分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定茶叶中的高氯酸盐

彭西甜， 夏珍珍， 胡西洲， 郑 丹， 彭茂民，刘 丽， 张 仙， 夏 虹

(湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/农业农村部农产品质量安全风险评估实验室(武汉)，湖北武汉 430064)

目前，HClO4检测方法主要有离子色谱法[10]、离子色谱-质谱法[11 - 13]和高效液相色谱-串联质谱法[3,7,9,14 - 18]等。液相色谱-串联质谱法检测灵敏度高、准确度好，在多反应监测(MRM)模式下不仅可以通过保留时间，而且可以通过分子量以及母离子的碎裂反应对分析物进行定性，使得整个方法具有很好的特异性，大大降低了假阳性分析结果的出现[19]。此外，茶叶样品基质复杂，高氯酸盐浓度较低，在仪器分析前进行适当的样品前处理非常有必要。高氯酸盐检测前常使用固相萃取的方法净化，样品经合适的溶剂提取后，采用C18[15 - 17]、石墨炭黑[9]、Cleanert PWAX[7]等固相萃取小柱净化。本文系统考察了茶叶中高氯酸盐的提取条件，提取液采用分散固相萃取进行净化，超高效的亲水作用色谱-串联质谱用于分离检测茶叶中的高氯酸盐。最后将所建立的方法用于91个茶叶样品中高氯酸盐的检测。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂及材料

超高效液相色谱-串联四极杆质谱联用仪，其中液相部分为LC-30AD液相色谱仪(日本，Shimadzu公司)，质谱部分为Qtrap 4500串联四极杆质谱仪(AB SCIEX公司)，数据采集通过Analyst@工作站，数据处理为MultiQuant分析软件。TDL-5C台式大容量离心机(上海安亭科学仪器厂)；MS 3型涡旋仪(德国，IKA公司)；T25型匀浆搅拌器(德国，IKA公司)；ME-2002E 102型电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)；KQ-500B型超声波清洗器(昆山超声仪器有限公司)。

高氯酸盐标准品(1 000 μg/mL)购于上海安谱实验科技有限公司。甲醇、乙醇、乙腈均为色谱纯，购自德国默克公司；石墨化碳黑(GCB)(120～400目)购自天津博纳艾杰尔科技有限公司；甲酸(色谱纯)和甲酸铵购自Fisher Scientific公司。亲水的聚四氟乙烯(PTFE)针头过滤器(13 mm，0.22 μm)购自天津市津腾实验设备有限公司。水由Milli-Q超纯水处理仪(美国，Millipore公司)制备。

所有的茶叶样品分别采自湖北省和河南省的茶叶生产基地、市场和超市。

1.2 标准溶液的制备

标准储备液：准确吸取1 000 μg/mL高氯酸标准溶液100 μL，置于10 mL容量瓶中，用纯水定容，得到10 μg/mL的标准储备液，4 ℃冰箱保存备用。基质标准溶液：使用茶叶样品提取溶液和标准储备液进行配制，配制成质量浓度为0.5、1.0、5.0、10.0、50.0、100.0和500.0 μg/L的系列基质标准溶液。

1.3 样品前处理

称取2.0 g均质化的茶叶样品于50 mL离心管中，加入20 mL提取溶剂(50%乙腈/H2O，50%甲醇/H2O，50%乙醇/H2O，H2O)，12 000 r/min匀浆提取1～4 min，5 000 r/min离心5 min，取1 mL上清液加入到装有100～400 mg GCB的2 mL离心管中，涡旋净化1 min后，离心，收集上清液，0.22 μm的PTFE滤膜过滤后，供UPLC-MS/MS分离检测。

1.4 色谱-质谱条件

色谱柱：默克SeQuant@ZIC-HILIC柱(150 mm×2.1 mm,3.5 μm)；流动相：A为含0.1%甲酸的50 mmol/L甲酸铵水溶液，B为乙腈。梯度洗脱：2～3 min，97%A 线性降到50%A；3～6 min，50%A；6.01 min,50%A升到97%A；6.01～10 min，97%A；流速：0.3 mL/min；柱温：40 ℃；样品室温度：15 ℃；进样体积：1 μL。离子源：电喷雾电离(ESI)；扫描方式：多反应监测(MRM)，负离子扫描模式；离子化电压(IS)：-4 500 V；离子源温度：550 ℃；气帘气(CUR)：40 psi；喷雾气(GSI)：60 psi；辅助加热气(GS2)：60 psi；碰撞气：Medium。

2 结果与讨论

2.1 色谱-质谱条件的优化

表1 高氯酸盐的色谱质谱分析参数

*Quantitative ion pair:98.9>83.

图1 使用不同的亲水色谱柱的茶叶样品中高氯酸盐的MRM色谱图Fig.1 MRM Chromatograms of perchlorate in a tea sample using three different HILIC columns a:SeQuant@ZIC-HILIC;b:CORTECS@UPLC@HILIC;c:ACQUITY UPLC @BHC HILIC.

2.2 样品前处理条件的优化

实验发现茶叶基本都含有高氯酸盐。因此，选择阳性的茶叶样品优化高氯酸盐的提取和净化条件。采用阳性样品进行提取净化条件的优化也更符合实际样品的分析过程，使得最终优化的条件更加准确。

图2 不同提取方式对茶叶中高氯酸盐提取效率的影响Fig.2 Effect of extraction methods on the extraction efficiency of perchlorate in tea

图3 不同提取溶剂对茶叶中高氯酸盐提取效率的影响Fig.3 Effect of extraction solvents on the extraction efficiency of perchlorate in tea

2.3 方法学考察

表2 茶叶中高氯酸盐在4个水平下的加标回收率

表3 茶叶中高氯酸盐分析的精密度

图4 91个茶叶样品中高氯酸盐浓度分布Fig.4 Concentration distribution of perchlorate in 91 tea samples

2.4 实际样品的测定

3 结论

本文建立了一种茶叶中高氯酸盐的超高效液相色谱-串联质谱检测方法。该方法使用50%乙腈水溶液提取茶叶中的高氯酸盐，GCB作为吸附剂的分散固相萃取净化，避免了传统的固相萃取繁琐的上样、清洗、洗脱过程，降低了样品前处理的成本。同时，亲水作用色谱提高了高氯酸盐的保留，同质谱检测具有很好的兼容性。在优化好的条件下，该方法具有较低的定量限，准确度和精密度满足实际样品分析的要求。将该方法应用于91个茶叶样品中的高氯酸盐的分析，检测结果表明茶叶中高氯酸盐的污染风险可控。