宋中榮,周 翔*,蔣青香,嚴(yán)志宏,蔡 瑛,李 慧*
(1.江西中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,江西 南昌 330004;2.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)藥健康產(chǎn)業(yè)研究所,江西 南昌 330029)
中藥作為我國(guó)醫(yī)藥的重要組成部分,在疾病的預(yù)防、診斷、治療等方面發(fā)揮著重要作用。中藥材是中藥及相關(guān)產(chǎn)品的源頭,其有效性和安全性將直接影響中藥產(chǎn)品的質(zhì)量。中藥外源污染物是影響中藥材質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一,已成為中藥走向國(guó)際貿(mào)易的重要技術(shù)壁壘[1]。
多環(huán)芳烴(PAHs)是中藥材的主要外源污染物之一,具有致癌、致畸、致突變效應(yīng)[2],可造成神經(jīng)系統(tǒng)損傷、呼吸系統(tǒng)破壞等危害[3-5],受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局將萘、菲、芘、苯并[g,h,i]芘等16種PAHs列為優(yōu)先控制污染物,我國(guó)也將萘、熒蒽、苯并[g,h,i]芘等7種PAHs列入環(huán)境污染黑名單[6]。PAHs是一種持久性有機(jī)污染物,易遠(yuǎn)距離遷移,廣泛存在于空氣、土壤和水中,并可能通過(guò)各種途徑進(jìn)入中藥飲片[6-7]。如植物類(lèi)中藥材在生長(zhǎng)過(guò)程中可能吸收來(lái)自自然環(huán)境中的PAHs;此外,飲片的高溫炒制、蒸制、熏制等炮制過(guò)程中也可能產(chǎn)生PAHs[6]。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,葛根、桔梗、番瀉葉、連翹、杜仲、柴胡、決明子等中藥材中均存在一定量的PAHs污染物[8-12]。
目前,檢測(cè)PAHs常用的樣品前處理方法主要有固相萃?。?,12-14]、固相微萃取[8]、QuEChERS[15]、濁點(diǎn)萃?。?6]和凝膠滲透色譜[10,17]等。但上述方法存在繁瑣、耗時(shí)、有機(jī)溶劑用量大等不足,而PAHs在中藥材中僅痕量存在,且復(fù)雜的中藥材樣品基質(zhì)容易對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾,凈化效果不佳時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響目標(biāo)物的測(cè)定準(zhǔn)確度和重復(fù)性。因此,需要建立一種簡(jiǎn)單、選擇性強(qiáng)、檢出限低的前處理方法來(lái)富集中藥材樣品中的PAHs。
磁固相萃?。∕SPE)是一種以磁納米粒子(MNPs)作吸附劑,通過(guò)外加磁場(chǎng)使MNPs與基質(zhì)分離的固相萃取技術(shù),是一種新型的樣品前處理技術(shù),已廣泛應(yīng)用于分離富集復(fù)雜基質(zhì)中的痕量目標(biāo)物[18-20]。MNPs作為MSPE技術(shù)的核心,具有比表面積大、表面易功能化、易于操控和再生等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)使用不同基團(tuán)對(duì)其表面進(jìn)行修飾,可使MNPs與目標(biāo)物通過(guò)氫鍵、π-π鍵等作用力進(jìn)行連接,從而選擇性吸附目標(biāo)物。C60又稱(chēng)為足球烯、富勒烯,作為碳的同素異形體,具有足球狀結(jié)構(gòu),其特殊結(jié)構(gòu)可使大量的共軛π電子云分布在其內(nèi)外表面上[21-22],使得C60可與芳香族類(lèi)化合物以及含有不飽和鍵類(lèi)化合物通過(guò)π-π鍵結(jié)合,已廣泛應(yīng)用于污染物的處理[23-26]。
本文以水合熱法合成的Fe3O4@SiO2@NH2@C60為吸附劑,建立了一種易操作、靈敏度高、準(zhǔn)確性好、能有效降低中藥材樣品中復(fù)雜基質(zhì)對(duì)PAHs目標(biāo)物干擾的磁固相萃取/氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(MSPE/GC-MS)檢測(cè)方法。以根、葉、果實(shí)入藥的7種典型中藥材(葛根、玄參、桑椹、梔子、桔梗、牡丹皮、淫羊藿)為研究對(duì)象,采用該方法探究了中藥材中PAHs的污染情況,以期為進(jìn)一步完善中藥材的質(zhì)量控制提供借鑒。
玄參、梔子、桔梗、牡丹皮、淫羊藿(批號(hào)分別為2104002、2104002、2111001、2109001、2108001)購(gòu)于安國(guó)市昌達(dá)中藥飲片有限公司;葛根、桑椹(批號(hào)分別為211108、20211207-1)購(gòu)于南昌昌盛大藥房。
C60(99.9%)、三乙胺(99.0%)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES,99%)購(gòu)于上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司(羅恩試劑)。正硅酸乙酯(TEOS,98%)購(gòu)于上海麥克林生化科技股份有限公司。FeCl3·6H2O(99%)、FeSO4·7H2O(99%)、氨水(26.5%)、異丙醇(99.7%)、無(wú)水乙醇(99.7%)、二氯甲烷(99.5%)、色譜級(jí)甲醇(99.9%)、色譜級(jí)正己烷(95%)、無(wú)水硫酸鈉(99%)購(gòu)于西隴科學(xué)股份有限公司。甲苯(99.5%)、水合肼(80%)、丙酮(99.5%)購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
16種PAHs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(2 000 mg/L,≥ 96%,溶于苯-二氯甲烷(體積比1∶1))購(gòu)于Sigma-Aldrich有限公司,包括萘(Nap)、苊烯(Aceny)、苊(Acen)、芴(Flu)、菲(Phen)、蒽(Ant)、熒蒽(Fluo)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(B[a]A)、?(Chr)、苯并[b]熒蒽(B[b]F)、苯并[k]熒蒽(B[k]F)、苯并[a]芘(B[a]P)、茚并[1,2,3-cd]芘(I[1,2,3-cd]P)、二苯并[a,h]蒽(DB[a,h]A)、苯并[g,h,i]芘(B[g,h,i]P)。5種PAHs同位素內(nèi)標(biāo)混合溶液(2 000 mg/L,≥ 98%,溶于二氯甲烷)購(gòu)于上海安譜實(shí)驗(yàn)室技術(shù)有限公司,包括萘-D8(Nap-D8)、苊烯-D10(Acen-D10)、菲-D10(Phen-D10)、?-D12(Chr-D12)和苝-D12(Per-D12)。
8860型氣相色譜儀、5977B型質(zhì)譜檢測(cè)器(美國(guó)Agilent科技有限公司);IS5型傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR,美國(guó)Thermo Fisher Scientific有限公司);SU8010型掃描電子顯微鏡(SEM,日本Hitachi有限公司);7404型振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM,美國(guó)Lake Shore公司);RCT-B-S025型磁力攪拌器(德國(guó)IKA儀器設(shè)備有限公司);C-15R型高速離心機(jī)(德國(guó)納赫特有限公司);KQ-500B型超聲波清洗機(jī)(昆山市超聲儀器有限公司);Vortex-M型渦旋儀(上海滬析實(shí)業(yè)有限公司);DZF-6020型真空干燥箱(寧國(guó)沙鷹科學(xué)儀器有限公司);MS105DU型十萬(wàn)分之一電子天平(梅特勒托利多中國(guó)科技有限公司)。
采用水熱法合成Fe3O4MNPs:取4.0 g FeCl3·6H2O,加入30 mL超純水溶解,再加入2 mL水合肼和10.9 g FeSO4·7H2O,800 r/min強(qiáng)烈攪拌下加入氨水至溶液pH值為9。室溫下400 r/min攪拌30 min,80 ℃下攪拌1 h,冷卻后使用磁鐵收集,水洗3次,60 ℃真空干燥12 h,得Fe3O4MNPs。
取1 g Fe3O4MNPs分散于100 mL異丙醇和8 mL超純水的混合物中,氮?dú)獗Wo(hù),超聲15 min,依次加入10 mL氨水和8 mL TEOS,45 ℃下400 r/min攪拌12 h。使用磁鐵收集,分別用水和乙醇洗滌3次,60 ℃真空干燥12 h,得Fe3O4@SiO2MNPs。
取1 g Fe3O4@SiO2MNPs分散于100 mL甲苯中,在N2氣氛下,超聲處理30 min。加入1 mL三乙胺和2 mL APTES后,將溶液加熱至110 ℃,以400 r/min繼續(xù)攪拌反應(yīng)24 h,合成氨基改性產(chǎn)物。分別用水和乙醇洗滌3次,60 ℃下真空干燥,得Fe3O4@SiO2@NH2MNPs。
取2 g Fe3O4@SiO2@NH2MNPs溶于80 mL甲苯中,在N2氣氛下,超聲處理20 min。加入1 mL三乙胺,400 r/min攪拌30 min后,添加1 g C60。將混合物溶液加熱至110 ℃,于400 r/min下反應(yīng)12 h。分別用水和乙醇洗滌3次,60 ℃下真空干燥,得Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs。
使用正己烷將16種PAHs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和5種PAHs同位素內(nèi)標(biāo)混合溶液分別稀釋至質(zhì)量濃度均為2 000 μg/L的PAHs標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液和PAHs同位素內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備溶液,于?4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>
稱(chēng)取2.0 g中藥材粉末(過(guò)4號(hào)篩),添加100 μL同位素內(nèi)標(biāo)物。加入20 mL二氯甲烷超聲20 min,重復(fù)2次,合并提取液,在4 ℃下以5 000 r/min離心5 min,收集濾液,氮吹濃縮至近干。向殘留物中添加10 mg Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs以及10 mL超純水,用渦旋儀將混合溶液渦旋4 min,以吸附PAHs。渦旋完成后使用強(qiáng)磁鐵收集MNPs,傾去上清液。添加2 mL正己烷,用渦旋儀將混合溶液渦旋2 min,使PAHs從Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs上洗脫下來(lái),收集洗脫液并加入適量的無(wú)水硫酸鈉靜置片刻,吸取洗脫液中的水分。最后,將洗脫液用0.22 μm有機(jī)濾膜(尼龍)過(guò)濾后,轉(zhuǎn)移至樣品瓶中進(jìn)行GC-MS分析。
色譜條件:HP-5 MS毛細(xì)管柱(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm,美國(guó)Agilent科技有限公司)進(jìn)行色譜分離。采用高純度氦氣(純度≥ 99.999%)作為載氣,流速為1 mL/min。進(jìn)樣口溫度為280 ℃,采用不分流進(jìn)樣模式,進(jìn)樣體積為1 μL。升溫程序?yàn)椋撼跏?0 ℃,保持1 min,以20 ℃/min升至180 ℃,以3 ℃/min升至200 ℃,然后以6 ℃/min升至250 ℃并保持3 min,最后以3 ℃/min升至300 ℃并保持6 min。
質(zhì)譜條件:質(zhì)譜儀電離模式為70 eV下的電子電離(EI)。四極桿溫度為150 ℃,離子源溫度為230 ℃,MS傳輸線溫度為280 ℃,溶劑延遲3.5 min。采用離子監(jiān)測(cè)(SIM)模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,16種PAHs的保留時(shí)間、特征碎片離子和定量?jī)?nèi)標(biāo)物(ISTD)見(jiàn)表1。
表1 16種PAHs及定量?jī)?nèi)標(biāo)物的保留時(shí)間、定量離子與定性離子Table 1 Retention times,quantitative ions,qualitative ions of 16 PAHs and quantitative internal standards
Agilent MassHunter Workstation(10.2.733.8)用于數(shù)據(jù)采集。使用Excel 2019對(duì)16種PAHs進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)算數(shù)據(jù)均值、誤差、回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD);使用GraphPad Prism8.4.0制圖;使用SPSS 21.0進(jìn)行顯著性分析。
Fe3O4、Fe3O4@SiO2、Fe3O4@SiO2@NH2和Fe3O4@SiO2@NH2@C60的FT-IR光譜如圖1所示。Fe3O4MNPs在500 ~ 600 cm?1處顯示出Fe—O的拉伸振動(dòng)峰[29];經(jīng)SiO2改性后,在1 100 ~ 1 200 cm?1處出現(xiàn)1個(gè)新的強(qiáng)大的寬峰,此峰屬于Si—O—Si拉伸振動(dòng)峰[30];Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs在524、578、1 180、1 427 cm?1處顯示4個(gè)弱峰,與C60所顯示的吸收峰一一對(duì)應(yīng),表明C60已被修飾到Fe3O4MNPs表面。
圖1 Fe3O4、Fe3O4@SiO2、Fe3O4@SiO2@NH2和Fe3O4@SiO2@NH2@C60的FT-IR光譜Fig.1 FT-IR spectra of Fe3O4,F(xiàn)e3O4@SiO2,F(xiàn)e3O4@SiO2@NH2 and Fe3O4@SiO2@NH2@C60
使用SEM對(duì)磁納米粒子的形貌進(jìn)行研究。圖2A ~ 2D表明,F(xiàn)e3O4MNPs隨著進(jìn)一步的硅烷化、氨基化以及C60的功能化,所有MNPs尺寸在50 ~ 1 000 nm范圍內(nèi)逐步增大。圖2D能夠明顯看出被C60功能化的MNPs形成了許多樹(shù)枝狀突起,這些突起能使其與目標(biāo)物更充分接觸,從而有效吸附PAHs。
圖2 Fe3O4(A)、Fe3O4@SiO2(B)、Fe3O4@SiO2@NH2(C)與Fe3O4@SiO2@NH2@C60(D)的掃描電鏡圖Fig.2 SEM images of Fe3O4(A),F(xiàn)e3O4@SiO2(B),F(xiàn)e3O4@SiO2@NH2(C) and Fe3O4@SiO2@NH2@C60(D)
通過(guò)VSM測(cè)定了磁納米粒子的磁力曲線,結(jié)果如圖3所示。所有MNPs的磁滯回線未出現(xiàn)磁滯現(xiàn)象,表明制備的MNPs具有超順磁性。Fe3O4、Fe3O4@SiO2、Fe3O4@SiO2@NH2和Fe3O4@SiO2@NH2@C60的 飽 和 磁 化 值 分 別 為71.3、42.2、32.9、26.6 emu/g,Zhang等[31]證明MNPs的飽和磁化值為16.3 emu/g時(shí)在外加磁鐵的作用下足以實(shí)現(xiàn)固液分離。本文所制備的MNPs雖經(jīng)進(jìn)一步的修飾后,磁化強(qiáng)度有所降低,但依然能夠快速實(shí)現(xiàn)固液分離,使得Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs能夠在強(qiáng)磁體的作用下易于從溶液中分離。
圖3 Fe3O4、Fe3O4@SiO2、Fe3O4@SiO2@NH2和Fe3O4@SiO2@NH2@C60的磁滯回線Fig.3 Hysteresis loops of Fe3O4,F(xiàn)e3O4@SiO2,F(xiàn)e3O4@SiO2@NH2 and Fe3O4@SiO2@NH2@C60
中藥材中PAHs的提取方法對(duì)測(cè)定結(jié)果至關(guān)重要,本文參考安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 3304-2018[32]選擇超聲提取法。該方法高效、省時(shí)、易操作,是美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局(USEPA)推薦的PAHs提取方法。為提高整個(gè)前處理過(guò)程中PAHs的回收率,以葛根(加入500 μg/kg PAHs標(biāo)準(zhǔn)溶液)作為樣品,分別對(duì)萃取溶劑類(lèi)型、吸附劑用量、吸附時(shí)間、解吸溶劑類(lèi)型和解吸時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化,每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
萃取溶劑種類(lèi)優(yōu)化:分別考察了甲醇(MeOH)、正己烷、二氯甲烷(DCM)、丙酮作為萃取溶劑時(shí)的效果。由圖4A可知,以二氯甲烷作為萃取溶劑時(shí),PAHs的回收率最高,其原因可能是二氯甲烷的沸點(diǎn)最低,PAHs的沸點(diǎn)相對(duì)較高,萃取吹干過(guò)程中沸點(diǎn)低的物質(zhì)能很好保護(hù)沸點(diǎn)高的物質(zhì)[28];并且二氯甲烷的弱極性可使PAHs有更好的溶解度,在雙重作用下能夠使PAHs在萃取吹干的過(guò)程中損失率降到最低。因此選用二氯甲烷作為萃取溶劑。
吸附劑用量?jī)?yōu)化:分別考察了Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs用量為5、10、15、20 mg時(shí)對(duì)PAHs回收率的影響。由圖4B可知,吸附劑用量由5 mg增至10 mg時(shí),16種PAHs的回收率提升明顯;從10 mg上升至20 mg的過(guò)程中回收率無(wú)明顯變化。10 mg吸附劑已能夠完全吸附整個(gè)體系中的PAHs,更少的吸附劑可以降低實(shí)驗(yàn)成本,因此選擇最佳的吸附劑用量為10 mg。
吸附時(shí)間優(yōu)化:分別考察了2、4、6、8 min下的吸附效果(圖4C)。結(jié)果表明,吸附時(shí)間從2 min增至4 min時(shí)PAHs的回收率也隨之增加,從4 min增至8 min時(shí)PAHs的回收率保持不變,表明4 min足以使Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs吸附體系中的PAHs。因此,選擇吸附時(shí)間為4 min。
圖4 萃取溶劑種類(lèi)(A)、吸附劑用量(B)、吸附時(shí)間(C)對(duì)多環(huán)芳烴回收率的影響Fig.4 Effects of extraction solvent type(A),sorbent amount(B) and adsorption time(C) on the recoveries of PAHs
解吸溶劑種類(lèi)優(yōu)化:分別考察了甲醇、正己烷、二氯甲烷和丙酮作為解吸溶劑的效果,發(fā)現(xiàn)上述溶劑均可解吸PAHs,但正己烷對(duì)所有目標(biāo)物的解吸效率最高。可能是因?yàn)檎和榈臉O性最低,遵循“相似相溶”原理,使PAHs的溶解度最大。因此,選擇正己烷為解吸溶劑。
解吸時(shí)間優(yōu)化:以正己烷為解吸溶劑,分別考察了Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs在1、2、3、4 min下對(duì)PAHs的解吸情況。結(jié)果顯示,解吸時(shí)間由1 min升至2 min時(shí)PAHs的回收率提升明顯,且在2 min時(shí)回收率達(dá)到最高。因此,選擇解吸時(shí)間為2 min。
通過(guò)吸附葛根(加標(biāo)500 μg/kg)樣品中PAHs考察了MNPs各階段的吸附能力、穩(wěn)定性和重復(fù)利用率。為證明C60基團(tuán)在吸附PAHs中的重要作用,在最優(yōu)條件下比較了各階段MNPs的吸附能力。結(jié)果如圖5A所示,F(xiàn)e3O4@SiO2@NH2@C60MNPs對(duì)PAHs的吸附能力顯著高于其他階段MNPs(p< 0.05)。Fe3O4MNPs經(jīng)包硅后對(duì)PAHs的富集作用略有減弱,進(jìn)一步包氨后,對(duì)PAHs的富集作用優(yōu)于Fe3O4MNPs,經(jīng)過(guò)C60修飾后對(duì)PAHs的富集作用明顯提升,F(xiàn)e3O4@SiO2@NH2@C60MNPs表現(xiàn)出最好的吸附性能。這可歸因于C60所具有的π-π共軛體系、多孔、不飽和結(jié)構(gòu)以及較大的比表面積[33],能增強(qiáng)其與PAHs的相互作用,從而增強(qiáng)了對(duì)PAHs的選擇性吸附能力。
在最優(yōu)的條件下,考察了3個(gè)不同批次Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs吸附效率的再現(xiàn)性,以評(píng)估C60功能化磁納米粒子的穩(wěn)定性。如圖5B所示,3批C60功能化磁納米粒子吸附16種PAHs的峰面積大小無(wú)顯著差異(p> 0.05),表明具有良好的再現(xiàn)性。
圖5 各階段MNPs(A)以及3批次Fe3O4@SiO2@NH2@C60 MNPs(B)對(duì)多環(huán)芳烴峰面積的影響Fig.5 Effects of MNPs at each stage(A) and Fe3O4@SiO2@NH2@C60 MNPs of three batches(B) on the peak areas of PAHs different letters(a,b,c,d) above the columns for the same substance represent significant differences in PAHs peak area(p < 0.05)
采用Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs的吸附性能評(píng)估其重復(fù)利用率。在最佳條件下使用Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs吸附PAHs,完成每次吸附?解吸循環(huán)后,將Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs用解吸液再解吸2次,使PAHs完全洗脫下來(lái),防止對(duì)下次吸附造成干擾,隨后進(jìn)行下一次吸附。結(jié)果表明,在10次吸附-解吸循環(huán)過(guò)程中,F(xiàn)e3O4@SiO2@NH2@C60MNPs吸附16種PAHs的峰面積大小趨于相對(duì)穩(wěn)定,表明其性能可靠且穩(wěn)定耐用。而Yang等[34]制備的Fe3O4@SiO2@MMTA-Au MNPs重復(fù)使用過(guò)程中回收率隨著使用次數(shù)的增加而降低,造成此差異的主要原因是C60結(jié)構(gòu)中含有豐富的π-π鍵,能使其在吸附-解吸PAHs的過(guò)程中有更高的效率。因此,本文制備的Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs穩(wěn)定性更好,可重復(fù)使用,能夠大幅降低實(shí)驗(yàn)成本。
在最優(yōu)的前處理?xiàng)l件下,采用GC-MS考察了16種PAHs的線性關(guān)系、檢出限(LOD)、定量下限(LOQ)等指標(biāo),各物質(zhì)的總離子流色譜圖見(jiàn)圖6。由表2可知,16種PAHs的線性范圍為5 ~1 000 μg/L,相關(guān)系數(shù)(r2)為0.994 0 ~ 0.999 9,檢出限(S/N= 3)為0.2 ~ 1.2 μg/kg,定量下限(S/N=10)為0.8 ~ 3.9 μg/kg。在葛根樣品中加入16種PAHs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(500 μg/kg),通過(guò)計(jì)算6次重復(fù)測(cè)定的RSD評(píng)估日內(nèi)和日間精密度(6 d),16種PAHs的日內(nèi)RSD為0.20% ~ 3.5%,日間RSD為2.2% ~ 6.9%,說(shuō)明本方法具有良好的重復(fù)性。為評(píng)估方法的準(zhǔn)確性(以回收率表示),在葛根樣品中加入100、250、500 μg/kg水平的16種PAHs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,得到平均回收率為84.1% ~ 104%,RSD為0.70% ~ 8.3%(見(jiàn)表3)。結(jié)果表明,所建立的MSPE/GC-MS方法可以分析中藥材中的痕量PAHs。
圖6 PAHs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(250 ng/mL)和定量?jī)?nèi)標(biāo)物(100 ng/mL)的總離子流色譜圖Fig.6 Total ion flow chromatogram of PAHs mixed standard solution(250 ng/mL) and quantitative internal standards(100 ng/mL)
表2 16種PAHs的線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、檢出限、定量下限及精密度Table 2 Linear equations,r2,linear ranges,LODs,LOQs and precisions of 16 PAHs
表3 加標(biāo)葛根樣品中16種PAHs的平均回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 3 Average recoveries and RSDs of 16 PAHs in spiked Pueraria lobata
(續(xù)表3)
本文對(duì)比了MSPE處理后以及未經(jīng)處理的葛根樣品(加標(biāo)250 μg/kg)的測(cè)定結(jié)果(圖7),表明經(jīng)MSPE處理后能有效降低中藥材樣品中復(fù)雜基質(zhì)對(duì)PAHs的干擾,可明顯提升目標(biāo)物的測(cè)定準(zhǔn)確度和重復(fù)性。Qin等[35]證明使用MSPE技術(shù)處理土壤樣品時(shí),其凈化效果比硅膠柱法好,且與未凈化樣品相比,基質(zhì)效應(yīng)顯著降低。
圖7 經(jīng)過(guò)處理與未經(jīng)處理葛根樣品(加標(biāo)250 μg/kg)的總離子流色譜圖Fig.7 Total ion flow chromatograms of treated and untreated Pueraria lobata samples(spiked at 250 μg/kg)
將所建立的方法與其他測(cè)定中藥材樣品中PAHs的方法進(jìn)行了比較(表4)。相比其他方法,本方法能測(cè)定16種PAHs,回收率更高,且具有良好的精密度和線性范圍,是一種可快速測(cè)定PAHs的方法。
表4 該方法與其他測(cè)定多環(huán)芳烴方法的比較Table 4 Comparison of the developed method with other methods for the determination of PAHs
將所建立的方法用于檢測(cè)葛根、玄參、桑椹、梔子、桔梗、牡丹皮、淫羊藿7種中藥材中的16種PAHs含量,結(jié)果如表5所示。
由表5可知,7種中藥材中分別檢出8、13、4、9、7、11、11種PAHs,總量為166.9 ~ 1 292.4 μg/kg,桑椹中的PAHs總量最低,梔子中的PAHs總量最高,且梔子中菲的含量達(dá)473.4 μg/kg。Ishizaki等[8]在杜仲皮中檢出12種PAHs,總量達(dá)502.2 μg/kg;Yu等[10]在甘草根和玫瑰花中分別檢出14、10種PAHs,總量分別達(dá)1 966.0、806.0 μg/kg。歐盟委員會(huì)2015年規(guī)定干草藥中苯并[a]芘的最大含量為10.0 μg/kg,且苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽和?4種PAHs的總量最大使用限量為50.0 μg/kg[36],本文所測(cè)定的7種中藥材中有4種超過(guò)限量標(biāo)準(zhǔn),可見(jiàn)中藥材中PAHs的污染情況比較嚴(yán)重,潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)需進(jìn)一步調(diào)查。
表5 7種中藥材中16種PAHs的含量(μg/kg,n = 3)Table 5 Contents of 16 PAHs in seven Chinese herbal medicines(μg/kg,n = 3)
本文合成了Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs,以其為吸附劑建立了MSPE/GC-MS同時(shí)測(cè)定中藥材中16種PAHs含量的方法。對(duì)Fe3O4@SiO2@NH2@C60MNPs進(jìn)行了表征以及吸附性能的考察,結(jié)果表明MNPs改性成功且具有超順磁性,吸附能力強(qiáng),穩(wěn)定性好,重復(fù)利用率高。優(yōu)化了萃取溶劑種類(lèi)、吸附時(shí)間、解吸時(shí)間等前處理?xiàng)l件,并在葛根樣品中添加不同濃度水平PAHs進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證,結(jié)果表明方法的回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差符合要求。本方法操作性強(qiáng)、快速簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確度高和精密度好,可以有效降低中藥材樣品中復(fù)雜基質(zhì)對(duì)PAHs目標(biāo)物的干擾,能夠滿足中藥材樣品中16種PAHs的測(cè)定要求。