CN109580807A - 一种食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法 - Google Patents

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陈煜�
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Abstract

本发明涉及一种食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法，具体涉及一种利用气相色谱法‑串联质谱法的检测方法；该方法是将食品接触材料粉碎或剪碎后，根据材质不同选用正己烷或四氢呋喃超声处理，使用气相色谱‑串联质谱联用仪进行分析测定，采用质谱多反应监测模式(MRM)监测相应的母离子及子离子，通过比较样品与标准物质的保留时间及相应子离子丰度比进行定性，选择合适的定量离子利用外标法进行定量。本发明的优点在于：本发明可以实现对食品接触材料中多种邻苯二甲酸酯类化合物的定性、定量分析，具有灵敏度高、准确性高的优点。

Description

一种食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法
技术领域
本发明属于食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的理化检验技术领域，特别涉及一种食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的气相色谱法-串联质谱法用检测方法。
背景技术
塑化剂是工业上广泛使用的高分子材料助剂，也称增塑剂，它能分布在大分子链之间，降低分子间作用力，使产品聚合物粘度降低，柔韧性增强。塑化剂成分种类繁多，应用较多的有400种左右，主要包括脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类等，其中，邻苯二甲酸酯类(phthalateacidesters,简称PAEs)是最常用的塑化剂成分，占总产量的80％左右。由于其具有增塑效率高、使用成本低、易与其他助剂配合使用等优点而广泛应用于食品包装、儿童玩具、化妆品、纺织品和生物医学设备等软质塑料中。PAEs不以化学键形式与产品中化合物结合，故在适当条件下可不断向周围环境释，所以食品包装材料中的PAEs会污染食品。研究发现PAEs对人体健康造成严重危害，其毒性主要包括:引起生物体病变、对生物体生殖的毒害影响、对人体器官危害、急性发病等。研究表明，塑化剂可作用于细胞染色体，使染色体数目和结构发生变化，从而使一些组织、细胞的生长失控，产生肿瘤，造成遗传性疾病。如长期摄入邻苯二甲酸酯类塑化剂，可干扰人体激素的分泌，导致孕妇生的孩子性别出现异常，危害男性生殖能力、促进女性性早熟、月经紊乱、不孕不育等生殖系统方面的损害，如生殖率降低、流产、天生缺陷、异常的精子数、睾丸损害、造成畸形儿等。在GB 9685-2016《食品接触材料及制品用添加剂使用标准》明确规定了几种邻苯二甲酸酯类化合物的适用范围及限值要求。
目前对于食品接触材料及制品中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法标准为GB31604.30-2016《食品安全国家标准食品接触材料及制品邻苯二甲酸酯的测定和迁移量的测定》，该方法是利用气相色谱-质谱法进行分析；而本发明提供了一种利用气相色谱-串联质谱法的检测方法，具有更高的灵敏度，进一步降低了检出限，特别对于一些不允许使用化合物成分的检出具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法，利用气相色谱-串联质谱法的检测方法，具有更高的灵敏度，进一步降低了检出限。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法，其创新点在于：所述检测方法包括如下步骤：
(1)样品处理：将待测样品剪成大小≤0.2cm×0.2cm的碎片，并将碎片混匀，准确称取0.5～1g的样品于锥形瓶中，并加入正己烷提取溶剂，保证样品全部浸泡在提取溶剂中，超声提取时间30min；然后收集提取溶剂，残渣再分别用15mL正己烷提取超声提取2次，超声时间15min；合并每次提取后的溶剂转于50mL容量瓶用正己烷定容，作为样品上样待测溶液，且待测溶液浓度不在线性范围内时，用正己烷稀释确保化合物浓度在线性范围之内；同时，以处理过程所用的相应试剂作为空白液；
(2)气相色谱条件：所用气相色谱—串联质谱联用仪型号为Agilent 7890B-7000D，带反吹装置，HP-5MS(15m×0.25mm,0.25μm)两根；色谱柱连接方式：进样口-柱(1)-PCM-柱(2)-MSD；载气：He；流速：柱(1)1mL/min，柱(2),1.2mL/min；进样口温度,260℃；温升程序：60℃(保持1min),20℃/min升温至220℃，保持1min，5℃/min升温至240℃，2℃/min升温至250℃，5℃/min升温至290℃，保持5min；进样体积：1μL；分流方式：不分流；后运行反吹运行条件：柱温箱温度290℃；反吹压力40psi，反吹时进样口压力2psi；反吹时间5min；
(3)质谱条件：离子源：EI；离子源温度为230℃；MS1四级杆温度150℃；MS2四级杆温度150℃；电离能量为70eV；分辨率为1.2amu；溶剂延迟时间为7min；传输线温度为280℃；碰撞气(N2)流量：1.5mL/min；淬灭气流量：2.25mL/min；
(4)化合物种类及监测离子参数：本发明涉及17种邻苯二甲酸酯类化合物，包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP)、邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPhP)、苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)；每种化合物分别监测四对离子对，选择丰度高的离子对作为定量离子对；具体参数包括分段扫描时间、保留时间、前级离子、产物离子、驻留时间、碰撞能量、增益，具体见下表：
表1多反应监测的条件
*为定量离子
(5)标准曲线制作：用正己烷将(4)中的17种邻苯二甲酸酯类化合物标准溶液逐级稀释成0.01mg/L、0.02mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L系列标准溶液,利用上述(2)、(3)、(4)所设定的条件对样品和标准溶液进行分析，以标准溶液浓度为横坐标，对应的定量离子对峰面积为纵坐标，得出标准工作曲线方程；
(6)定性分析：通过比较样品目标色谱峰与标准溶液的保留时间及相应子离子丰度比进行定性，其中被测样品中目标色谱峰的保留时间在相应标准色谱峰保留时间±0.2min之内，并且在扣除背景后的样品质谱图中，目标化合物的质谱定量和定性离子均出现，且同一检测批次，对同一化合物，样品中目标化合物的定性离子和定量离子的相对丰度比与质量浓度相当的基质标准溶液相比，符合下表规定，则可判断样品中存在对应的化合物；
(7)定量分析：通过邻苯二甲酸酯类化合物标准曲线方程，求得样品进样液中相应的化合物浓度c0以及空白对照中化合物浓度，则样品中化合物的含量w＝50(c-c0)n/m，其中m为所称取样品质量g，50为样品稀释倍数，n为上样待测溶液稀释倍数，c的单位为mg/L，w的单位为mg/kg。
本发明的优点在于：本发明食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法，利用气相色谱-串联质谱法的检测方法，具有更高的灵敏度，进一步降低了检出限，特别对于一些不允许使用化合物成分的检出具有重要意义。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例中17种邻苯二甲酸酯类化合物标准溶液总离子流图。
图2为本发明实施例中PVC塑料粒子中邻苯二甲酸酯类化合物总离子流图。
图3为本发明实施例中PVC塑料粒子中目标化合物丰度比示意图。
图4为本发明实施例中复合膜袋邻苯二甲酸酯类化合物总离子流图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例
本实施例食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法，该检测方法包括如下步骤：
(1)样品处理：将待测样品剪成大小≤0.2cm×0.2cm的碎片，并将碎片混匀，准确称取0.5～1g的样品于锥形瓶中，并加入正己烷提取溶剂，保证样品全部浸泡在提取溶剂中，超声提取时间30min；然后收集提取溶剂，残渣再分别用15mL正己烷提取超声提取2次，超声时间15min；合并每次提取后的溶剂转于50mL容量瓶用正己烷定容，作为样品上样待测溶液，且待测溶液浓度不在线性范围内时，用正己烷稀释确保化合物浓度在线性范围之内；同时，以处理过程所用的相应试剂作为空白液；
(2)气相色谱条件：所用气相色谱—串联质谱联用仪型号为Agilent 7890B-7000D，带反吹装置，HP-5MS(15m×0.25mm,0.25μm)两根；色谱柱连接方式：进样口-柱(1)-PCM-柱(2)-MSD；载气：He；流速：柱(1)1mL/min，柱(2),1.2mL/min；进样口温度,260℃；温升程序：60℃(保持1min),20℃/min升温至220℃，保持1min，5℃/min升温至240℃，2℃/min升温至250℃，5℃/min升温至290℃，保持5min；进样体积：1μL；分流方式：不分流；后运行反吹运行条件：柱温箱温度290℃；反吹压力40psi，反吹时进样口压力2psi；反吹时间5min；
(3)质谱条件：离子源：EI；离子源温度为230℃；MS1四级杆温度150℃；MS2四级杆温度150℃；电离能量为70eV；分辨率为1.2amu；溶剂延迟时间为7min；传输线温度为280℃；碰撞气(N2)流量：1.5mL/min；淬灭气流量：2.25mL/min；
(4)化合物种类及监测离子参数：本发明涉及17种邻苯二甲酸酯类化合物，包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP)、邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPhP)、苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)；每种化合物分别监测四对离子对，选择丰度高的离子对作为定量离子对；具体参数包括分段扫描时间、保留时间、前级离子、产物离子、驻留时间、碰撞能量、增益，具体见下表：
表1多反应监测的条件
*为定量离子
(5)标准曲线制作：用正己烷将(4)中的17种邻苯二甲酸酯类化合物标准溶液逐级稀释成0.01mg/L、0.02mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L系列标准溶液,利用上述(2)、(3)、(4)所设定的条件对样品和标准溶液进行分析，标准图谱如图1所示，以标准溶液浓度为横坐标，对应的定量离子对峰面积为纵坐标，得出标准工作曲线方程；其中，17种邻苯二甲酸酯类化合物的回归方程、检出限及定量限，见下表3；17种邻苯二甲酸酯类化合物的加标回收率及精密度，见下表4。
表3
表4
(6)PVC塑料粒子中邻苯二甲酸酯成分检测
将PVC塑料粒子剪成大小在0.2cm×0.2cm以下的碎片，混匀，准确称取约0.5079g的样品于锥形瓶中，加入10mL四氢呋喃，超声提取时间30min。收集提取溶剂，残渣在分别用15mL正己烷提取超声提取2次，超声时间15min。合并每次提取后的溶剂转于50mL容量瓶定容，作为样品上样待测溶液，同时，不加入样品按上述处理过程获得的空白液。利用上述(2)、(3、(4)所设定的条件进行分析，获得PVC塑料粒子中邻苯二甲酸酯类化合物总离子流图如图2所示。
DBP标准物质保留时间为11.47，样品中保留时间为11.46，变动范围在±0.2min内；所监测的离子对为149.0＞65.0,149＞93.0,149＞121.0,223.0＞149.0，以149.0＞65.0的丰度为基准100，149＞93.0丰度比为46.8，149＞121.0丰度比为33.3,223.0＞149.0丰度比为10.4，与标准物质丰度比的相对偏差分别为102.3％、104.1％、110.7％，均在允许范围，判定该化合物为DBP。如图3-A所示。
BBP标准物质保留时间为15.77，样品中保留时间为15.77，变动范围在±0.2min内；所监测的离子对为149.0＞65.0,149＞93.0,206.0＞149.0,149.0＞121.0，以149.0＞65.0的丰度为基准100，149＞93.0丰度比为54.1，149＞121.0丰度比为57.2,121＞149丰度比为39.6，与标准物质丰度比的相对偏差分别为118.6％、91.7％、94.3％，均在允许范围，判定该化合物为BBP。如图3-B所示。
DEHP标准物质保留时间为18.74，样品中保留时间为15.77，变动范围在±0.2min内；所监测的离子对为149.0＞65.0,149＞93.0,149＞121.0,167.0＞149.0，以149.0＞65.0的丰度为基准100，149＞93.0丰度比为42.1，149＞121.0丰度比为25.5,167.0＞149.0丰度比为74.7，与标准物质丰度比的相对偏差分别为92.7％、116.5％、103.3％，均在允许范围，判定该化合物为DEHP。如图3-C所示。
(7)复合膜袋邻苯二甲酸酯类化合物分析
将复合膜袋剪成大小在0.2cm×0.2cm以下的碎片，混匀，准确称取约0.9506g的样品于锥形瓶中，加入10mL正己烷，超声提取时间30min。收集提取溶剂，残渣在分别用15mL正己烷提取超声提取2次，超声时间15min。合并每次提取后的溶剂转于50mL容量瓶定容，作为样品上样待测溶液，同时，不加入样品按上述处理过程获得的空白液。利用上述(2)、(3、(4)所设定的条件进行分析，获得复合膜袋中邻苯二甲酸酯类化合物总离子流图如图4所示。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种食品接触材料中邻苯二甲酸酯类化合物的检测方法，其特征在于：所述检测方法包括如下步骤：
(1)样品处理：将待测样品剪成大小≤0.2cm×0.2cm的碎片，并将碎片混匀，准确称取0.5～1g的样品于锥形瓶中，并加入正己烷提取溶剂，保证样品全部浸泡在提取溶剂中，超声提取时间30min；然后收集提取溶剂，残渣再分别用15mL正己烷提取超声提取2次，超声时间15min；合并每次提取后的溶剂转于50mL容量瓶用正己烷定容，作为样品上样待测溶液，且待测溶液浓度不在线性范围内时，用正己烷稀释确保化合物浓度在线性范围之内；同时，以处理过程所用的相应试剂作为空白液；
(2)气相色谱条件：所用气相色谱—串联质谱联用仪型号为Agilent 7890B-7000D，带反吹装置，HP-5MS(15m×0.25mm,0.25μm)两根；色谱柱连接方式：进样口-柱(1)-PCM-柱(2)-MSD；载气：He；流速：柱(1)1mL/min，柱(2),1.2mL/min；进样口温度,260℃；温升程序：60℃(保持1min),20℃/min升温至220℃，保持1min，5℃/min升温至240℃，2℃/min升温至250℃，5℃/min升温至290℃，保持5min；进样体积：1μL；分流方式：不分流；后运行反吹运行条件：柱温箱温度290℃；反吹压力40psi，反吹时进样口压力2psi；反吹时间5min；
(3)质谱条件：离子源：EI；离子源温度为230℃；MS1四级杆温度150℃；MS2四级杆温度150℃；电离能量为70eV；分辨率为1.2amu；溶剂延迟时间为7min；传输线温度为280℃；碰撞气(N2)流量：1.5mL/min；淬灭气流量：2.25mL/min；
(4)化合物种类及监测离子参数：本发明涉及17种邻苯二甲酸酯类化合物，包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP)、邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPhP)、苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)；每种化合物分别监测四对离子对，选择丰度高的离子对作为定量离子对；具体参数包括分段扫描时间、保留时间、前级离子、产物离子、驻留时间、碰撞能量、增益，具体见下表：
表1多反应监测的条件
*为定量离子
(5)标准曲线制作：用正己烷将(4)中的17种邻苯二甲酸酯类化合物标准溶液逐级稀释成0.01mg/L、0.02mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L系列标准溶液,利用上述(2)、(3)、(4)所设定的条件对样品和标准溶液进行分析，以标准溶液浓度为横坐标，对应的定量离子对峰面积为纵坐标，得出标准工作曲线方程；
(6)定性分析：通过比较样品目标色谱峰与标准溶液的保留时间及相应子离子丰度比进行定性，其中被测样品中目标色谱峰的保留时间在相应标准色谱峰保留时间±0.2min之内，并且在扣除背景后的样品质谱图中，目标化合物的质谱定量和定性离子均出现，且同一检测批次，对同一化合物，样品中目标化合物的定性离子和定量离子的相对丰度比与质量浓度相当的基质标准溶液相比，符合下表规定，则可判断样品中存在对应的化合物；
(7)定量分析：通过邻苯二甲酸酯类化合物标准曲线方程，求得样品进样液中相应的化合物浓度c0以及空白对照中化合物浓度，则样品中化合物的含量w＝50(c-c0)n/m，其中m为所称取样品质量g，50为样品稀释倍数，n为上样待测溶液稀释倍数，c的单位为mg/L，w的单位为mg/kg。
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