高效液相色谱-串联质谱法测定奶粉中氯酸盐和高氯酸盐

发布日期:2019-10-15 09:00

氯酸盐和高氯酸盐是一类生活中普遍存在的有害污染物。氯酸盐是二氧化氯消毒产生的无机副产物, 也可由自然界中含氯化合物分解产生。氯酸盐具有强氧化性, 会影响人体的血液系统, 引起高铁性血红蛋白血症和贫血症, 也可能导致神经和呼吸道中毒, 降低精子活力和数量。高氯酸盐常用作化肥原料, 大气中也能够产生高氯酸根。人工合成的高氯酸盐作为氧化剂被广泛用于烟花生产、橡胶制造、皮革加工、火箭固体推进剂等化工领域, 生产中不合理的处理易导致其迁移至地表水中, 污染土壤、饮用水和食品。毒理学研究表明, 高氯酸盐对人体健康的影响主要集中在甲状腺功能方面, 它可抑制碘的吸收, 引起甲状腺功能失调, 影响人体正常生长发育。考虑健康风险, 欧洲食品安全局(EFSA)设定氯酸盐和高氯酸盐的每日可耐受摄入量分别为3和0.3 μg/kg BW/day。在奶粉生产过程中, 氯酸盐和高氯酸盐可能作为中间生产的污染物, 残留在奶粉中, 而我国目前暂未制定氯酸盐和高氯酸盐的限量标准, 因此对奶粉中的残留量进行监控十分必要。

 近年来, 应用于检测氯酸盐和高氯酸盐的方法有分光光度法、离子色谱法、离子色谱-质谱联用技术、高效液相色谱-质谱/质谱法等。分光光度法的检测设备条件要求不高, 早期用于高氯酸盐含量的粗筛, 由于设备灵敏度的问题, 只适用于较高含量的测定。离子色谱虽能对饮用水、水果和蔬菜等各种食品进行较为准确地定量, 但电导检测器缺乏选择性, 离子色谱法存在干扰严重、检测易假阳性和不能进行痕量定量的缺点。离子色谱-质谱虽较离子色谱有很大优势, 但IC-MS/MS在实际应用中存在普及率低、离子色谱柱不耐受有机溶剂、大体积进样易造成柱子过载等问题。随着液相色谱-质谱联用技术的发展, 这种技术灵敏度高、定性准确, 正越来越广泛地应用在了高氯酸盐的检测分析中。但应用液相色谱-质谱联用技术同时测定奶粉中氯酸盐和高氯酸盐的文献报道相对较少。

 奶粉基质复杂, 为提高氯酸盐和高氯酸盐检测的准确性, 本实验在已有研究基础上, 利用LC-MS/MS结合同位素内标法定量检测手段, 建立了奶粉中氯酸盐和高氯酸盐的测定方法。与现有的高效液相色谱-串联质谱法相比, 通过优化样品提取剂和固相萃取净化过程, 选择0.1%(v/v)甲酸-乙腈对样品进行提取, 提取液经PRiME HLB固相萃取柱净化后直接上机分析, 无需浓缩, 操作简单, 准确度高, 改善了谱峰宽的不足。本方法可适用于奶粉等乳制品中氯酸盐和高氯酸盐的快速检测和监控。

样品前处理

样品提取

准确称取试样2 g(精确至0.001 g), 置于50 mL具塞离心管中, 加入75 μL混合同位素内标液, 再加入5 mL 0.1%(v/v)甲酸水溶液, 迅速混匀, 置于45 ℃水浴超声20 min, 涡旋振荡5 min, 再准确加入10.0 mL乙腈, 混匀, 于10000 r/min下常温离心10 min, 取上清液待净化。

 样品净化

取3 mL上清液过PRiME HLB固相萃取柱, 并接上0.22 μm MCE混合纤维素酯膜, 收集续滤液, 供液相色谱-串联质谱仪测定。

色谱及质谱条件

色谱条件

色谱柱:Thermo Scientific Acclaim TRINITY P1复合离子交换柱(50 mm×2.1 mm, 3 μm)(美国赛默飞公司); 柱温:35 ℃; 流动相:A为乙腈, B为20 mmol/L乙酸铵溶液; 流速:0.5 mL/min。

梯度洗脱程序:0~0.5 min, 35%A; 0.5~4.0 min, 35%A~65%A; 4.0~5.0 min, 65%A~90%A; 5.0~7.0 min, 90%A; 7.0~8.0 min, 90%A~35%A; 8~10 min, 35%A。进样量:3 μL。

 质谱条件

离子源:ESI源, 负离子模式; 多反应监测(MRM)模式; 毛细管电压:3 kV; 锥孔电压:60 V; 脱溶剂温度:600 ℃; 脱溶剂气流量:1000 L/h; 锥孔气流量:150 L/h。4种化合物的其他质谱参数见表下。

 

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