水产品中15种卤代多环芳烃的测定

王中泰

水产品中15种卤代多环芳烃的测定

稳定同位素稀释气相色谱 - 三重四极杆质谱法测定水产品中 15 种卤代多环芳烃

背景介绍

卤代多环芳烃 (H-PAHs) 包括氯代多环芳烃 (Cl-PAHs) 和溴代多环芳烃 (Br-PAHs), 是多环芳烃 (PAHs) 分子中的一个或一个以上氢原子被氯原子或溴原子取代的化合物 , 具有难降解、高脂溶性、高毒性等特性 , 是一类与二噁英结构相似的新型高风险有机污染物。 H-PAHs 的毒性甚至高于母体 PAHs, 具有致畸性、致癌性和 DNA 损伤效应 , 可引起其他不良反应。

H-PAHs 广泛存在于受污染的大气、水和土壤中 , 污染来源包括汽车尾气排放、有机物焚烧、工业活动和光化学反应等。 H-PAHs 能够通过多种途径在全球范围内迁移 , 再经过食物链进行传输富集。人类可通过皮肤接触、呼吸吸入和饮食摄入 H-PAHs, 其中有 80% 是通过膳食暴露接触到的 , 特别是动物源性食物。目前已有文献报道在食品中检测出 H-PAHs 。 Ding 等在深圳市场的蔬菜、猪肉和大米中检测出 9 种 H-PAHs 的平均含量分别为 0.56 、 4.97 和 2.75 μg/kg; Tan 等在鱼样本中检测到 3 种 Cl-PAHs, 即 9- 氯菲 (9-ClPhe) 、 1- 氯芘 (1-ClPyr) 和 5- 氯苊 (5-ClAce), 检出含量为 0.0059~0.206 μg/kg; Anura 等在斯里兰卡和日本当地市场的海鲜中检测到 Cl-PAHs 的含量分别为 2.58~27.1 μg/kg 和 0.35~18.3 μg/kg( 干重 ), Br-PAHs 的含量分别为 0.30~9.53 μg/kg 和 0.03~3.34 μg/kg( 干重 ) 。

通过辛醇 - 水分配系数 (Kow) 可以预测 H-PAHs 的生物蓄积 , 其同类物的 Kow 为 3.91~6.92, 相对应母体 PAHs 的 Kow 为 4.02~4.93; 而当 Kow 为 5~7 时 , 生物蓄积能力最强 , 且 Kow 越高表示化合物的脂溶性越强 , 所以脂肪含量较高的动物源性食品 , 如畜肉类、乳类、水产品及其制品等 , 可能更容易受到 H-PAHs 的污染。

目前 H-PAHs 的检测方法有气相色谱 - 低分辨质谱法 (GC-LRMS) 、气相色谱 - 高分辨质谱法 (GC-HRMS) 和气相色谱 - 三重四极杆质谱法 (GC-MS/MS) 。其中 GC-LRMS 由于动物产品基质复杂 , 无法得到较好的定性和定量结果 ;GC-HRMS 具有高分辨率和高灵敏度 , 但价格昂贵 , 使用并不普及 ; GC-MS/MS 可以有效排除基质干扰 , 灵敏度高 , 分析成本低 , 具有较好的应用前景。

本研究采用 GC-MS/MS 结合稳定同位素稀释技术 , 建立了一种快速测定水产品中 15 种 H-PAHs 的方法 , 该方法能够校准在前处理过程中待测物的损失 , 定量准确 , 可为食品中 H-PAHs 的风险评估提供技术支持。

样品制备

取水产品样品的可食用部分进行匀浆 , 冷冻后用真空冷冻干燥机冻干 48 h, 研磨存放于 -20 ℃ 保存备用。

样品前处理

称取 2.00 g 冻干研磨后的水产品样品 ( 精确至 0.01 g), 加入 1.5 g 硅藻土混匀。在萃取池 (34 mL) 底部铺 1 cm 厚硅藻土 , 将混匀样品填入萃取池 , 添加 5 μL 净化内标后 , 用硅藻土将萃取池填满。用正己烷 - 丙酮 (1 ∶ 1, v/v) 提取 , 萃取条件设定 : 温度 100 ℃ , 加热时间 5 min, 静态萃取时间 5 min, 冲洗溶剂体积为池容积的 70%, 循环次数为 3,N2 吹扫 60 s 。

将提取液于 45 ℃ 下旋转蒸发至 1 mL 后 , 转移至 GPC 柱中 , 用 150 mL 正己烷 - 二氯甲烷 (1 ∶ 1, v/v) 淋洗 , 弃去前 70 mL 淋洗液 , 收集剩余淋洗液 , 并于 45 ℃ 旋蒸至近干后用乙腈复溶 , 上样于 PRiME HLB 小柱 , 用 10 mL 乙腈洗脱 ,45 ℃ 氮吹至干后用正己烷复溶 , 加 5 μL 进样内标 , 定容至 100 μL 后上机测试。

仪器条件

气相色谱条件

色谱分析柱 (1 和 2): Agilent DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm), 微板流路控制技术用于连接两根分析柱 (1 和 2) 及辅助电子压力控制模块以实现反吹 ; 载气 N2, 纯度 ≥99.999%, 流速 1.0 mL/min; 进样口温度 280 ℃ ; 不分流进样模式 ; 进样量 1 μL 。升温程序 : 初始温度 100 ℃ , 保持 1 min; 以 30 ℃ /min 升温至 210 ℃ , 保持 1 min; 以 2 ℃ /min 升温至 250 ℃ , 保持 1 min; 以 5 ℃ /min 升温至 260 ℃ , 保持 1 min; 以 10 ℃ /min 升温至 290 ℃ , 保持 4 min; 以 3 ℃ /min 升温至 310 ℃ , 保持 3 min; 总运行时间为 44.4 min 。

质谱条件

离子源 : 电子轰击 (EI) 源 ; 离子源温度 :280 ℃ ; 传输线温度 :300 ℃ ; 离子化电压 :70 eV; 多反应监测 (MRM) 模式。其余质谱参数见原文表 1 。

实际样品测定

采集了北京市各农贸市场的 10 种水产品样品 , 对其进行检测 , 各样品中 H-PAHs 的含量见原文表 4, 鲫鱼样品的总离子流色谱图见下图。所有样品均有检出 ,15 种 H-PAHs 的总含量为 0.60~3.54 μg/kg, 其中 9-ClPhe 的检出率为 100% 。实验结果表明 ,H-PAHs 广泛存在于水产品中 , 需进一步对膳食暴露风险进行评估。

鲫鱼样品的总离子流色谱图

Total ion currentchromatogram of the crucian samples

文章信息

色谱 , 2023, 41(6): 527-534
DOI: 10.3724/SP.J.1123.2022.11001

李鑫玉 1,2, 赵芳 1, 平华 1, 马智宏 1, 李冰茹 1, 马挺军 2*, 李成 1*

1. 北京市农林科学院雷竞技百科 标准与检测技术研究所 , 北京 100097

2. 北京农学院食品科学与工程学院 , 北京 102206

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