勾新磊， 趙新穎， 池海濤， 高 峽，2， 周明強(qiáng)， 劉偉麗，2*

（1. 北京市理化分析測(cè)試中心，有機(jī)材料檢測(cè)技術(shù)與質(zhì)量評(píng)價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100089；2. 北京市食品安全分析測(cè)試工程技術(shù)研究中心，北京100089）

苯并三唑類化合物（benzotriazoles，BZTs）是一類紫外吸收劑，吸收280 ～400 nm 范圍內(nèi)的紫外光變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，然后以光和熱的形式將能量釋放出來(lái)［1，2］。該類化合物常作為添加劑用于減少塑料制品的光降解和老化，延長(zhǎng)使用壽命。近年來(lái)的研究表明，某些BZTs 具有一定的毒性。Yamano 等［3］認(rèn)為2-（2-羥基-5-甲基苯基）苯并三唑（UV-P）會(huì)導(dǎo)致皮炎和皮膚過(guò)敏。Kim 等［4］研究表明BZTs 具有生物蓄積性，并影響生物體的長(zhǎng)度和重量。Fent等［5］認(rèn)為BZTs 對(duì)雄性激素有拮抗作用，會(huì)導(dǎo)致生物體甲狀腺系統(tǒng)和脂肪酸代謝失衡。

近年來(lái)，聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酯（PET）、聚苯乙烯（PS）、聚胺（PA）等塑料包裝制品廣泛應(yīng)用于食品接觸類材料中。由于直接接觸食品，塑料包裝制品中殘留的BZTs 很可能會(huì)遷移到食品中，造成二次污染［6，7］。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［8］中僅規(guī)定了UV-P、2-（2-羥基-3，5-二枯基苯基）苯并三唑（UV-234）、2-（2-羥基-3，5-二叔丁基苯基）-5-氯苯并三唑（UV-327）的特定遷移量分別為30、1.5、30 mg／kg，而對(duì)允許添加的2-（2-羥基-3，5-二叔戊基苯基）苯并三唑（UV-328）、2-（2-羥基-5-叔辛基苯基）苯并三唑（UV-329）、2，2′-亞甲基雙（4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚）（UV-360）未限定其最大殘留量和特定遷移量。除此之外，我國(guó)沒(méi)有檢測(cè)食品接觸類材料中BZTs 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

目前報(bào)道的紫外吸收劑的檢測(cè)方法有液相色譜法（LC）［9-13］、氣 相 色 譜-質(zhì) 譜 聯(lián) 用 法（GCMS）［14，15］、液 相 色 譜-串 聯(lián) 質(zhì) 譜 法（LC-MS／MS）［16，17］。其中，大多數(shù)方法都針對(duì)化妝品和環(huán)境樣本中二苯甲酮類紫外吸收劑，針對(duì)食品接觸類材料中BZTs 的檢測(cè)方法報(bào)道甚少。張居舟等［13，18］利用LC 檢測(cè)了食品包裝中的2-（2-羥基-3-叔丁基-5-甲基苯基）-5-氯苯并三唑（UV-326）和UV-327，但方法的檢出限低，檢測(cè)BZTs 數(shù)量較少。本文建立了同時(shí)檢測(cè)食品接觸塑料制品中10 種BZTs 的固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（SPE-UPLC-MS／MS）分析方法。方法準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速，檢出限低，可以用于食品接觸塑料制品中BZTs 的檢測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Acquity 超高效液相色譜儀，XEVO TQ 串聯(lián)質(zhì)譜儀，Masslynx 4.1 工作站（美國(guó)Waters 公司）；超聲波清洗器（KQ6000V，昆山超聲儀器有限公司）；N-EVAP-112 氮吹儀（美國(guó)Organomation 公司）；Milli-Q 超純水器（美國(guó)Millipore 公司）。

UV-P、2-（2-羥基-5-叔丁基苯基）苯并三唑（UV-PS）、UV-234、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、2-（2-羥基-3-仲丁基-5-叔丁基苯基）苯并三唑（UV-350）（純度≥97%，購(gòu)自上海安譜），2-（2-羥基-3，5-二叔丁基苯基）苯并三唑（UV-320）（純度≥99%，購(gòu)自德國(guó)Dr. Ehrenstorfer 公司），UV-360（純度≥98%，購(gòu)自日本TCI 公司）標(biāo)準(zhǔn)品結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1；Sep-Pak C18 固相萃取柱（500 mg／3 mL，美國(guó)Waters 公司）；甲醇、乙腈、正己烷、乙酸乙酯為色譜純（美國(guó)Fisher 公司）；二氯甲烷、丙酮為色譜純（安徽時(shí)聯(lián)特種溶劑股份有限公司）；實(shí)驗(yàn)用水為經(jīng)Milli-Q 凈化系統(tǒng)（0.22 μm 過(guò)濾膜）制備的去離子水；其他試劑均為分析純。樣品為礦泉水瓶、面包袋、一次性食品袋等，均購(gòu)自超市。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別準(zhǔn)確稱取適量上述標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用甲醇溶解、定容，制得質(zhì)量濃度均為1 000 mg／L 的單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。準(zhǔn)確移取各標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，混合于100 mL 容量瓶中，甲醇定容，配制成每種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均為1 mg／L的混合對(duì)照品儲(chǔ)備液。所有溶液均在4 ℃下保存。

1.3 樣品處理

食品塑料包裝用水洗凈自然晾干后，剪成面積小于5 mm×5 mm 的碎片。準(zhǔn)確稱取0.2 g，置于100 mL 具塞錐形瓶中，用50 mL 甲醇-二氯甲烷（1 ∶1，v／v）于40 ℃超聲提取40 min，將提取液轉(zhuǎn)移至雞心瓶中，于40 ℃減壓濃縮至干，以2 mL 丙酮-二氯甲烷（9 ∶1，v／v）混合溶劑溶解殘?jiān)?/p>

C18 固相萃取小柱使用前依次用5 mL 甲醇、5 mL 水、3 mL 丙酮-二氯甲烷（9 ∶1，v／v）混合溶劑活化。將溶解殘?jiān)娜芤恨D(zhuǎn)移至活化好的固相萃取小柱，用1 mL 丙酮淋洗，棄去流出液，再用4 mL 甲醇洗脫，收集洗脫液于氮吹管中，于40 ℃氮吹至干，用甲醇定容至1 mL，過(guò)0.22 μm 有機(jī)濾膜，供UPLCMS／MS 測(cè)定。

1.4 色譜和質(zhì)譜條件

圖1 10 種BZTs 的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formulas of the ten BZTs

色譜柱：Waters ACQUITY UPLC BEH C18（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）；流動(dòng)相：A 為0.1%（v／v）甲酸水溶液，B 為甲醇溶液。流速為0.3 mL／min，柱溫為35 ℃。梯度洗脫程序：0 ～6 min，90% B ～94% B；6 ～7 min，94% B ～99% B；7 ～12 min，99% B；12 ～12.5 min，99% B ～90% B；12.5～14 min，90% B。

質(zhì)譜條件：電噴霧電離正離子模式（ESI＋）；多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式；毛細(xì)管電壓為3.0 kV；萃取電壓為5.0 V；離子源溫度為150 ℃；脫溶劑氣溫度為350 ℃；脫溶劑氣流速為650 L／h；錐孔氣流速為20 L／h。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜條件的選擇

在ESI 模式下，采用蠕動(dòng)泵以10 μL／min 的速度分別將10 種BZTs 的標(biāo)準(zhǔn)溶液?jiǎn)为?dú)注入質(zhì)譜的離子源中，測(cè)定其在正、負(fù)離子模式下的質(zhì)譜信號(hào)強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在ESI＋模式下，10 種BZTs 均可獲得較高豐度的［M＋H］＋準(zhǔn)分子離子峰。確定母離子后，采用子離子掃描方式進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜分析，對(duì)子離子進(jìn)行優(yōu)化選擇，以確定定量離子和定性離子。然后對(duì)離子源溫度、去溶劑氣溫度及流量、錐孔氣流量進(jìn)行優(yōu)化，使目標(biāo)物質(zhì)的離子化效率達(dá)到最佳。10 種BZTs 質(zhì)譜參數(shù)如表1 所示。

表1 10 種BZTs 的質(zhì)譜參數(shù)Table 1 MS／MS acquisition parameters for the ten BZTs

2.2 色譜條件的優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)采用Waters ACQUITY UPLC BEH C18分離柱，分別比較了甲醇-水、甲醇-0.1% （v／v）甲酸水溶液、乙腈-0.1% （v／v）甲酸水溶液3 種流動(dòng)相體系的分離效果。結(jié)果表明，甲醇-0.1% （v／v）甲酸作流動(dòng)相時(shí)的效果最好。相對(duì)于乙腈體系，使用甲醇為有機(jī)相可以獲得更好的分離效果和儀器響應(yīng)。在流動(dòng)相中加入0.1% （v／v）甲酸有助于化合物的離子化，使目標(biāo)物響應(yīng)增強(qiáng)，靈敏度提高。采用梯度淋洗，可提高苯并三唑類化合物各組分在色譜柱中的分析效率。圖2 為10 種BZTs 疊加的總離子流色譜圖。

圖2 10 種BZTs 疊加的總離子流色譜圖Fig.2 Combined total ion chromatograms of the ten BZTs

2.3 提取條件的優(yōu)化

由于BZTs 極性相對(duì)較弱，其在水中的溶解性差，但能溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。因此本實(shí)驗(yàn)選擇PP、PE、PET 等空白食品接觸塑料制品，添加標(biāo)準(zhǔn)溶液制備加標(biāo)樣品，分別考察了丙酮、正己烷、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲醇、甲醇-二氯甲烷混合溶液作為提取溶劑時(shí)各個(gè)目標(biāo)化合物的提取效果。結(jié)果表明，在100 μg／kg 的加標(biāo)水平下，丙酮的回收率相對(duì)較低；乙酸乙酯、二氯甲烷和甲醇都有較好的回收率；使用甲醇-二氯甲烷作為提取溶劑時(shí)，10 種BZTs 的平均回收率最佳（見(jiàn)表2）。

實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步考察了提取時(shí)間對(duì)提取效率的影響。結(jié)果如圖3 所示，超聲40 min 后目標(biāo)化合物的回收率并沒(méi)有明顯提高，考慮到提取效率，本方法確定超聲時(shí)間為40 min。

表2 100 μg／kg 加標(biāo)水平下不同提取溶劑對(duì)回收率的影響Table 2 Effect of different extraction solvents on recoveries of the ten BZTs spiked at 100 μg／kg

圖3 不同超聲時(shí)間對(duì)10 種BZTs 回收率的影響Fig.3 Effect of different extraction times on recoveries of the ten BZTs

2.4 凈化條件的優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)考察了弗羅里硅土柱、石墨化炭黑柱和C18 柱的凈化效果。結(jié)果如圖4 所示，C18 柱的凈化效果和回收率較好。上樣后用丙酮去除色素、油墨等雜質(zhì)，用甲醇洗脫，在收集的第5 mL 洗脫液中檢測(cè)不到任何目標(biāo)物。因此，用4 mL 甲醇即可完全洗脫目標(biāo)物。

圖4 不同固相萃取柱對(duì)10 種BZTs 回收率的影響Fig.4 Effect of different SPE columns on recoveries of the ten BZTs

2.5 方法的線性關(guān)系和檢出限

以基質(zhì)匹配的方法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，以空白樣品的甲醇提取液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋溶液，精確配制1.0 ～100.0 μg／L 的10 種BZTs 混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在選定的色譜條件和質(zhì)譜條件下進(jìn)行測(cè)定，依據(jù)特征離子色譜峰的S／N≥3 確定方法的檢出限，S／N≥10 確定方法的定量限。結(jié)果表明，10 種BZTs 在1.0 ～100.0 μg／L 范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)均大于0. 996（見(jiàn)表3），說(shuō)明本方法適用于食品接觸類材料中10 種BZTs 的定量分析。

表3 10 種BZTs 的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限Table 3 Linear equations，correlation coefficients，LODs and LOQs of the ten BZTs

2.6 方法的加標(biāo)回收率和精密度

以空白食品塑料包裝材料為樣品，分別添加不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行添加回收率和精密度試驗(yàn)。10.0、20.0、100.0 μg／kg 添加水平下，每個(gè)平行測(cè)定6 次。結(jié)果如表4 所示，不同水平下各待測(cè)物的平均回收率為75.2% ～85.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0% ～5.7%，能滿足10 種BZTs 的測(cè)定要求。

表4 回收率和精密度檢測(cè)結(jié)果Table 4 Results of precision and recovery tests （n＝6）

2.7 樣品分析

利用本方法對(duì)PE、PET、PS、PA 等食品接觸塑料制品類材料共10 個(gè)樣品進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果在一種PE 材料食品包裝袋中檢測(cè)出UV-360 殘留，含量為187.5 μg／kg（見(jiàn)圖5）。

圖5 PE 食品包裝袋中UV360 的MRM 色譜圖Fig.5 MRM chromatogram of UV360 in a PE food packaging bag

3 結(jié)論

本文建立了固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定食品接觸塑料制品中10 種BZTs 的分析方法。樣品采用甲醇-二氯甲烷混合溶劑提取，SPE 柱凈化，UPLC-MS／MS 檢測(cè)。該方法操作簡(jiǎn)便、檢出限低、準(zhǔn)確度高，能夠滿足食品接觸塑料制品中BZTs 的檢測(cè)要求，為保障食物安全提供了檢測(cè)技術(shù)支持。

［1］ Baran D，Balan A，Stubhan T，et al. Synthetic Met，2012，162：2047

［2］ Pei K，Cui Z H，Chen W. J Mol Struct，2013，1032：100

［3］ Yamano T，Shimizu M，Noda T. J Health Sci，2001，47（2）：123

［4］ Kim J，Isobe T，Ramaswamy B R，et al. Chemosphere，2011，82：751

［5］ Fent K，Chew G，Li J，et al. Sci Total Environ，2014，482／483：125

［6］ Ai L F，Guo C H，Ge S H，et al. Packaging Engineering （艾連峰，郭春海，葛世輝，等. 包裝工程），2011，32（13）：4

［7］ Ai L F，Guo C H，Ge S H，et al. Journal of Instrumental Analysis （艾連峰，郭春海，葛世輝，等. 分析測(cè)試學(xué)報(bào)），2011，30（1）：13

［8］ GB 9685-2008

［9］ Mao X Q，Bian H T，Qu B C. Chinese Journal of Chromatography （毛希琴，邊海濤，曲寶成. 色譜），2013，31（8）：775

［10］ Li C F，Li Y，Chen Z N，et al. Chinese Journal of Chromatography （李成發(fā)，李英，陳枝楠，等. 色譜），2014，32（6）：616

［11］ Huang X F，Liu L Y，Xu Q，et al. Chinese Journal of Analytical Chemistry （黃雄風(fēng)，劉綠葉，許群，等. 分析化學(xué)），2014，42（12）：1846

［12］ Liu H X，Yang Y X，Ma M G，et al. Chinese Journal of Analytical Chemistry （劉海霞，楊堯霞，馬明廣，等. 分析化學(xué)），2015，43（2）：207

［13］ Zhang J Z，Li J，Shao D L，et al. Chinese Journal of Chromatography （張居舟，李靜，邵棟梁，等. 色譜），2012，30（2）：190

［14］ Casado J，Rodríguez I，Carpinteiro I，et al. J Chromatogr A，2013，1293：126

［15］ Casado J，Nescatelli R，Rodríguez I，et al. J Chromatogr A，2014，1336：1

［16］ Liu R，Ruan T，Wang T，et al. Talanta，2014，120：158

［17］ Lin W X，Sun X Q，Ma J. Chinese Journal of Chromatography （林維宣，孫興權(quán)，馬杰. 色譜），2013，31（5）：410

［18］ Li J，Zhang J Z，Shao D L，et al. Journal of Instrumental Analysis （李靜，張居舟，邵棟梁，等. 分析測(cè)試學(xué)報(bào)），2011，30（4）：435