梁飛燕
(廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗(yàn)所,廣西南寧530021)
堿皂化凈化-氣相色譜法測定鱈魚中的多氯聯(lián)苯
梁飛燕
(廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗(yàn)所,廣西南寧530021)
建立鱈魚中7種多氯聯(lián)苯的堿皂化凈化-GC分析方法。樣品通過采用正己烷超聲輔助提取,6mol/L氫氧化鉀溶液,70℃恒溫水浴皂化45min去除脂肪類物質(zhì)的干擾,得到的凈化提取液采用GC-ECD進(jìn)行測定。7種多氯聯(lián)苯的方法線性范圍為0.001μg/mL~0.2μg/mL,相關(guān)系數(shù)(γ)大于0.999,加標(biāo)樣品的平均回收率為82%~106%,RSD為(n=9)2.1%~7.4%,檢出限為0.29μg/kg~0.42μg/kg。
多氯聯(lián)苯;鱈魚;氣相色譜法;測定
多氯聯(lián)苯(PCB)又稱氯化聯(lián)苯,是一類人工合成有機(jī)物,是聯(lián)苯苯環(huán)上的氫原子為氯所取代而形成的一類氯化物[1]。多氯聯(lián)苯理化性質(zhì)非常穩(wěn)定,其半衰期為10~15年[2],所以一旦進(jìn)入環(huán)境中便會滯留很長時間。同時其有親脂性而在脂肪中富集很多倍,并能通過食物鏈在水生生物體內(nèi)蓄積或污染農(nóng)作物[3]。多氯聯(lián)苯屬于內(nèi)分泌干擾物—有害環(huán)境激素類物質(zhì),均有報道過其對皮膚、生殖系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)的病變甚至癌變都有誘導(dǎo)效應(yīng)[4-6],因此多氯聯(lián)苯對人類健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。自1968年在日本發(fā)生的米糠油中毒事件后,多氯聯(lián)苯的環(huán)境污染和危害人類健康問題開始引起了人類的關(guān)注和重視。2001年5月,多氯聯(lián)苯被列為《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》12種特別有害的持久性有機(jī)污染物之一,是目前已檢測到的環(huán)境污染物中最具有致癌性的物質(zhì)之一[7]。目前,已有相關(guān)文獻(xiàn)研究和分析了多氯聯(lián)苯對我國土壤、沉積層、大氣、水體等環(huán)境介質(zhì)和生物體中的污染現(xiàn)狀[8-11],所以通過測定環(huán)境介質(zhì)和生物體內(nèi)多氯聯(lián)苯的殘留量,在一定程度上可以了解多氯聯(lián)苯的污染情況,警示人類對環(huán)境的保護(hù),從而減少甚至防止多氯聯(lián)苯對人類健康的危害。
目前,我國對于測定食品中多氯聯(lián)苯殘留的國家標(biāo)準(zhǔn)有GB 5009.190-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中指示性多氯聯(lián)苯含量的測定》和GB/T 22331-2008《水產(chǎn)品中多氯聯(lián)苯殘留量的測定氣相色譜法》,分別采用了柱層析凈化、氣相色譜-電子捕獲檢測器或氣相色譜-質(zhì)譜法進(jìn)行測定[12-13]。國內(nèi)報道的水產(chǎn)品中多氯聯(lián)苯的檢測方法,常用的凈化方式有GPC[14-16]、固相分散萃?。?7-18]、酸消化[19-21]、固相萃取小柱[22-23]、或幾種凈化方式同時結(jié)合的方法,常用的儀器測定有GCECD[24-26]、GC-MS[27-28]的方法。本文以鱈魚為分析對象,建立了超聲波提取、堿皂化凈化,氣相色譜-電子捕獲檢測方法測定鱈魚中7種“指示性PCB”單體(PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB153、PCB138、PCB180)的含量,具有操作簡便、快速靈敏、分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn),可作為環(huán)境污染監(jiān)測的重要指標(biāo),對于保證人類飲食安全及健康有重要意義。
1.1儀器與試劑
HR 7620絞肉機(jī):PHILIPS;S180H超聲波清洗儀:Elmasonic;VORTEX GENIE-2渦旋振蕩器:Scientific Industries;3-30K離心機(jī):SIGMA;OA-SYSTM氮吹儀:Organomation;TW12恒溫水浴鍋:Julabo;ML/G3旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:Heidolph;GC-2010 plus氣相色譜儀(工作站:Lab Solutions色譜工作站):島津。
無水乙醇、氫氧化鉀:均為分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;正己烷:優(yōu)級純,F(xiàn)isher;試驗(yàn)用水:去離子水;多氯聯(lián)苯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(Dutch Seven PCBs Standard(CATALOG NO:PCB-DUTCH7,LOT:211061277,SOLVENT:Isoocatane,EXPIRATION:Jun24,2021,DATE CERTIFIED:Jun 24,2011):ANPEL,各種成分及濃度見表1。
1.2標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液的制備
精密量取多氯聯(lián)苯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5mL,于25mL量瓶中,用正己烷定容至刻度(濃度均為0.2μg/mL)。
1.3樣品前處理
1.3.1提取
取鱈魚可食用部分,充分勻漿,精密稱取5 g,置于100mL具塞三角瓶中,加入50mL正己烷,超聲輔助提取30min后置于渦旋振蕩器渦旋10min,以10000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10min,取上清液于50mL離心管中,殘渣繼續(xù)用10mL正己烷重復(fù)提取2次,合并正己烷。
1.3.2凈化
取上述提取液于40℃水浴中吹氮至近干,加入無水乙醇10mL,6mol/L氫氧化鉀溶液2.0mL,上置小漏斗,于70℃恒溫水浴皂化45min,每10min振搖一次,取出,冷卻。用5mL水沖洗小漏斗,加入15mL正己烷于離心管中,渦旋振蕩3min,靜置,分層,取上層正己烷置雞心瓶中,離心管繼續(xù)分別用正己烷10mL提取3次,合并正己烷液于40℃水浴中減壓旋轉(zhuǎn)至近干,精密加1.0mL正己烷使溶解,過0.45μm濾膜,取2μL進(jìn)行氣相色譜分析。
1.4色譜條件
色譜柱(30m×0.32mm×0.25μm):Hp-5載氣:氮?dú)?;流速?mL/min,分流比:1∶10;檢測器:電子捕獲檢測器(ECD);電流:1.0 nA;進(jìn)樣口溫度:280℃;檢測器溫度:300℃;柱溫:初溫60℃維持2min,30℃/min升至180℃,維持4min,20℃/min升至200℃,維持8min,20℃/min升至250℃,維持5min,30℃/min升至280℃,維持8min。
2.1前處理?xiàng)l件的優(yōu)化
2.1.1樣品提取方式的選擇
多氯聯(lián)苯為脂溶性物質(zhì),易溶于有機(jī)溶劑,采用正己烷作為提取溶劑,首先考察了不同提取方式:超聲輔助提取、渦旋振蕩提取、超聲和渦旋兩者結(jié)合的方式發(fā)現(xiàn)先采用超聲使正己烷分子快速的進(jìn)入到樣品細(xì)胞中,再通過渦旋振蕩使細(xì)胞更好的分散,更加利于多氯聯(lián)苯的提取。通過考察超聲輔助提取時間(15、30、60、90min)發(fā)現(xiàn):超聲輔助提取30min既能保證提取完全,又不至于由于正己烷的易揮發(fā)性而使溶劑揮干;通過考察渦旋振蕩時間(5、10、15、30min)發(fā)現(xiàn):渦旋振蕩10min,樣品已能充分分散。
2.1.2樣品凈化方式的選擇
國內(nèi)報道的部分凈化方式均使用了濃硫酸進(jìn)行酸化除脂,因濃硫酸會與樣品提取液中的有機(jī)物發(fā)生碳化反應(yīng),導(dǎo)致樣品溶液顏色加深,如果顏色去除不干凈會對結(jié)果測定產(chǎn)生干擾,同時濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性,對試驗(yàn)操作有一定的危險性。鱈魚的主要成分為蛋白質(zhì)、脂肪、無機(jī)鹽及維生素等[29]。用正己烷作為提取溶劑,會將樣品中的脂肪提取出來。由于鱈魚中的脂肪多為不飽和脂肪酸,沸點(diǎn)與PCB相差不大,對PCB在毛細(xì)管色譜柱上的分離造成干擾,因此去除脂肪的干擾是關(guān)鍵。由于PCB理化性質(zhì)極為穩(wěn)定,且具有耐高溫、耐酸堿和耐腐蝕的特性,而脂肪在堿性條件下水解生成甘油和高級脂肪酸的鈉鹽[30],其反應(yīng)式如下:
得到甘油和高級脂肪酸鈉鹽為水溶性物質(zhì)而溶于水相中,脂溶性的PCB則被有機(jī)溶劑正己烷提取出來,達(dá)到去除脂肪干擾的凈化效果。
2.1.3堿皂化條件的優(yōu)化
本試驗(yàn)參考了相關(guān)文獻(xiàn)的皂化條件[31],通過逐步升溫發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度達(dá)到70℃時,小漏斗已開始出現(xiàn)溶液回滴現(xiàn)象,已達(dá)到皂化回流的目的。在固定皂化時間為60min,皂化溫度為70℃得條件下,考查氫氧化鉀溶液濃度(1、2、4、6、10mol/L)時發(fā)現(xiàn),氫氧化鉀濃度太低,皂化不完全,色譜基質(zhì)干擾大;氫氧化鉀濃度太高,溶液易乳化變得黏稠,會給后面的提取操作造成困難,所以本試驗(yàn)采用了6mol/L的氫氧化鉀溶液進(jìn)行皂化。同時又固定皂化溫度70℃,氫氧化鉀濃度為6 mol/L,考查了不同皂化時間(30、45、60、90min)的皂化效果,當(dāng)皂化大于45min時,色譜基質(zhì)干擾無明顯變化,故皂化時間采用了45min。
2.1.4色譜條件的選擇
由于多氯聯(lián)苯為脂溶性物質(zhì),而且待分離的7種PCB之間分子量和沸點(diǎn)相差不大,因此本試驗(yàn)采用弱極性的Hp-5(5%的苯基+95%聚二甲基硅氧烷)熔融彈性石英毛細(xì)管柱,同時通過程序升溫分離7種PCB。7種PCB分離效果見圖1。
圖1 7種PCB分離效果圖Fig.1 Separation effect diagram of 7 kindsof PCBS
從圖1可以看出,PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB138、PCB153、PCB180之間能達(dá)到完全分離。
2.2方法學(xué)驗(yàn)證試驗(yàn)
2.2.1線性關(guān)系與檢出限
精密移取標(biāo)準(zhǔn)儲備液0.1、0.1、0.5、5、10mL,分別置于20、10、10、10、10mL容量瓶中,用正己烷定容至刻度,搖勻,得到濃度分別為0.001、0.002、0.01、0.1、0.2μg/mL。進(jìn)樣后,以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(x,μg/mL)為橫坐標(biāo),峰面積y為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計算回歸方程和相關(guān)系數(shù),同時按3倍信噪比(S/N=3)計算方法檢出限(LOD)?;貧w方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限見表2,可見,7種PCB相關(guān)系數(shù)較高,滿足試驗(yàn)要求。
表2 7種PCB線性回歸方程與相關(guān)系數(shù)表Table2 The linear regression equation and correlation coefficient tableof 7 kindsof PCBS
2.2.2回收率與精密度
稱取已絞成勻漿的空白鱈魚樣品9份,添加水平分別0.4、2.0、20.0μg/kg,一式3份,按照1.3所述樣品前處理方法平行制備低、中、高3個不同濃度水平進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),每個濃度3份,按上述色譜條件進(jìn)樣,測定,計算回收率,結(jié)果見表3,結(jié)果表明:7種PCB的加標(biāo)回收率在82%~106%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.1%~7.4%,可以滿足食品檢測要求。
表3 7種PCB回收率測定結(jié)果Table3 Resultsof recovery of 7 PCBs
本試驗(yàn)采用正己烷提取,堿性條件皂化去除脂肪干擾,再經(jīng)過正己烷提取濃縮后進(jìn)行分析鱈魚樣品中的7種PCB。與國標(biāo)和文獻(xiàn)報道方法相比,無需經(jīng)過柱層析凈化,省去了柱層析吸附劑前處理和裝柱等繁瑣操作,無需采用固相萃取小柱,降低了試驗(yàn)成本,凈化效果好。本方法操作簡單,靈敏度和準(zhǔn)確性較高,具有較好的可操作性,可為水產(chǎn)品中多氯聯(lián)苯的檢測提供一個更好的方法,還可作為環(huán)境污染監(jiān)測的重要手段。
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Determ ination of Fluroxypyr Residue in Cod fish by A lkali Purification-Gas Chromatography
LIANG Fei-yan
(Guangxi Institute for Food&Drug Control,Nanning 530021,Guangxi,China)
AGC analysis method of7 kinds of PCBs in codfish was established by alkalipurification-gas chromatography.Samplesby using hexane extraction and 6mol/L KOH solution and 70℃for constant temperature water bath saponification 45min to remove the interference of fatty substances,obtained purification extracts were determined by GC-ECD.The linear range of the 7 kindsof PCBswas0.001μg/mL-0.2μg/mL,the correlation coefficient(γ)wasmore than 0.999,theaverage recoverywas82%-106%,RSDwas(n=9)2.1%-7.4%,the detection limitwas0.29μg/kg-0.42μg/kg.
fluroxypyr;codfish;gaschromatography;determination
10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.034
梁飛燕(1983—),女(漢),主管藥師,學(xué)士,從事藥品、食品、保健食品、化妝品的檢驗(yàn)和研究工作。
2015-11-08