超高效液相色谱-串联质谱法测定水性食品模拟物中双酚S的迁移量

□ 姜 欢 商贵芹 寇海娟 季玮玉 常州出入境检验检疫局

1 双酚S概述

双酚S（BPS）的正式名称为4,4’-二羟基二苯砜，是目前使用最广泛的工业化合物之一，是一种重要的染料、助剂的中间体[1，2]、由于其优良的耐光、耐热以及抗氧化性能，常用作食品接触材料固色剂、分散剂、树脂硬化促进剂及阻燃剂[3-7]等。因其结构和功能均和双酚A极其相似，因此也被不法企业用作双酚A的替代料用于生产婴幼儿奶瓶、牙胶、水杯和婴儿食品容器等。诸多研究和调查发现，双酚S对人体的危害堪比双酚A，对胎儿和新生儿的健康、激素水平及智力发育均有不良影响[8]。因此，韩国食品相关产品标准中规定，双酚S迁移量不得超过0.05 mg/L，而欧盟的塑料材料及制品法规（EU）No.10/2011中也规定了4,4’-二羟基二苯砜（双酚S）的SML应低于0.5 mg/kg，而我国于2016年发布的GB 9685-2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准》中也明确了双酚S仅允许用作涂层及涂料制品的食品添加剂，其特定迁移量必须小于0.05 mg/kg，由此可见，需严格监控食品接触材料中双酚S的迁移量，才能确保人体健康。

目前，国内外双酚S的检测方法已有高效液相色谱法、气相色谱法、紫外分光光度法、气相色谱质谱法等。其中高效液相色谱法应用最为广泛，但该法灵敏度低且受基底干扰严重，而气相色谱法、气相色谱串联质谱法大多需要进行衍生化反应或固相萃取等前处理，步骤繁琐。分光光度法也同样面临抗干扰能力差、灵敏度低的问题。本研究探索并建立了利用超高效液相色谱串联三重四级杆质谱测定水性食品模拟物中双酚S的迁移量的新方法。该方法操作简单、分析速度快、灵敏度高，有较好的使用价值。

2 材料与方法

2.1 仪器与试剂

Agilent 1290超高效液相色谱-6400三重四级杆质谱联用仪（美国安捷伦）、电子分析天平（德国梅特勒托利多）、超纯水器（瑞士密理博）、2 mL针式过滤器（天津津滕）、0.22 μm水系滤膜（天津津滕）。

双酚S（德国 Dr. Ehrenstorfer，纯度99.5 %）；甲醇、乙腈（色谱纯，德国Merck公司）；无水乙醇、冰乙酸（均为分析纯，国药集团）；实验室用水为Milli-Q超纯水。

2.2 试验方法

2.2.1 溶液配制

双酚S标准储备溶液：称取50 mg双酚S（精确至0.1 mg）标准品于100 mL棕色容量瓶中，用甲醇溶解并定容，其质量浓度为500 mg/L，该储备液在4 ℃下密封避光储存。系列标准工作溶液用各类型的食品模拟液稀释而得。

食品接触材料迁移试验模拟物的选择，参照GB 31604.1-2015《食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验通则》，选择水、4%（V/V）乙酸、10%（V/V）乙醇、20%（V/V）乙醇及50%（V/V）乙醇作为水性食品模拟物进行迁移试验，各类食品模拟物的配制根据GB 5009.156-2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则》的4.2部分执行。

2.2.2 样品前处理

取代表性的食品接触材料及制品，根据其实际使用条件，按照GB 31604.1-2015《食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验通则》选择迁移试验条件，所得浸泡液供UPLC-MS/MS分析。

2.2.3 液相色谱-串联质谱条件

2.2.3.1 液相色谱测定条件

色谱柱：ZOBRAX-SB-C18（2.1 mm×150mm，3.5 μm）。柱温：40 ℃。进样量：10 μL。流动相条件见表1，后运行2 min。总运行时间6 min。

2.2.3.2 质谱条件

电喷雾离子源、负离子模式(-)、多反应监测模式（MRM）。离子源温度350 ℃；鞘气温度250 ℃；鞘气流量11 L/min；辅助气压力45 psi；辅助气温度300 ℃；辅助气流量8.0 L/min；毛细管电压3.5 kV；毛细管传输电压135 eV。详细质谱分析参数见表2。

3 结果与讨论

3.1 仪器条件的优化

3.1.1 液相色谱条件的优化

笔者分别考察了双酚S在ZOBRAXSB-C18、Eclipse XDB-CN 和 Agilent-NH2三种不同类型的色谱柱上的分离效果。实验结果表明ZOBRAX-SB-C18色谱柱对双酚S有最佳分离效果，固选用此色谱柱进行后续实验。

考察不同流动相体系下双酚S的响应强度：在相同的色谱条件下，分别对乙腈-水和甲醇-水两种流动相系统进行了比较。实验结果表明，目标物双酚S在甲醇-水体系下的响应值更佳，而乙腈-水体系，出峰时间过早，同时鉴于乙腈的毒性，因此选择了甲醇-水为流动相。并且采用梯度洗脱的条件，使得双酚S的分离效果更佳，亦可减少其他组分在色谱柱中的残留，进而获得良好的分析重现性。

3.1.2 质谱条件的优化

电喷雾离子源参数，包括离子源温度、辅助干燥气温度、鞘气温度、喷嘴压力等参数，会直接影响待测物质离子化效率。因流动相组成中水含量较大，因此选择辅助干燥气温度为300 ℃，流速为8 L/min, 鞘气温度250℃；鞘气流量11 L/min。由于毛细管出口电压会直接影响待测离子和氮气分子的碰撞效果，因此需要对出口电压进行优化，结果显示，在135 eV下效果最佳。

采用多反映离子监测模式，一方面可以减少基质干扰，另一方面可以提高选择性和高灵敏度。从双酚S的结构分析，分子中含有两个酚羟基，易失去H+形成阴离子，因此在负离子模式下进行监测更为合理。取50 μg/L的标准溶液进行全扫描，产生[M-H]即（m/z=249）的分子离子，再通过二级质谱扫描，优化碰撞能，选择丰度相对较高且稳定的碎片离子为定性子离子（m/z=92）和定量子离子（m/z=108），最佳碰撞能分别为34 eV和24 eV。在此最佳条件下，双酚S的MRM色谱图如图1所示。

表1 流动相组成及梯度洗脱程序

表2 双酚S的质谱分析参数

图1 双酚S的MRM色谱图

3.2 方法的线形范围及检出限

将双酚S标准溶液用相应的食品模拟物逐级稀释，配制成5、10、20、40、80、100、200 μg/L的标准系列溶液，在选定的测试条件下进行测试，以定量离子质量浓度ρ(μg/L)为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线，线性相关系数(r)＞0.999 0，即双酚S在5～200 μg/L范围内线性良好。以3倍信噪比所对应的目标物浓度作为检出限，10倍信噪比对应的目标物浓度作为定量限，其检出限和定量限分别为0.5 μg/L、1.5 μg/L。

3.3 方法的回收率和相对标准偏差

选择市售某品牌金属涂层罐进行加标回收试验，分别用水、4%（V/V）乙酸、10%（V/V）乙醇、20%（V/V）乙醇及50%（V/V）乙醇食品模拟液配制成浓度水平分别为10、50、200 μg/L的标准溶液，以此溶液作为加标后的食品模拟液对待测样品进行模拟浸泡。浸泡液经0.22 μm微孔滤膜过滤，在选定的实验条件下，每个添加水平平行测定6次。结果表明，各类食品模拟液中本方法的平均回收率范围在88.50%～97.42%，回收率较高；相对标准偏差（RSDs）范围在3.78%～5.02%，结果满意。

3.4 样品分析

利用本文建立的检测方法，对市面上随机抽取的20批次样品进行检测，包括金属涂层罐、婴幼儿用饮水瓶、奶瓶、复合包装袋。测定结果显示：除一批次有机涂层制品双酚S的迁移量在0.03 mg/kg外，其他19批次产品双酚S均未检出。

4 结论

本文建立了利用超高效液相色谱-串联三重四级杆质谱测定水性食品模拟物中双酚S迁移量的检测方法，在选定的测试条件下，在水、4%（V/V）乙酸、10%（V/V）乙醇、20%（V/V）乙醇及50%（V/V）乙醇以上五种水性食品模拟液中双酚S在浓度范围5～200 μg/L之间线性关系良好，最低检出限为0.50 μg/L。加标回收率范围在88.50%～97.42%，相对标准偏差（RSDs）范围在3.78%～5.02%之间。该方法分析速度快、抗干扰性强、灵敏度高、测定结果准确，适用于水性食品模拟物中双酚S的测定。

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