楊秀娟，吳靜娜，王運儒，杜國冬，農(nóng)耀京*

(1.農(nóng)業(yè)部亞熱帶果品蔬菜質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，廣西南寧 530001；2.廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西南寧 530001；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風險評估實驗室，廣西南寧 530001)

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高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術測定土壤中PAEs

楊秀娟1，2，3，吳靜娜1，2，3，王運儒1，2，3，杜國冬1，2，3，農(nóng)耀京1，2，3*

(1.農(nóng)業(yè)部亞熱帶果品蔬菜質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，廣西南寧 530001；2.廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西南寧 530001；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風險評估實驗室，廣西南寧 530001)

[目的]測定土壤樣品中22種PAEs，建立檢測與評價方法。[方法]應用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC-MS/MS)法，以多反應監(jiān)測掃描方式測定22種塑化劑(PAEs)。[結(jié)果]被檢測樣品在添加水平為0.50～2.00mg/kg時，22種PAEs類化合物檢測質(zhì)量濃度范圍為0.10～3.00mg/L，具有良好的線性關系，相關系數(shù)r>0.990 0，擬合出線性方程；回收率為80.20%～139.50%，檢出限值為0.000 1～0.050 0mg/kg。[結(jié)論] 建立了PAEs類化合物的HPLC-MS/MS檢測方法，該方法適合應用于土壤中PAEs類化合物的殘留分析。

土壤；塑化劑(PAEs)；HPLC-MS/MS

鄰苯二甲酸酯(PAEs)[1]俗稱“塑化劑”，又名酞酸酯，普遍應用于玩具、食品包裝材料和清潔劑、潤滑油、個人護理用品等產(chǎn)品中，具有軟化作用，可增加塑料的柔韌度。研究表明[2-4]，鄰苯類塑化劑容易遷移到環(huán)境中，并產(chǎn)生不良的干擾影響。塑化劑可通過消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及皮膚接觸等途徑進入人體，具有生殖毒性和發(fā)育毒性[5]。由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模使用含有塑化劑類地膜以及農(nóng)田塑料廢棄物殘留，造成農(nóng)田大面積污染，而塑化劑在與塑料的成型過程中是以分子間力連接并未完全與塑料高分子碳鏈聚合，因此，塑化劑可不間斷性地向大氣、土壤和水體中遷移，通過食物鏈進入植物、動物和人體，對生物環(huán)境造成不可忽視的危害[6-9]。目前，主要采用液相色譜法、氣相色譜法、氣相質(zhì)譜法及液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法等技術手段，對以農(nóng)產(chǎn)品、白酒、食用油及食品塑料外包裝等為對象的PAEs進行檢驗與監(jiān)測[10-16]。筆者采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)法對土壤中22種PAEs同時進行測定、分析研究，旨在為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境(土壤)監(jiān)測提供可行的理論基礎。

1　材料與方法

1.1材料供試土壤樣品為購買的市售育苗土壤基質(zhì)。22種PAEs標準品及其縮寫見表1，其中DPRP(0.25g)、DAP(0.25g)、DPHP(0.50g)和DNDP(0.25g)共5個純品標樣均購自上海安譜實驗科技股份有限公司；其余17個標樣均為1 000mg/L，購自農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)檢中心(天津)。供試試劑為乙腈(美國fisher色譜)、甲醇(美國fisher色譜)、丙酮(美國fisher色譜)、水(哇哈哈純凈水)。試驗器具包括醫(yī)用針筒注射器(5mL)和濾膜過濾器(0.22μm)。供試儀器為液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(島津LC-20ADXR型高效液相色譜儀和Qtrap3200質(zhì)譜聯(lián)用儀配有Analyst分析系統(tǒng)，美國ABSCIEX公司)和超聲震蕩器(scientzSB25-12DTD，寧波新芝生物科技股份有限公司)。

1.2方法

1.2.1樣品提取。取250.00～500.00g土壤樣品于100 ℃烘至恒重，過1.00mm篩，待測。稱取經(jīng)前處理土壤樣品5.00g于具塞量筒，加入20mL乙腈，超聲震蕩30min，靜置過夜，吸取上清液到離心管，于10 ℃在5 000r/min下離心20min。吸取離心管內(nèi)上清液1.00mL，加入1.00mL甲醇水混合液(1∶1)，過膜0.22μm，上機待測[17]。

1.2.2標準樣品配制。22種(PAEs)標準樣品分別吸取1.00mL于25.00mL容量瓶中，用色譜甲醇定容，配成40mg/L混合儲備液，密封儲存于4 ℃冰箱中。取0.50mL混合儲備液于20.00mL容量瓶，用甲醇定容，配成10.00mg/L混合標準溶液，用時稀釋成梯度濃度的標準溶液[18-21]。

1.2.3液相程序。色譜柱：Shim-packXR-ODSⅡ 2.0mmi.d×75mm；流動相：A相為色譜級乙腈，B相為0.10%甲酸水溶液；梯度洗脫程序：0～2min，B：98%～15%，保持至12min；12～13min，B：15%～2%，保持至20min；20～22min，B：2%～98%，保持至28min。

1.2.4質(zhì)譜程序。電噴霧電離正離子模式(ESI+)；質(zhì)譜掃描方式：多反應監(jiān)測(MRM)；CUR(CurtainGas)氣簾氣30.0Psi；CAD(CollisionGas)碰撞氣medium；IS(IonSprayVoltage)噴霧電壓5 500V；TEM(Temperature)霧化溫度550 ℃；GS1(IonSourceGas1)霧化氣55.0Psi；GS2(IonSourceGas2)輔助氣55.0Psi。

表1　供試22種PAEs名稱及其縮寫

2　結(jié)果與分析

2.1色譜條件優(yōu)化選取4種不同長度不同型號色譜柱分離22種PAEs，使用標準工作液對各規(guī)格色譜柱進樣。從質(zhì)譜圖可知，使用shim-packXR-ODSⅡ 2.0mmi.d×75mm能在17min內(nèi)將22種成分有效分開，峰型尖銳，對稱性好，出峰附近都沒干擾峰，各峰間隔適宜，是理想的色譜檢測條件。使用kinetex2.6uXB-C18 100A(100×4.6mm)分離效果也較好，但在相同色譜條件下，分離所用時間較長，造成流動相的浪費，因此不建議采用。使用shiseidoCAPOELLPAKC18MG4.6mmI.D.×250mm和WATERSNoYa-PakC18 3.9×150mm2種色譜柱難以完全分離部分組分，因此不建議采用。

選取甲醇和乙腈作為有機流動相，超純水與0.10%甲酸溶液作為水流動相，通過標準樣品測試，得到22種PAEs類化合物的MRM色譜(圖1)。經(jīng)比較可得，使用乙腈+0.10%甲酸作為水流動相，離子豐度明顯優(yōu)于其他組合。

圖1　22種PAEs類化合物的MRM色譜Fig.1　The MRM of 22-PAEs compounds

2.2質(zhì)譜條件優(yōu)化在ESI+模式下，分別對毛細管電壓、錐孔電壓、碰撞能量和選擇離子對進行優(yōu)化，選取經(jīng)碰撞后豐度響應較高的2個離子作為特征離子對，得到22種PAEs類化合物參數(shù)(表2)。

2.3優(yōu)化基質(zhì)效應由于PAEs類塑化劑廣泛存在于各種試驗器具，因此試驗過程中盡可能使用玻璃制品，減少干擾活污染，保證數(shù)據(jù)的準確性。儀器方面，將連接液相色譜與質(zhì)譜儀之間的Peek管更換為同樣規(guī)格的金屬管(圖2)。由于土壤基質(zhì)成分復雜，為避免基質(zhì)效應對檢測結(jié)果造成影響，使用空白基質(zhì)配制標準液進行校正。

表2　22種PAEs在MRM模式下的質(zhì)譜分析參數(shù)

注：a為優(yōu)化前；b為優(yōu)化后。Note： a.Before optimization；b.After optimization.圖2　儀器連接管路的優(yōu)化Fig.2　The optimization of equipment

2.4檢測線性范圍和檢出限設梯度濃度分別為0.10、0.50、1.00、2.00、3.00mg/L標準溶液，以峰面積(Y)對相應的質(zhì)量濃度(X)制圖，獲得標準曲線，并求出相應的線性回歸方程及相關系數(shù)。結(jié)果表明：22種PAEs類化合物在0.10～3.00mg/L檢測濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關系，相關系數(shù)r>0.990 0以上；按照3倍信噪比計算得出22種PAEs類化合物檢出限結(jié)果為0.000 1～0.050 0mg/kg(表3)。

2.5回收率在前處理的土壤樣品中分別添加0.50、1.00、2.00mg/kg3個濃度水平的混合PAEs標準溶液，按照“1.2.1”中的方法進行提取處理，基質(zhì)空白配標準液上機檢測，獲得22種PAEs回收率(表4)。由表4可知，22種PAEs類化合物在土壤中3個添加濃度的回收率為80.20%～139.50%，符合預期結(jié)果；而DBP與DIBP回收率偏高，這可能是由于這2種PAEs類化合物廣泛存在于容器、流動相及液相色譜系統(tǒng)中，不可避免地造成了本底干擾。

3　結(jié)論與討論

(1)該研究主要針對土壤樣品中殘留的22種PAEs類化合物進行檢測分析，采用shim-packXR-ODSⅡ 2.0mmi.d×75mm色譜柱，在ESI+模式下進行條件優(yōu)化，22種PAEs類化合物能很好地被分離檢測。樣品中22種PAEs類化合物檢測質(zhì)量濃度范圍為0.10～3.00mg/L時具有良好的線性關系，相關系數(shù)r>0.990 0，擬合出線性方程，濃度檢出限值為0.000 1～0.050 0mg/kg；在土壤中樣品中添加3個濃度的PAEs標準液回收率為80.20%～139.50%，符合預期檢測結(jié)果；而DBP與DIBP由于系統(tǒng)本底較高，回收率偏高，為131.00%～139.50%，其影響因子有待于進一步確認、優(yōu)化。該研究建立了檢測土壤中殘留的22種PAEs類塑化劑的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術，該技術具有快速檢測、分離效果好、準確可靠以及對色譜柱和儀器殘留少的特點。

表322種PAEs的線性方程、相關系數(shù)和檢出限

Table3Thelinearequation，correlationcoefficientanddetectionlimitof22-PAEs

序號SerialNo.化合物Compounds擬合方程Linearequation相關系數(shù)Correlationcoefficient(r)檢出限值Detectionlimitmg/kg1DMEPY=273X+3.74e+0030.99510.00202DEEPY=978X+2.01e+0050.99610.00203DNPY=3.41e+003X+1.1e+0060.99670.00804BBPY=1.42e+003X+2.5e+0050.99360.00505DEPY=1.77e+003X+2.41e+0050.99350.00406DIDPY=2.98e+003X+8.45e+0050.99290.00207DBPY=4.36e+003X+3.05e+0060.99000.00408DINPY=500X+1.52e+0050.99400.00809DIBPY=34.9X+3.37e+0040.99150.020010BBZPY=2.82e+003X+4.61e+0050.99230.002011DCHPY=2.69e+003X+2.33e+0050.99820.000112DBEPY=1.14e+003X+2.35e+0050.99440.000513DMPY=366X+2.08e+0040.99120.004014BMPPY=2.37e+003X+2.48e+0050.99920.002015DEHPY=982X+2.85e+0050.99250.020016DPPY=271X+5.67e+0040.99360.007017DHXPY=896X-1.86e+0040.99390.020018DNOPY=314X-2.87e+0040.99050.050019DAPY=709X-1.04e+0040.99570.003020DPRPY=2.69e+003X+2.02e+0050.99100.000121DNDPY=6.65e+003X+2.40e+0060.99290.000222DPHPY=85X+9.30e+0030.99100.0100

表4　22種PAEs的回收率

(2)由于PAEs類化合物廣泛存在于容器、流動相和色譜原件中，試驗中盡量使用金屬元件代替Peak材料元件；試驗前須對試劑、試驗用水、玻璃儀器等進行凈化處理；所用的玻璃器皿需要用清潔劑清洗，再用無離子水洗后用丙酮浸泡3.0h，然后用重蒸正己烷清洗2次，在200 ℃焙干2h；用空白試劑進行比較和扣除，盡量避免產(chǎn)生干擾因子。

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DeterminationofPAEsinSoilbyHPLC-MS/MS

YANGXiu-juan1,2,3,WUJing-na1,2,3,WANGYun-ru1,2,3,NONGYao-jing1,2,3*etal

(1.SupervisionandTestingCenterforSubtropicalFruitandVegetableQuality,MinistryofAgriculture,Nanning,Guangxi530001; 2.GuangxiSubtropicalCropsResearchInstitute,Nanning,Guangxi530001; 3.LaboratoryofQuality&SafetyRiskAsseaamentforAgro-products,MinistryofAgriclture,Nanning,Guangxi530001)

[Objective]Theaimwastodetermine22-PAEsinsoilsamplesandestablishdetectionandevaluationmethod. [Method]ByusingHPLC-MS/MSmethod, 22-PAEsweredeterminedwithmultireactionmonitoringscanningmode. [Result]Detectionofsamplesatthelevelof0.50to2.00mg/kg, 22kindsofPAEscompoundsinthedetectionofmassconcentrationrange: 0.10- 3.00mg/Lwithagoodlinearrelationship,thecorrelationcoefficientr> 0.990 0,thelinearequationwasobtained;recoveryratewas80.20%-139.50%,detectionlimitwas0.000 1-0.050 0mg/kg. [Conclusion]HPLC-MS/MSdetectionmethodforPAEscompoundsisestablished,whichissuitableforresidueanalysisofPAEscompoundsinsoil.

Soil;PhthalateAcidEster(PAEs);HPLC-MS/MS

廣西熱作所科研業(yè)務費專項項目(桂熱研201501)。

楊秀娟(1982- )，女，山西大同人，助理研究員，碩士，從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測及風險評估研究。*通訊作者，高級農(nóng)藝師，從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測與風險評估研究。

2016-05-03

S181

A

0517-6611(2016)18-045-04