如表3所示。

结果表明：含乳饮料中17种邻苯二甲酸酯的回收率为80.9%～108.7%，相对标准偏差为0.2%～14.2%；果汁饮料中17种邻苯二甲酸酯的回收率为81.4%～110.2%，相对标准偏差为1.3%～13.0%。

表2　17种邻苯二甲酸酯的线性方程、相关系数、检出限和定量限
Table 2　Linear equations，correlation coefficients，LOD and LOQ of 17 phthalate esters

编号　　化合物　　线形方程　　相关系数r2　　检出限/（μg/kg）　　定量限/（μg/kg）1 DMP　Y=20 695.4+4 726.01X　0.991 4　1.5　5.0 2 DEP　Y=17 022.9+3 644.25X　0.992 8　1.5　5.0 3 DIBP　Y=-51 505+4 344.31X　0.990 2　1.5　5.0 4 DBP　Y=-106 466+6 410.78X　0.992 7　1.5　5.0 5 DMEP　Y=-2 542.74+408.262X　0.994 1　3.0　10.0 6 BMPP　Y=-78 347.2+13 509.7X　0.993 7　1.5　5.0 7 DEEP　Y=-11 582.8+1 518.43X　0.992 7　1.5　5.0 8 DPP　Y=-17 570.9+3 180.18X　0.994 3　1.5　5.0 9 DHXP　Y=-1 836.11+738.167X　0.992 8　3.0　10.0 10　BBP　Y=-33 815.9+5 177.61X　0.994 2　1.5　5.0 11　DBEP　Y=-23 174.4+3 061.29X　0.993 7　1.5　5.0 12　DCHP　Y=-83 310.9+14 771.4X　0.992 5　1.5　5.0 13　DEHP　Y=558.384+3 301.14X　0.994 5　1.5　5.0 14　DPhP　Y=-100 816+12 127.6X　0.993 2　1.5　5.0 15　DNOP　Y=-16 596.3+3 960.79X　0.994 0　1.5　5.0 16　DINP　Y=-372.983+6 315.32X　0.998 1　1.5　5.0 17　DNP　Y=-31 102+4 566.71X　0.993 7　1.5　5.0

表3　17种邻苯二甲酸酯的回收率和相对标准偏差
Table 3　The recoveries and RSD of 17 phthalate esters

化合物　　添加/ （μg/kg）偏差/%　回收率/% 相对标准偏差/% DMP　10　88.1　5.6　84.2　6.5 50　99.6　0.9　96.2　1.4 200　93.8　1.3　91.5　2.1 DEP　10　96.5　5.0　95.7　7.6 50　109.0　1.8　95.6　2.6 200　109.9　1.1　90.3　3.5 DIBP　10　100.8　5.0　96.1　3.6含乳饮料　　果汁饮料回收率/% 相对标准

续表3　17种邻苯二甲酸酯的回收率和相对标准偏差
Continue table 3　The recoveries and RSD of 17 phthalate esters

化合物　　添加/ （μg/kg）　偏差/%　回收率/% 相对标准偏差/% DIBP　50　106.6　4.5　101.5　2.8 200　108.7　0.2　108.3　1.3 DBP　10　100.0　4.7　90.3　4.3 50　107.0　7.4　108.8　6.9 200　107.1　2.1　112.4　3.9 DMEP　10　86.9　7.2　81.4　7.6 50　86.0　8.5　89.1　5.2 200　80.9　1.0　81.5　3.1 BMPP　10　92.3　4.5　88.5　6.9 50　99.8　6.0　93.6　8.7 200　100.6　1.5　99.4　2.4 DEEP　10　95.4　3.8　90.2　4.8 50　91.2　9.2　94.5　10.7 200　89.5　1.5　90.9　3.7 DPP　10　95.8　14.2　98.7　10.6 50　95.6　8.8　97.6　9.3 200　97.3　1.4　99.0　2.7 DHXP　10　101.9　12.5　100.3　11.8 50　95.6　8.5　98.1　7.8 200　93.9　2.2　93.2　3.8 BBP　10　100.8　11.1　103.2　12.0 50　98.6　11.3　102.9　12.4 200　100.9　0.9　107.1　1.7 DBEP　10　98.8　9.4　93.4　8.8 50　96.8　11.7　97.1　12.7 200　99.8　1.0　92.9　3.9 DCHP　10　98.1　10.9　99.8　10.2 50　97.4　11.2　98.7　13.0 200　101.6　0.7　102.9　2.0 DEHP　10　100.4　11.1　102.1　10.7 50　98.0　11.2　97.6　9.9 200　99.0　0.7　92.1　1.4 DPhP含乳饮料　　果汁饮料回收率/% 相对标准DNOP DINP DNP 10 50 200 10 50 200 10 50 200 10 50 200 93.8 96.6 101.0 94.6 96.2 99.8 95.8 96.4 100.3 88.1 94.2 101.2 8.3 9.3 4.7 8.9 10.8 3.1 7.7 9.8 2.7 6.5 8.7 5.6 98.0 100.4 104.3 100.7 104.2 109.8 110.2 99.9 105.3 89.7 93.2 103.2 9.3 8.6 3.8 9.7 11.5 4.9 7.5 9.1 2.3 6.7 9.0 6.0

3　结论

本研究利用QuEChERS-气相色谱-三重四极杆质谱仪，对含乳饮料和果汁饮料中的17种邻苯二甲酸酯同时进行分析。该方法前处理简单，净化效果好，回收率稳定，适合饮料中邻苯二甲酸酯的分析测试。与传统的标准检测方法相比，由于串联质谱选择性强，有效地避免了假阳性的可能，有效地保证了定性和定量结果的可靠性；由于串联质谱具有高选择性反应监测的特点，灵敏度高，定量结果能完全满足现有检测标准的要求。

参考文献：

［1］宋继霞，杨正慧，陈乐群.食品中邻苯二甲酸酯类塑化剂的测定及迁移研究进展［J］.化学分析计量，2013，22（1）：100-102

［2］万宇平，陶光灿，李勇，等.邻苯二甲酸二丁酯（塑化剂）ELISA检测方法的研究［J］.食品工业，2013，34（9）：194-196

［3］周宜斌，周庆.气相色谱法快速测定白酒中邻苯二甲酸酯残留量［J］.中国药师，2013，16（9）：1362-1363

［4］廖艳，余煜棉，赖子尼，等.气相色谱法测定6种邻苯二甲酸酯痕量组分的固相萃取条件研究［J］.化学试剂，2010，32（3）：239-242

［5］戚文炜，朱培瑜，吴薇.液液萃取/气相色谱法测定环境水样中邻苯二甲酸酯类化合物［J］.干旱环境检测，2006，20（4）：196-198

［6］邓莉，郝学财.分散固相萃取技术分析油脂类食品中塑化剂含量［J］.分析化学，2013，41（7）：1037-1043

［7］苗宏健，梁栋，鲁杰，等.气相色谱-串联质谱法测定白酒中18种邻苯二甲酸酯［J］.中国食品卫生杂志，2014，26（3）：249-254

［8］石凤琼，柯常亮，林钦，等.气相色谱-质谱法测定水产品中15种邻苯二甲酸酯类塑化剂的残留量［J］.分析测试学报，2013，32 （8）：915-922

［9］薛亮，梅雯芳.气相质谱法测定食品中塑化剂DPRP和HEP［J］.食品工业，2014，35（6）：266-269

［10］佟晓波，李莹，娇筱曼，等.HPLC法测定化妆品中十六种邻苯二甲酸酯类化合物［J］.香料香精化妆品，2012，6（3）：33-35

［11］马燕玲，陈令新.超声辅助分散液液微萃取-高效液相色谱测定水样中的4种邻苯二甲酸酯类增塑剂［J］.色谱，2013，31（2）：155-161

［12］张会军，张敬轩，李辉，等.凝胶渗透色谱-高效液相色谱法对辣椒酱中14种邻苯二甲酸酯的同时检测［J］.食品科学，2011，32 （4）：152-154

［13］刘红河，黄晓群，王晖，等.高效液相色谱-串联质谱法测定食品中邻苯二甲酸酯［J］.现代预防医学，2008，35（1）：119-121

［14］李拥军，熊文明，陈坚文，等.固相萃取/高效液相色谱-串联质谱法测定罗非鱼中9种邻苯二甲酸酯［J］.分析测试学报，2012，31（3）：278-283

［15］徐敦明，郑向华，杨黎忠，等.液相色谱-串联质谱法测定饮料中邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯和邻苯二甲酸二异壬酯［J］.分析化学，2012，40（2）：304-308

Determination of 17 PAEs in Drinks by QuEChERS and GC-MS/MS

CAO Hui，CHEN Xiao-zhen，ZHANG Dong-lei，ZHENG Jun-ke
（Zhejiang Institute of Quality Inspection Science，Hangzhou 310018，Zhejiang，China）

Abstract：A method was developed for determination of 17 phthalate esters residues in drinks using QuEChERS and gas chromatography-tandem mass spectrometry（GC/MS/MS）.The samples were extracted with n-hexane and cleaned up with dispersive-solid phase extraction.The extracts were determined by GC/MS/MS using external standard method.The linearity of the method was good between 5 μg/L and 1000 μg/L.In milk beverage，the mean recoveries at the three spiked levels of 10，50，200 μg/kg were 80.9%-108.7%，the relative standard deviation（RSD）were 0.2%-14.2%.In fruit drink，the mean recoveries at the three spiked levels of 10，50，200 μg/kg were 81.4%-110.2%，the relative standard deviation（RSD）were 1.3%-13.0%.The detection limits and quantitation limits were 1.5 μg/kg-3.0 μg/kg and 5.0 μg/kg-10.0 μg/kg respectively.The simplicity，sensitivity and good precision of the method made it be well suitable for determination of phthalate esters residues in drinks.

Key words：QuEChERS；phthalate esters；plasticizer；gas chromatography-tandem mass spectrometry（GC/ MS/MS）；drinks

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.030

基金项目：浙江省质量技术监督系统科研计划资助（20150204）

作者简介：曹慧（1980—），女（汉），高级工程师，博士，主要从事食品检测和科研工作。

收稿日期：2015-04-10