摘 要 建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)同時檢測食品中6種工業(yè)染料含量的方法。樣品用含50%甲醇和1%甲酸的50 mmol/L乙酸銨溶液進行提取、WAX弱陰離子交換固相萃取柱進行凈化后,采用多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式進行檢測,基質(zhì)曲線外標法定量。其中酸性橙Ⅱ采用負離子模式檢測,其余5種染料采用正離子模式檢測。堿性橙Ⅱ、羅丹明B、堿性嫩黃O、羅丹明6G、堿性桃紅T的定量限為1.6 線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999。6種染料的回收率為70.3%~109.2%; 相對標準偏差(RSD)為2.6%~14.1%。本方法靈敏度高,操作簡單高效,適合于食品中6種非法添加工業(yè)染料的定量及確證分析。
關(guān)鍵詞 超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法; 堿性橙Ⅱ; 羅丹明B; 堿性嫩黃O; 堿性桃紅T; 羅丹明6G; 酸性橙Ⅱ; 食品
1 引 言
堿性橙Ⅱ、酸性橙Ⅱ、堿性嫩黃O和堿性桃紅T均屬于工業(yè)染料,主要用于家具、紙張、紡織品及化妝品的染色;羅丹明B和羅丹明6G是常用的指示劑和生物染色劑,廣泛應(yīng)用于環(huán)保、鋼鐵等領(lǐng)域。這些染料都有致癌、致畸、致突變性,嚴重危害人體健康[1~6]。工業(yè)染料被嚴格禁止添加于食品中,但不法商人在利益驅(qū)使下,將工業(yè)染料違法加入食品中用于染色[1~8]。如酸性橙Ⅱ被加入黃魚及腌制肉制品中,提高產(chǎn)品的賣相;堿性嫩黃O被加入豆制品中,使豆皮色澤光亮;羅丹明B被用于調(diào)味品中提高色澤。在我國衛(wèi)生部公布的食品中違法添加的物質(zhì)名單中[9],含有上述工業(yè)染料中的4種。
檢測這6種染料方法有多種。液相色譜法應(yīng)用較廣;紫外法檢測樣品前處理要求低、凈化簡易,但靈敏度低、定性能力差,假陽性率高;熒光法可以達到較高的靈敏度,但只有少數(shù)的染料是具有熒光特性的化合物,多殘留檢測需要設(shè)備具有可變波長的功能,方法的適用性差[2~5]。液相色譜-質(zhì)譜檢測法比液相色譜法具有更高的靈敏度及選擇性,現(xiàn)已成為一種比較認可的技術(shù)用于檢測食品中非法添加染料。但是現(xiàn)有的研究多為一種或單類成分的檢測,并且方法適用的食品種類有限,難以推廣[6~14]。卓婧等采用分光光度法研究了食品中合成色素的檢測方法,可對多種色素快速測定[15]。本研究以WAX固相萃取柱凈化處理,UPLC-MS/MS法同時檢測和確證食品中6種工業(yè)染料(堿性橙Ⅱ、酸性橙Ⅱ、堿性嫩黃O、堿性桃紅T、羅丹明B和羅丹明6G)的方法。2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
ACQUITY Quattro Premier XE超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國Waters公司);LABOROTA 4000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(德國Heidolph公司);Milli-Q超純水器(美國Millipore公司);TGL-10C高速離心機(上海安亭科學儀器廠)。
堿性嫩黃O、堿性桃紅T、堿性橙Ⅱ(純度>98%,美國Acros organics公司),酸性橙Ⅱ鈉鹽、羅丹明B、羅丹明6G(純度>94%,德國Dr. Ehrenstorfer公司)。分別稱取適量染料標準品,用甲醇-水(1∶1,V/V)溶解并定容至50 mL,配制成100 mg/L的單標儲備液,再將其配制成6種工業(yè)染料的10 mg/L混合標準液,使用前逐級稀釋。
甲醇、甲酸均為色譜純;氨水、乙酸銨均為優(yōu)級純;Oasis WAX 固相萃取柱(60 mg,3 mL,Waters 公司);提取溶液:50 mmol/L乙酸銨溶液,含50%(V/V)甲醇、1%(V/V)甲酸;固相萃取柱平衡溶液:50 mmol/L乙酸銨溶液,含1%(V/V)甲酸;固相萃取柱淋洗溶液:50 mmol/L乙酸銨溶液,含5%(V/V)甲醇、1%(V/V)甲酸。
2.2 樣品前處理
準確稱取2.00 g均勻試樣于50 mL離心管中,加入10 mL提取溶液,超聲提取30 min,以5000 r/min離心10 min,上清液轉(zhuǎn)移至另一離心管中;殘渣中再加入10 mL提取溶液,均質(zhì)后重復上述操作,合并兩次上清液。加入5 mL正己烷,振蕩3 min,以5000 r/min離心5 min,棄去正己烷層。
將WAX 固相萃取柱用3 mL甲醇,3 mL水,3 mL 固相萃取柱平衡溶液進行活化,準確吸取5.0 mL樣品提取液于燒杯中,加入30 mL平衡溶液混勻稀釋,過WAX 固相萃取柱;依次用3 mL 固相萃取柱淋洗溶液、3 mL水淋洗;用3 mL甲醇洗脫,收集洗脫液A;用3 mL氨水-甲醇(5∶95, V/V)洗脫,收集洗脫液B;分別用氮氣將洗脫液A和B吹至近干,甲醇-水(1∶1, V/V)定容至1.0 mL,過0.22
對目標化合物保留較好。分別使用10 mmol/L乙酸銨-0.1%甲酸-乙腈和10 mmol/L乙酸銨-乙腈作為流動相,在ESI(+)模式下,各組分峰面積無明顯差別,但考慮到流動相加酸對ESI(-)模式的影響,本研究選擇10 mmol/L乙酸銨-乙腈作為流動相。選擇0.25 和0.30 mL/min考察流速,發(fā)現(xiàn)流速為0.25 mL/min時,分離效果更佳。
3.2 固相萃取方法的選擇和優(yōu)化
6種染料在反相C18色譜柱上均有較強的保留,可以使用反相機理固相萃取柱進行凈化。對3種固相萃取柱OASIS MCX、OASIS WAX和Cleanert COOH-SPE進行了選擇:堿性嫩黃O、堿性桃紅T、堿性橙Ⅱ、羅丹明B和羅丹明6G在OASIS MCX和Cleanert COOH-SPE固相萃取柱上的回收率較好,但酸性橙Ⅱ保留性差,從上樣開始就有流失;在WAX固相萃取柱上,各種組分的回收率均較理想。因此,本研究選擇了兼有反相機理和弱陰離子交換機理的WAX固相萃取柱進行凈化。
以WAX固相萃取柱進行樣品凈化時,當上柱溶液中甲醇含量超過10%時,堿性桃紅T從上樣開始就流失;當甲醇濃度達到50%時,除酸性橙Ⅱ外,其它目標物柱保留僅為40%~70%(圖1)。因此,本研究選擇了甲醇含量小于10%的緩沖鹽溶液作為上柱溶液,含5%甲醇的緩沖鹽溶液作為淋洗液
6種染料在氮氣下長時間加熱均會有損失,堿性橙Ⅱ下降最明顯(圖2)。因此洗脫溶液濃縮時不能吹干,且時間控制在30 min內(nèi)。6種染料SPE凈化時采用分步洗脫,先用甲醇洗脫堿性橙Ⅱ、羅丹明B、堿性嫩黃O、羅丹明6G和堿性桃紅T,再用氨化甲醇洗脫酸性橙Ⅱ,兩步洗脫單獨濃縮,減少了試劑用量,縮短了濃縮時間,有利于提高回收率。
3.3 質(zhì)譜條件的選擇
用甲醇-水(1∶1, V/V)配制1 mg/L混合標準溶液,在質(zhì)譜上先進行全掃描,在ESI(+)模式下得到堿性橙Ⅱ、羅丹明B、堿性嫩黃O、羅丹明6G和堿性桃紅T的分子離子峰,母離子分別為m/z 213.1, 443.1, 268.3, 443.1和315.1;在ESI(-)模式下得到酸性橙Ⅱ的分子離子峰,母離子為m/z 327.0。再通過優(yōu)化碰撞能量等參數(shù)得到6種染料的子離子。6種染料的定量和定性子離子及相應(yīng)的質(zhì)譜參數(shù)見表1。
3.4 線性范圍、標準曲線及檢出限
采用基質(zhì)加標標準工作曲線進行外標法定量。根據(jù)基質(zhì)的不同,按上述方法進行提取、凈化和濃縮,采用不同濃度的標準品溶液進行定容、檢測,得到基質(zhì)加標工作曲線。實驗表明,堿性橙Ⅱ、羅丹明B、堿性嫩黃O、羅丹明6G和堿性桃紅T的線性范圍為1.0~100
4 結(jié) 論
采用含50%甲醇和1%甲酸的50 mmol/L的乙酸銨溶液提取目標物、WAX固相萃取柱去除雜質(zhì),可基本排除食品樣品對離子化的影響;采用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進行檢測,靈敏度高、準確度和精密度好,最終建立了食品中堿性橙Ⅱ、羅丹明B、酸性橙Ⅱ、堿性嫩黃O、羅丹明6G和堿性桃紅T的同時檢測方法。與已有方法相比,本方法適用范圍更廣、抗干擾能力更強、定性和定量更加準確,適合于食品中6種非法添加工業(yè)染料的檢測。
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Simultaneous Determination of 6 Industrial Dyes in Foods by
Solid Phase Extraction-Ultra Performance Liquid
Chromatography-Tandem Mass Spectrometry
CAO Peng1,2, QIAO Xu-Guang*1, LOU Xi-Shan3, GENG Jin-Pei2, FU Jian3, ZHANG Xi-Qing3
1(College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian 271018)
2(Yantai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Yantai 264000)
3(Yantai Jieke Inspection Service Co., Ltd, Yantai 265231)
Abstract An ultra high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometric method was established for the simultaneous determination of the residues of six industrial dyes in foods. The samples were extracted with 50 mmol/L ammonium acetate solution containing 50% methanol and 1% formic acid, cleaned up by WAX solid phase extraction column, and then analyzed in multiple reaction monitoring (MRM) mode. Sample matrix-matched calibration was used to determine the residue contents by external standard. OrangeⅡwas detected with negative ion model, and the other five dyes were detected with positive ion model. Limit of quantitation (LOQ) of ChrysoidineⅡ, Rhodamine B , Auramine O , Rhodamine 6G and Safranine T was 1.6