GC-MS_MS法测定猪肉中二噁英及二噁英类多氯联苯.pdf
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1、364 2023,Vol.44,No.18 食品科学 安全检测GC-MS/MS法测定猪肉中二噁英及 二噁英类多氯联苯陆 静,焦艳娜,成 婧,申甜甜,朱绍华,付善良*(长沙海关技术中心,食品安全科学技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410004)摘 要:建立基于气相色谱-串联质谱(gas chromatography-tandem mass spectrometry,GC-MS/MS)仪器,采用稳定性同位素稀释法测定猪肉中二噁英及二噁英类多氯联苯。样品经索氏提取,酸化硅胶除脂。然后经过多层硅胶柱、碱性氧化铝柱和活性炭柱净化,分别收集含二噁英(dioxins,PCDD/Fs)和二噁英类多氯联苯(d
2、ioxin like polychlorinated biphenyls,DL-PCBs)的组分。最后经浓缩溶剂交换后供GC-MS/MS测定。从样品的除脂方式、脂肪含量对净化的影响、系统空白污染来源等方面进行探讨。结果发现,凝胶渗透色谱除脂对PCDD/Fs和DL-PCBs的回收率影响较大,酸化硅胶除脂更适合超痕量的二噁英类化合物的分析和检测。二噁英检测的系统空白污染主要来自于索氏提取仪。该方法中内标的回收率为45.3%122.4%,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)为1.0%14.7%;目标物的回收率为64.9%118.8%,RSD为1.1%14.7
3、%,方法线性和检出限能够达到GB 5009.2052013食品中二噁英及其类似物毒性当量的测定的相关要求,适用于猪肉样品中PCDD/Fs和DL-PCBs的测定。关键词:气相色谱-串联质谱;二噁英;二噁英类多氯联苯;猪肉Determination of Dioxins and Dioxin-like Polychlorinated Biphenyls in Pork by Gas Chromatography-Tandem Mass SpectrometryLU Jing,JIAO Yanna,CHENG Jing,SHEN Tiantian,ZHU Shaohua,FU Shanliang*(
4、Hunan Key Laboratory of Food Safety Science&Technology,Technology Center of Changsha Customs,Changsha 410004,China)Abstract:A gas chromatography-tandem mass spectrometry(GC-MS/MS)with stable isotope dilution(SID)method was established for the determination of dioxins(PCDD/Fs)and dioxin like polychlo
5、rinated biphenyls(DL-PCBs)in pork.The sample was extracted by Soxhlet extraction,defatted using acidified silica gel,and purified by sequential chromatography on a multi-layer silica gel column,an alkaline alumina column and an activated carbon column.PCDD/Fs-and DL-PCBs-rich fractions were collecte
6、d separately,concentrated and redissolved for GC-MS/MS analysis.The influence of defatting method and fat content on the purification efficiency was investigated,and the blank contamination source of the system was discussed.The results showed that gel permeation chromatography(GPC)degreasing had a
7、great influence on the recovery of PCDD/Fs and DL-PCBs,and acidified silica gel degreasing was more suitable for the analysis and detection of ultra-trace dioxins.The major blank pollution source of the dioxin detection system was the Soxhlet extractor.The recoveries for internal standard were 45.3%
8、122.4%with relative standard deviation(RSD)of 1.0%14.7%.The recoveries for the analytes were 64.9%118.8%with RSD of 1.1%14.7%.Both the linearity and limit of detection(LOD)met the requirements of the national standard of China GB 5009.205-2013.The proposed method is suitable for the determination of
9、 PCDD/Fs and DL-PCBs in actual pork samples.Keywords:gas chromatography-tandem mass spectrometry;dioxins;dioxin-like polychlorinated biphenyls;porkDOI:10.7506/spkx1002-6630-20221108-080中图分类号:O656.31 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2023)18-0364-08收稿日期:2022-11-08基金项目:海关总署科技计划项目(2021HK202)第一作者简介:陆静(1986)(ORCID:
10、0000-0001-5308-818X),女,工程师,博士,研究方向为食品安全与检测。E-mail:*通信作者简介:付善良(1977)(ORCID:0000-0003-0281-8351),男,高级工程师,硕士,研究方向为食品安全与检测。E-mail:安全检测 食品科学 2023,Vol.44,No.18 365引文格式:陆静,焦艳娜,成婧,等.GC-MS/MS法测定猪肉中二噁英及二噁英类多氯联苯J.食品科学,2023,44(18):364-371.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221108-080.http:/LU Jing,JIAO Yanna,CHENG Jin
11、g,et al.Determination of dioxins and dioxin-like polychlorinated biphenyls in pork by gas chromatography-tandem mass spectrometryJ.Food Science,2023,44(18):364-371.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221108-080.http:/二 噁 英 属 于 多 氯 取 代 的 芳 香 烃 族 化 合 物,是多氯代二苯并-对-二噁英(polychlor
12、inateddibenzo-p-d i o x i n s,P C D D s)、多 氯 代 二 苯 并 呋 喃(polychlomateddibenzofurans,PCDFs)和共平面多氯联苯的统称1-3。其中,2,3,7,8-四氯代苯并二噁英(2,3,7,8-tetrachlorinated dibenzo-p-dioxin,TCDD)是迄今为止发现毒性最强的化合物,比氰化钾要毒100 倍以上;TCDD已经被世界卫生组织判定为一级致癌物,具有生殖毒性、神经毒性、内分泌毒性和免疫毒性效 应等2,4。二噁英类物质毒性的另一个特点是,二噁英为脂溶性化合物,易积累在生物体的脂肪组织中,不易被降解
13、和排出,可以在人和动物体内不断蓄积达到较高浓度,在生物体表现出明显的症状之前有一个漫长的潜伏过程5-7。近年来,我国肉类产品进口和消费快速增长,肉类进口来源也呈现多元化。湖南作为肉类产品消费大省,每年肉类消费都在80万 t以上,对进口的肉类需求也在逐年增加,每年需求量达到40万 t以上8。李云秀等9对我国部分地区的猪肉和猪肝中的二噁英污染状况进行调研和风险评估,肉类中二噁英的污染受到了不少专家学者的关注。目前,国内还没有二噁英类物质的限量标准,根据(EU)2022/2002欧盟食品污染物限量标准10,猪肉中二噁英总和的最高限量值为1.0 pg/g(以脂肪计)。二噁英分析属于超痕量、多组分分析,
14、其分析测定必须具备有效的提取和净化技术、异构体的高效分离定性定量、良好的质量管理等技术条件11-12。且同位素稀释内标法是国际上通用的测定食品、饲料及环境样品中二噁英质量浓度的方法。自2014年6月起,气相色谱-串联质谱(gas chromatography-tandem mass spectrometry,GC-MS/MS)成为欧盟委员会(EU)规程2017/644中的一项确证方法13。目前,GC-MS/MS法已广泛用于食品、饲料及环境样品中二噁英(dioxins,PCDD/Fs)及二噁英类多氯联苯(dioxin like polychlorinated biphenyls,DL-PCBs)
15、的检测14-17。同时,不少学者和专家对比研究了该2 种仪器在检测PCDD/Fs的区别。Sun Huizhong等18对鱼、牛肉以及玉米饲料3 种基质中的PCDD/Fs浓度进行GC-MS/MS和高分辨气相色谱-高分辨质谱(high resolution gas chromatography-high resolution mass spectrometry,HRGC-HRMS)仪器比对检测,检出含量为0.99.0 pg/g,2 种仪器的测定偏差为0.7%14%。猪肉中的脂肪含量较高,而二噁英检测的一大难点是对脂肪的提取和去除,以降低背景检测干扰,提高检测的准确度19。凝胶渗透色谱(gel pe
16、rmeation chromatography,GPC)作为除脂的常用方法和手段,在肉类食品检测中发挥着重要作用20-22,然而作为超痕量的二噁英检测,GPC的相关使用报道较少,我国也只是在相关标准中推荐使用23-24。本实验拟对猪肉基质中的二噁英相关检测前处理方法进行探讨和优化,开发一种适合肉类食品中PCDD/Fs和DL-PCBs检测的 GC-MS/MS方法,对推动和保障动物源性食品的顺利出口具有重要意义。1 材料与方法1.1 材料、试剂与仪器猪肉从当地市场购买。肉样搅碎后以冷冻干燥机干燥,计算含水量,混匀备用。二氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯、正己烷(均为农残级)iMagiLab公司;硅胶(农残级
17、)加拿大Silicycle 公司;浓硫酸、无水硫酸钠(均为优级纯)国药集团化学试剂有限公司;多层硅胶柱、碱性氧化铝柱、活性炭柱 美国FMS公司。分离度检查标准溶液、回收率和精密度检查标准溶液、同位素标记定量内标标准溶液、回收率内标标准溶液、含有天然和同位素标记的系列校正标准曲线标准溶液(浓度同国家标准中规定25)购于加拿大Wellington Laboratories公司;临用时取20 L于进样小瓶中,备用。硅胶使用前分别用甲醇和二氯甲烷清洗,晾干后在180 烘烤2 h,备用。然后以浓硫酸进行酸化,配制成质量分数为44%的酸化硅胶。GC-MSTQ8050型气相色谱-三重四极杆串联质谱仪 日本岛
18、津公司;J2 GPC仪、Bio Beads S-X3净化柱(700 mm25 mm)美国Scientific公司;R-300旋转蒸发仪 瑞士步琦公司;JF-602全自动样品净化系统 北京普立泰科公司;DC801冷冻干燥机 日本雅马拓公司。1.2 方法1.2.1 样品前处理1.2.1.1 提取提取前,在索氏提取器中装入一支空的玻璃纤维素提取套筒,以正己烷-二氯甲烷(11,V/V)为提取溶366 2023,Vol.44,No.18 食品科学 安全检测剂,预提取812 h,浓缩上机测定,直至仪器未检测到本底值。称取8.0 g冷冻干燥后的样品,加无水硫酸钠研磨,制成能自由流动的粉末。将粉末全部转移至处
19、理好的提取套筒内,加入13C12-PCDD/Fs和13C12-DL-PCBs标记的定量内标溶液(GB 5009.2052013食品中二噁英及其类似物毒性当量的测定附录B.2和B.8(稀释10 倍)各20 L,用玻璃棉盖住样品,装入索氏提取器,以正己烷-二氯甲烷(1 1,V/V)为提取溶剂提取1824 h。提取完成后,将提取溶液转移至茄形瓶中,旋转蒸发至近干,恒质量,计算前后平底烧瓶质量差,得到脂肪含量。1.2.1.2 净化将提取液转移至圆底烧瓶中,旋转蒸发浓缩至近干,加入100 mL正己烷,50 g酸化硅胶,用旋转蒸发仪在70 条件下旋转加热20 min。静置810 min后,将正己烷倒入圆底
20、烧瓶中。再用50 mL正己烷清洗瓶中的酸化硅胶,合并上清液至茄形瓶中,重复3 次。用旋转蒸发仪浓缩至25 mL。将多层硅胶柱、碱性氧化铝柱和活性炭柱按顺序接在全自动样品净化系统上,按照洗脱程序顺序洗脱,对样品进行上样、净化、分离,分别收集含PCDD/Fs和DL-PCBs组分的洗脱液,用旋转蒸发仪浓缩至35 mL。将上述浓缩液转移至氮吹浓缩管中,氮吹浓缩到12 mL,氮气流下转移至微量进样小瓶中,用正己烷洗涤氮吹管,一并转入进样瓶浓缩到约20 L。加入PCDD/Fs 回收率内标标准溶液(GB 5009.2052013附录B.3)10 L和DL-PCBs回收率内标标准溶液(GB 5009.2052
21、013附录B.10(稀释100 倍),异辛烷)40 L,继续在微小氮气流下浓缩至约20 L。先进行PCDD/Fs的测定,完成后将其和DL-PCBs的溶液合并,氮吹至约20 L,进行DL-PCBs的检测。如果样品当日不进行仪器分析,则于10 下避光保存。1.2.2 仪器分析条件PCDD/Fs测定条件:SH-Rxi-5Sil MS色谱柱(60 m0.25 mm,0.25 m);进样口温度280;柱升温程序:初始温度120,保持1.0 min,以 43/min升温至220,保持15 min,再以2.3/min升温至250,以0.9/min升温至260,以20/min升温至310,保持9 min;接口
22、温度290;载气为氦气(纯度不小于99.999%),流量为1 mL/min,恒流模式;电子电离源;温度230;电离能量70 eV。进样量2 L;溶剂延迟时间4.5 min。DL-PCBs测定条件:SH-Rxi-5Sil MS色谱柱(60 m0.25 mm,0.25 m);进样口温度290;柱 升 温 程 序:初 始 温 度 8 0 ,保 持 2.0 m i n,以15/min升温至150,以2.5/min升温至270,保持3 min,以15/min升温至310,保持3 min;接口温度290;载气为氦气(纯度不小于99.999%),流量为1.2 mL/min,恒流模式;电子电离源;温度230,
23、电离能量70 eV。进样量1 L;溶剂延迟时间6.0 min。采集方式:多反应离子监测模式,母离子/子离子对及其碰撞能量见表1,各化合物的总离子流图见图1。表 1 PCDD/Fs和DL-PCBs的保留时间、母离子/子离子对和其碰撞能Table 1 Qualitative ions,retention time,precursor ion/product ion and collision energy of PCDD/Fs and DL-PCBs序号化合物保留时间/minm/z碰撞能1/eVm/z碰撞能2/eV母离子1子离子1母离子2子离子2113C12-2,3,7,8-TCDF27.7993
24、15.9251.928317.9253.92822,3,7,8-TCDF27.822303.9240.928305.9242.928313C12-1,2,3,4-TCDD28.126331.9268.020333.9270.020413C12-2,3,7,8-TCDD28.824331.9268.020333.9270.02052,3,7,8-TCDD28.849319.9256.920321.9258.920613C12-1,2,3,7,8-PeCDF34.195351.9287.930349.9285.93071,2,3,7,8-PeCDF34.218339.9276.930337.927
25、4.930813C12-2,3,4,7,8-PeCDF35.982351.9287.930349.9285.93092,3,4,7,8-PeCDF36.007339.9276.930337.9274.9301013C12-1,2,3,7,8-PeCDD36.613367.9303.920365.9301.920111,2,3,7,8-PeCDD36.637355.9292.920353.9290.9201213C12-1,2,3,4,7,8-HxCDF42.593385.8321.930387.8323.930131,2,3,4,7,8-HxCDF42.619373.8310.930375.8
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