微波辅助提取-固相萃取净化-气相色谱三重四极杆质谱联用测定水产品中17种多氯联苯(PCBs)

李 强，夏 静，白彦坤，蔡立鹏，张 岩

(河北省食品质量监督检验研究院，河北 石家庄 050091)

2012-06-05；

2012-09-04

李 强(1981～)，男(汉族)，河北石家庄人，硕士，分析化学专业。E-mail: sjzliq@163.com.cn

张 岩(1979～)，男(汉族)，高级工程师，博士，从事食品安全研究。E-mail：snowwinglv@126.com

微波辅助提取-固相萃取净化-气相色谱三重四极杆质谱联用测定水产品中17种多氯联苯(PCBs)

李 强，夏 静，白彦坤，蔡立鹏，张 岩

(河北省食品质量监督检验研究院，河北 石家庄 050091)

为了给食品中持久性有机污染物残留的定性与定量检测提供技术支持，建立了一种微波辅助提取-固相萃取净化-气相色谱三重四极杆质谱联用测定水产品中17种多氯联苯(PCBs)的检测方法。样品用V(正己烷)∶V(丙酮)=1∶1的混合溶剂于微波提取，经佛罗里硅土固相萃取柱净化，以氦气为载气，HP5-MS色谱柱分离，MS/MS多反应监测扫描模式(MRM)检测。方法线性相关系数r>0.999，仪器定量限为1.0～3.0 μg/kg。在5.0、10.0、20.0 μg/kg 3种浓度添加水平，其平均回收率为83.1%～100.8%，相对标准偏差(RSD)为4.36%～9.38%。该方法已成功应用于复杂基质样品中17种PCBs的检测。

微波辅助提取；气相色谱；三重四极杆质谱；多氯联苯(PCBs)；水产品

多氯联苯(PCBs)是一类苯环上与碳原子连接的氢被氯取代的联苯化合物，拥有209个异构体和同系物，是环境持久性有机污染物之一，被列为斯德哥尔摩公约中优先控制的12类持久性有机污染物之一[1-2]。PCBs是重要的内分泌干扰物[3]，具有致畸、致癌和致突变性[4]，是危害人类健康的重要有机污染物。与常规污染物不同，该类持久性有机污染物在自然环境中极难降解，并能通过水或空气等载体转移[5-6]，导致了在全球范围的污染传播。

目前，对PCBs的检测处理大多采用液-液提取和固相萃取方式，使用仪器大部分为气相色谱仪或气质联用仪[7-16]。但气相色谱法检测的选择性和特异性差，气质联用法的前处理过程繁琐，检出限高，两者都不能满足复杂基质痕量残留检测的要求，因此需要研究抗干扰能力、定性能力和检出限都能满足需要的痕量检测技术。

本研究采用微波辅助提取-固相萃取净化-气相色谱三重四极杆质谱，建立测定水产品中多氯联苯的方法。

1 实验部分

1.1仪器与试剂

Agilent 7890A-7000A 气相色谱-三重四极杆串联质谱仪GC-QQQ：美国 Agilent公司产品；微波辅助萃取系统：美国CEM公司产品；固相萃取装置：美国Agilent公司产品。

PCB28、PCB52、PCB101等17种多氯联苯单标 (纯度均大于99%):美国Sigma公司产品；丙酮、正己烷等为色谱纯试剂。

1.2样品前处理

称取10.0 g(±0.05 g)市购鲜鱼肉样品，切碎后移入50 mL离心管中，加入10 mLV(正己烷)∶V(丙酮)=1∶1的溶液，均质30 s，将均质后的混合液移入微波辅助萃取仪中，于100 ℃萃取16 min，萃取液自然冷却，待用。

首先将固相萃取小柱(Florisil 1 g/6 mL)用4 mL正己烷活化，然后将样液加入小柱。先采用10 mL正己烷以1 mL/min的速度进行淋洗，再采用4 mL丙酮以1 mL/min洗脱，收集流出液，于40 ℃氮气吹至近干，并用丙酮定容至1 mL，供GC-QQQ测定。

1.3气相色谱-质谱条件

1.3.1色谱条件 Agilent HP5-MS色谱柱(30 m×250 μm×0.25 μm)，载气为氦气，流速1 mL/min，进样口温度300 ℃，程序升温条件列于表1。

1.3.2质谱条件 电子轰击源(EI) ，反应监测扫描(MRM)模式，离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，电子能量70 eV。

表1 程序升温条件

2 结果与讨论

2.1微波辅助萃取条件的选择

萃取溶剂的种类、用量，萃取时间，萃取温度是影响微波萃取回收率的主要因素。对于萃取溶剂的选择，由于正己烷及苯类非极性溶剂不能吸收微波能量，本研究考察了乙酸乙酯、乙醇和V(正己烷)∶V(丙酮)=1∶1的混合溶液3种溶剂的萃取效果，最终确定了用10 mLV(正己烷)∶V(丙酮)=1∶1的混合溶液作为萃取溶剂，即弥补了正己烷不能吸收微波的缺陷，又达到了良好的萃取效率，效果最佳。在空白试样中添加浓度均为10.0 μg/kg的标准物质，并于70、80、90、100、110、120 ℃下提取20 min。萃取温度与平均回收率关系示于图1。结果表明：提取温度高于100 ℃后，各物质回收率稳定，因而选定微波萃取温度为100 ℃；对不同萃取时间各物质回收率进行检测，萃取时间与平均回收率关系示于图2。由图2可见，萃取16 min后，回收率趋于稳定，因而采用萃取16 min为本方法萃取时间。

2.2色谱条件的优化

本实验采用EI离子源，氦气为载气，通过调整升温程序，使样品的测定可在35 min内完成，流速设定为1.0 mL/min，峰与杂质实现了基线分离，各组分具有良好的分离度及响应值。标准谱图示于图3，可见标准色谱峰型良好，分离度符合要求。

图1 萃取温度和平均回收率关系图 图2 萃取时间和平均回收率关系图 Fig.1 The effect of extraction temperature Fig.2 The effect of extraction time on the average recovery of PCBs on the average recovery of PCBs

注：1.PCB28; 2.PCB52； 3.PCB101； 4.PCB77； 5.PCB114； 6.PCB118； 7.PCB123； 8.PCB126； 9.PCB156； 10.PCB157； 11.PCB153； 12.PCB180； 13.PCB189； 14.PCB81； 15.PCB138； 16.PCB167； 17.PCB169图3 17种PCBs混合标准样品MRM图Fig.3 MRM chromatogram of 17 kinds of PCBs mixed-standard

2.3MS/MS特征离子对的选择

本实验先对所有待测物质标准品进行全扫描，确定2～3种特征离子作为母离子，再分别对每种母离子进行扫描，调节碰撞能获得分子离子诱导产生的特征碎片离子扫描图。结合基质空白和基质标准液的离子扫描图，优化参数，从而相应地确定了各种PCBs残留在多反应监测模式下信号采集的特征离子对及碰撞能，结果列于表2。

2.4PCBs灵敏度

按欧盟标准，在阴性试样中加入标准物质，使其中各PCBs含量为0.5 ～1.0 μg/kg，按照1.3进行色谱-质谱分析。以S/N=3为检出限，S/N=10为定量限计算信噪比，定量限谱图示于图4。

表2 17种PCBs残留的质谱分析优化参数Table 2 Characteristic ion pairs and corresponding collision energy of 17 residues PCBs in MS analysis

由图4可以看出，17种PCBs的S/N均大于3。以标准溶液浓度为横坐标(x)，定量离子对的色谱峰面积为纵坐标(y)，求得回归方程。17种PCBs在5.0～200 μg/kg范围内线性关系良好，相关系数均大于0.99，线性方程、检出限和定量限列于表3。

本方法的检出限优于文献报道值[17-20]，可保证样品中17种PCBs残留的定性与定量检测。

2.5回收率和精密度

采用本方法测定市场销售的实际样品，未发现阳性样品。采用标准添加法，空白样品中分别添加3、5、10 μg/kg标准品, 进行回收率试验。样品加标谱图示于图5，检测结果列于表4。

表4数据表明，17种PCBs残留的回收率为83.1%～100.8%，相对标准偏差(RSD)为4.36%～9.38%，本方法的回收率与精密度均能满足要求。

图4 PCBs定量限MRM图Fig.4 MRM chromatogram on LOQ of PCBs

药物线性方程相关系数LOD/(μg/kg)LOQ/(μg/kg)PCB28y=51．8155x-11．09600．99980．51．5PCB52y=39．3335x-1．56620．99990．51．5PCB101y=51．7961x-113．63380．99980．51．5PCB77y=36．6189x-29．90740．99930．51．5PCB114y=37．2824x-10．79820．99960．51．5PCB118y=39．9373x-57．95240．99850．51．5PCB123y=40．1071x-54．14420．99860．51．5PCB126y=39．6509x-39．90670．99931．03．0PCB156y=39．4041x-60．66040．99901．03．0PCB157y=46．3576x-77．17290．99750．72．1PCB153y=33．8747x-49．78000．99870．72．1PCB180y=63．2652x-164．97080．99520．51．5PCB189y=39．8995x-82．40380．99860．51．5PCB81y=36．0992x-36．19760．99920．51．5PCB138y=34．9752x-31．38070．99950．51．5PCB167y=43．2377x-96．51610．99570．51．5PCB169y=42．5436x-77．58040．99700．51．5

图5 空白样品加标MRM图Fig.5 MRM chromatogram of spiked sample

药物(回收率±RSD)/%加入量(5．0μg/kg)加入量(10．0μg/kg)加入量(20．0μg/kg)PCB2888．3±6．0497．8±5．5195．4±5．50PCB5291．9±5．3193．8±6．8589．1±6．85PCB10191．2±6．3595．4±7．2192．6±7．10PCB7795．5±4．3691．6±4．5993．8±5．20PCB11489．8±6．5892．1±5．56101．9±4．90PCB11893．1±6．2198．1±6．4790．9±6．85PCB12390．6±5．6791．5±5．2994．5±6．31PCB12683．1±6．8785．4±8．2483．2±9．38PCB15691．2±4．2892．3±6．8590．4±6．24PCB15789．1±6．7588．3±7．9393．6±6．01PCB15387．1±6．4590．2±6．42100．8±4．61PCB18092．3±6．8590．5±7．3595．6±5．74PCB18992．5±7．0198．6±4．1091．3±6．35PCB8189．6±7．6590．6±5．6194．7±7．01PCB13887．6±7．0198．3±6．8591．1±7．56PCB16793．9±7．8595．3±3．8598．0±5．74PCB16995．3±7．1096．8±7．2694．8±4．98

3 结论

本实验所建立的微波辅助提取，固相萃取净化，结合气相色谱-串联质谱的方法，可有效的测定水产品中17种多氯联苯。样品提取率高、萃取时间短，有机溶剂使用量少，方法灵敏度高，选择性和特异性好，条件易于控制。与其它检测方法相比，有效缩短了检测时间，结果准确。本方法的回收率、精密度和检出限均优于已有的文献报道值，可保证食品中持久性有机污染物残留的定性与定量检测，是测定水产品中PCBs的一种有效的方法。

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Determinationof17KindsofPolychlorinatedBiphenyls(PCBs)inFisheryProductbyMAE-SPE-GC-MS/MS

LI Qiang, XIA Jing, BAI Yan-kun, CAI Li-peng, ZHANG Yan

(HebeiInstituteofFoodQualitySupervisionInspectionandResearch，Shijiazhuang050091，China)

A microwave assisted extraction-solid phase extraction-gas chromatography-tandem mass spectrometry (MAE-SPE-GC-MS/MS ) method for the determination of 17 kinds of PCBs in fishery product was developed. The fishery product samples were extracted with the solution (V(n-hexane)∶V(acetone)=1∶1) by microwave assisted extraction technique. Clean-up was carried out with florisil solid phase extraction. After HP5-MS chromatographic column separation using helium as a carrier gas, the eluents were determined under multi-reaction monitoring (MRM) scan type with tandem mass analyzer. The correlation coefficients are larger than 0.999， and the limit of quantification (LOD) is 0.5—1.0 μg/kg. At the spiked levels of 5.0, 10.0, 20.0 μg/kg, the average recoveries range from 83.1% to 100.8%, and the relative standard deviations(RSDs) range from 4.36% to 9.38%. The proposed method had been used for the determination of 17 kinds of PCBs in complex sample.

microwave extraction; gas chromatography； triple quadrupole mass spectrometry(GC-QQQ); polychlorinated biphenyls(PCBs)； fishery product

O 657.63

A

1004-2997(2012)05-0295-06