張春雨
三氯生是一種家庭廚衛(wèi)和個人護理產(chǎn)品中使用較多的抗菌劑,從2016年開始,歐盟及美國等國家均已禁止將其應用于洗護產(chǎn)品[1]。含有三氯生的藥物及洗護用品,隨著人們使用過程中生活污水的排出而排放到水生環(huán)境中,并穩(wěn)定存在于污水、污泥和地表水中,是一種新興的污染物[2]。甲基三氯生的脂溶性和毒性作用較強,如果在農(nóng)田或果園中施入含有三氯生和甲基三氯生的沉積物肥料或污水,可增加蔬菜和水果中的三氯生和甲基三氯生污染風險,從而影響食用者的身體健康[3]。氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法是臨床檢測三氯生和甲基三氯生的常用方法,本研究于2020年9月1日—10月31日,采用上述方法對蔬菜水果中的三氯生和甲基三氯生含量進行了檢測,以便了解蔬菜水果的污染情況,從而更好地評估農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風險。
本研究實驗于2020年9月1日—10月31日開展,所使用儀器包括氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀、氮吹儀、超聲波清洗機、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、高速冷凍離心機、理化干燥箱、電子天平、多管旋渦混合儀。
(1)三氯生標準溶液制備:稱取5.0 mg的TCS標準品,使用甲醇將其溶解至100 mg/L,轉(zhuǎn)移至50 mL的容量瓶中后,使用甲醇對其進行定容后,混合均勻并密封,保存于4℃條件下。
(2)甲基三氯生標準溶液制備:稱取5.0 mg的MTCS標準品,使用甲醇將其溶解至100 mg/L,轉(zhuǎn)移至容量瓶中后使用甲醇定容,混合均勻后保存于4℃條件下作為儲備液。
(3)混合標準溶液:選取適量三氯生和甲基三氯生標準儲備溶液,使用甲醇將其稀釋到0.4 μg/L、1.0 μg/L、2.0 μg/L、5.0 μg/L、10.0 μg/L和20.0 μg/L的混合溶液,保存在4℃條件下。
(4)制備濃度為99.5%的三氯生標準品和98.9%的甲基三氯生標準品;制備體積比為99:1的三氟乙酰胺-三甲基氯硅烷混合溶液作為衍生試劑,選用的甲醇和乙酸乙酯均為色譜純。
色譜條件:使用DB-17MS毛細管色譜柱,進樣品溫度為280℃,進樣體積1 μL,毛細管色譜柱參數(shù)為30 m×0.25 mm,0.25 μm,以純度為99.99%的氦氣為載氣,不分流進樣,流量設置為14 mL/min。進行毛細管色譜柱升溫程序設計,初始溫度150℃,維持1 min后,按照25℃/min的速度對其進行升溫,待其溫度上升至250℃后按照5℃/min的速度使其上升至260℃。達該溫度后以30℃/min的速度繼續(xù)升溫至290℃,并維持1 min。操作過程中總的運行時間為9 min。
質(zhì)譜條件:采用電子轟擊離子源,設置電離能量為70 eV,離子源溫度250℃,應用多反應監(jiān)測模式,溶劑延遲3 s,將傳輸線溫度控制在250℃。
本研究水果選取蘋果、橙子,蔬菜選取黃瓜和西紅柿作為樣品,橙子去皮后切成小塊,蘋果、黃瓜及西紅柿均切塊,勻漿后保存于-22℃條件下備用。每種樣品均稱取5.0 g,將其置入離心管中,加入乙酸乙酯10 mL后,以2 500 r/min的速率對其進行2 min的轉(zhuǎn)速勻漿,超聲提取10 min后,以10 000 r/min的速度進行離心處理,10 min后取出上層有機相至雞心瓶,并對下層殘渣進行二次提取,將獲得的2次提取液同樣裝入雞心瓶中。對該瓶中的提取液進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),待其近干后,使用乙酸乙酯對雞心瓶進行洗滌,重復2次后取洗滌液至玻璃離心管中,對其吹氮至近干,并加入體積比為99:1的三氟乙酰胺-三甲基氯硅烷混合溶液,于60℃環(huán)境下,使其進行硅烷化衍生化反應,衍生結(jié)束后吹氮至近干,并使用乙酸乙酯對殘渣進行溶解,獲得待測液后按照相關工作條件對其實施測定。
觀察樣品在色譜-質(zhì)譜條件下,掃描后的質(zhì)譜圖,計算并記錄三氯生、甲基三氯生的先性方程、檢出限等情況,并分析該方法檢測的精密度和回收率。
在實際測定過程中,由于三氯生在進樣口的靈敏性較低,而在色譜柱中往往具有較高反應性,很容易造成其色譜峰出現(xiàn)拖尾的情況,進而對測定結(jié)果的準確性造成影響。甲基三氯生作為三氯生的甲基化產(chǎn)物,在進行衍生化反應時應避免應用甲基化試劑,所以本研究采用了硅烷化衍生試劑對三氯生進行改性,其具體衍生化反應過程如下圖1所示。
圖1 三氯生的衍生化反應
本次試驗中在將衍生物反應殘留物用氮氣吹干后,選用子酸乙酯對其茶渣進行溶解,能夠有效減少前處理過程中,因試劑轉(zhuǎn)換所導致的干擾效應,能夠增強檢測方法的兼容性。通常情況下,在對樣品進行提取和濃縮等處理后,需要對其進行凈化處理,如畜產(chǎn)品和水產(chǎn)品,由于所含有的脂肪和蛋白質(zhì)成分較多,通常需要對其先進行凈化處理,然后再對其進行分析。而本次試驗測定的蔬菜和水果,因其基質(zhì)成分相對較為簡單,所以樣品在經(jīng)提取和濃縮等處理后,可不再進行凈化處理。
2.2.1 全掃描模式 通過對三氯生衍生物和甲基三氯生實施一級質(zhì)譜全掃描,將質(zhì)荷比(m/z)設置在50~500,于70 e電離能量轟擊下,獲得相應的一級質(zhì)譜圖,并確定其分子離子與碎片離子的m/z,其一級質(zhì)譜圖如圖2所示。通過分析可以發(fā)現(xiàn),三氯生衍生物經(jīng)一級質(zhì)譜掃描后,分子離子的m/z為360.99,離子豐度最高的m/z為346.95,如圖2(a)。甲基三氯生的以及質(zhì)譜圖顯示分子離子m/z為304,豐度最高的離子為303.97,如圖2(b)所示,主要為甲基三氯生喪失一個甲基和一個氯之后所得。
圖2 三氯生衍生物與甲基三氯生的全掃描一級質(zhì)譜圖
通過將三氯生衍生物m/z 360.99、甲基三氯生m/z 303.97分別對應的分子離子作為母離子,對其實施二級質(zhì)譜全掃描,可進一步獲得與之對應的特征子離子,以保障對目標物鑒定的專屬性,其二級質(zhì)譜圖如圖3所示,其豐度最高的子離子分別對應為m/z 347.25和m/z 254.23。
圖3 三氯生衍生物碎片m/z 362與甲基三氯生特征碎片的二級質(zhì)譜圖
2.2.2 多反應監(jiān)測模式 通過在多反應監(jiān)測模式下,掃描得出三氯生衍生物、甲基三氯生的母離子后,使用10 V的碰撞解離電壓,對其進行碰撞解離,然后經(jīng)掃描得出相對應的子離子,從而得到目標物的特征離子對。確定掃描程序:對三氯生衍生物掃描時間0~6.1 s,母離子m/z 362,子離子m/z 347。甲基三氯生掃描時間6.11~9.00 s,母離子m/z 360,子離子m/z 254,利用MRM掃描程序?qū)θ壬苌?、甲基三氯生的混合溶液進行掃描,獲得的總離子流色譜圖(見圖4)。
圖4 混合標準溶液總離子流色譜圖
應用MRM模式對前面配置的不同濃度(0.4~20.0 μg/L)混合標準溶液進行測定,并繪制標準曲線,結(jié)果顯示這兩種物質(zhì)的質(zhì)量濃度在0.4~20.0 μg/L,與相應的峰面積之間具有線性相關關系,具體如表1所示。
表1 兩種物質(zhì)的線性參數(shù)及檢出限
通過在本研究所選取的四種樣本中,加入濃度為0.02 μg/kg、0.10 μg/kg和1.00 μg/kg的混合標準溶液,均平行測定6次后,計算其相對標準偏差和回收率,得出的結(jié)果如表2所示。
表2 精密度與回收試驗結(jié)果
隨機從市場上選購若干蔬菜水果,蔬菜選擇土豆、西紅柿、黃瓜,水果選擇蘋果、橘子和獼猴桃,采用上述試驗方法對這些樣品中的三氯生和甲基三氯生含量進行測定,結(jié)果顯示,在西紅柿樣品中檢測出了這兩種物質(zhì),其質(zhì)量分數(shù)分別為0.208 ng/g和0.087 ng/g,其檢出率均為2.8%。
三氯生以往是家庭廚衛(wèi)與個人護理產(chǎn)品中使用較多的抗菌劑,但隨著歐盟等西方國家嚴禁將其作為抗菌劑應用于洗護產(chǎn)品后,三氯生在我國的使用也受到了越來越多的關注。含有三氯生的相關產(chǎn)品,能夠通過污水排放至水生環(huán)境,進而對水環(huán)境造成污染,屬于新興污染物之一。三氯生通過光化學反應和氯化反應后,可生成二噁英、三氯甲烷等毒性成分,給生態(tài)環(huán)境造成影響[4]。有研究報道,三氯生作為一種具有抗菌活性的醚類,在進入生物機體后,能夠?qū)ζ鋬?nèi)分泌造成不同程度的干擾,破壞哺乳動物、魚類和兩棲動物在內(nèi)多物種的內(nèi)分泌功能,影響這些物種的生長發(fā)育和繁衍等功能,從而導致其發(fā)育畸形,具有較強的氧化應激和神經(jīng)毒性作用[5-7]。甲基三氯生是三氯生經(jīng)微生物甲基化后生成的降解產(chǎn)物,具有較三氯生更強的持久性、親脂性和毒性作用,可更廣泛地分布[8-9]。在日常農(nóng)田和果園管理過程中,如果將含有三氯生和甲基三氯生沉積物的肥料或污水施入到在農(nóng)田或果園,可增加蔬菜和水果的三氯生、甲基三氯生污染風險,對食用者的身體健康造成極大威脅[10]。因此,采取有效方法對蔬菜水果中的這些毒性成分進行檢測極為重要,可直接關系到食品質(zhì)量安全。
氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法是當前檢測三氯生和甲基三氯生的主要手段[11],氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法通過對三氯生進行衍生化反應,能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為弱極性衍生物,更方便對其進行檢驗,是一種較為可靠的理化檢驗方法,可應用于蔬菜水果污染情況測定,在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測中具有重要作用[12]。有研究報道,采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對蔬菜水果中的乙烯利、殘留農(nóng)藥等進行檢測,均具有較好的檢測效果,能夠為蔬菜水果等食品安全檢測提供重要幫助,能夠更好地保障消費者權益[13-14]。由于目前關于蔬菜、水果中三氯生、甲基三氯生含量測定的相關研究報道較少,故本研究中采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對蔬菜水果中的這些物質(zhì)含量進行檢測。本次實驗通過對隨機獲取的蔬菜、水果樣品中目標物含量應用上述方法進行檢測,結(jié)果顯示濃度在0.4~20.0 μg/L,兩種目標物均具有良好線性關系,且相關系數(shù)均達到0.99以上,檢出限在4~5 ng/kg,且在不同加標水平下,各種蔬菜水果的回收率在92.8%~108.0%,精密度在3.5%~12.8%,能夠滿足相關檢測要求。
總之,氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法具有操作簡便,精密度高,檢出限低等優(yōu)勢,將其應用于蔬菜水果的三氯生、甲基三氯生含量測定,穩(wěn)定性和靈敏性良好,能夠更好地了解蔬菜水果的污染情況,為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測提供重要依據(jù)。