摘 要：本文建立了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)食品中環(huán)氧乙烷的代謝物2-氯乙醇?xì)埩袅康姆治龇椒?。樣品?jīng)分散固相萃取前處理，脈沖進(jìn)樣，外標(biāo)法定量。結(jié)果表明，2-氯乙醇在50～800 ng·mL-1時(shí)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R2為0.999 4；檢出限為50 ng·mL-1，定量限為150 ng·mL-1；添加水平為2 mg·kg-1時(shí)，平均回收率為89.5%～104.9%。該方法前處理操作便捷，耗材價(jià)格低，準(zhǔn)確度較高，滿足大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室需求，可以用于食品中環(huán)氧乙烷的代謝物2-氯乙醇的測(cè)定。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧乙烷；2-氯乙醇；氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀

Determination of 2-Chloroethanol， a Metabolite of Ethylene Oxide in Food by GC-MS/MS

FAN Yaguang， ZHAO Shihong， WU Junhong， LI Qi

（Zhengzhou Food and Drug Administration Institute， Zhengzhou 450000， China）

Abstract： This article establishes an analytical method for detecting residual amounts of 2-chloroethanol， a metabolite of ethylene oxide， in food using gas chromatography-mass spectrometry. The sample was pre-treated with dispersion solid-phase extraction， pulse injection， and quantified using external standard method. The results showed that there was a good linear relationship between ethylene oxide and 2-chloroethanol at 50～800 ng·mL-1， with a correlation coefficient R2 of 0.999 4; the detection limit is 50 ng·mL-1， and the quantification limit is 150 ng·mL-1; when the addition level is 2 mg·kg-1， the average recovery rate is 89.5% to 104.9%. This method has convenient pre-treatment operation， low consumable cost， high accuracy， and meets the needs of most laboratories. It can be used for the determination of ethylene oxide and its metabolite 2-chloroethanol in food.

Keywords： ethylene oxide; 2-chloroethanol; gas chromatography-tandem mass spectrometer

環(huán)氧乙烷是一種重要的雜環(huán)類石化產(chǎn)品，化學(xué)式為C2H4O，是最有效的光譜滅菌劑之一，特別是在醫(yī)療器械中被廣泛使用[1]。環(huán)氧乙烷還可以作為廣譜滅菌劑，用于殺滅細(xì)菌、病毒、芽孢等微生物，穿透力強(qiáng)，滅菌效果較好[2-4]。但環(huán)氧乙烷有一定毒性，長(zhǎng)期暴露在環(huán)氧乙烷環(huán)境中，可能會(huì)引起頭痛、嘔吐、惡心、呼吸困難[5]，世界衛(wèi)生組織已將其列入最新的第一類致癌物清單中[6]?，F(xiàn)如今國(guó)際上已有多個(gè)國(guó)家禁止使用環(huán)氧乙烷進(jìn)行食品殺菌[7]。

食品中殘留的環(huán)氧乙烷大多來源于食品包裝的遷移[8]。例如，對(duì)食品外包裝進(jìn)行熏蒸滅菌，則可能導(dǎo)致環(huán)氧乙烷殘留；使用環(huán)氧乙烷對(duì)聚酯薄膜進(jìn)行滅菌處理也可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧乙烷殘留[9]。歐盟明令禁止使用環(huán)氧乙烷作為植保劑，但可以作為農(nóng)藥使用在特定農(nóng)作物上，我國(guó)規(guī)定環(huán)氧乙烷僅可使用在患有矮腥黑穗病的小麥上[10]。環(huán)氧乙烷在接觸食品后，會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，其代謝產(chǎn)物包括2-氯乙醇、乙二醇、2-溴乙醇。通常情況下，環(huán)氧乙烷在滅菌操作后，72 h后清除率可以達(dá)到99%，但是2-氯乙醇的清除速率十分緩慢，在72 h的解析后，依然存在32%的殘留[11]。本方法對(duì)環(huán)氧乙烷的代謝物2-氯乙醇進(jìn)行檢測(cè)。

目前，關(guān)于2-氯乙醇的檢測(cè)主要針對(duì)醫(yī)療器械、紡織品及其制品，且多采用頂空法和浸提法[11]。頂空法靈敏度低，采用水為基質(zhì)進(jìn)行提取時(shí)，所含樣品量較少，不適用微量測(cè)定[12]；浸提法耗時(shí)較長(zhǎng)、步驟煩瑣，對(duì)環(huán)境污染較大，不適合大批量檢測(cè)。歐盟規(guī)定使用程序升溫汽化進(jìn)樣口進(jìn)樣，同位素內(nèi)標(biāo)法定量，但該方法前處理煩瑣，操作難度較大，對(duì)人員和儀器設(shè)備要求較高，檢測(cè)成本較高，不利于大面積推廣應(yīng)用。因此急需要開發(fā)出一種操作便捷、成本低廉的適合食品中環(huán)氧乙烷及其代謝物的檢測(cè)方法。

本文結(jié)合脈沖進(jìn)樣方式，建立了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)食品中環(huán)氧乙烷的代謝物2-氯乙醇?xì)埩袅康姆治龇椒?。本方法前處理操作便捷，耗材價(jià)格低，定性更為準(zhǔn)確，較大程度地避免了假陽性結(jié)果，適合食品中環(huán)氧乙烷的代謝物2-氯乙醇的檢測(cè)。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

2-氯乙醇標(biāo)準(zhǔn)品（阿爾塔）；試驗(yàn)用水：一級(jí)純水；本實(shí)驗(yàn)所有溶劑均購(gòu)于Fisher公司。

TSQ 8000 EVO質(zhì)譜儀，Thermo Scientic；TraceTM 1310 GC氣相色譜儀，Thermo Scientic；色譜柱：Thermo Scientic Trace GOLD TG-WAXMS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 儀器條件

（1）色譜條件。進(jìn)樣口溫度：200 ℃；進(jìn)樣量：1 μL；進(jìn)樣方式：脈沖進(jìn)樣，不分離模式；載氣：高純氦氣；載氣流速：1.2 mL·min-1。升溫程序：初始50 ℃，保持1 min，以20 ℃·min-1升至100 ℃，再以5 ℃·min-1升至120 ℃，再以40 ℃·min-1升至250 ℃，保持10 min。

（2）質(zhì)譜條件。離子傳輸線溫度：300 ℃；離子源溫度：300 ℃；電離能量：70 eV；溶劑延遲5 min；離子監(jiān)測(cè)模式（SIM），2-氯乙醇定量離子m/z 31，定性離子m/z 49、43、29，離子豐度比100∶6∶12∶9。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

室溫吸取10 mg/·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL于10 mL容量瓶中，乙腈定容，配制成1 000 μg·mL-1的中間液。用乙腈逐級(jí)稀釋標(biāo)準(zhǔn)中間液得到濃度分別為50 ng·mL-1、100 ng·mL-1、200 ng·mL-1、400 ng·mL-1、600 ng·mL-1、800 ng·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.2.3 樣品前處理

將樣品進(jìn)行粉碎后準(zhǔn)確稱取試樣0.5 g（精確至0.001 g），置于50 mL具塞離心管中，加入5 mL乙腈，渦旋振蕩5 min，超聲10 min，離心后準(zhǔn)確移取2 mL上清液于15 mL離心管中，加入50 mg C18、100 mg無水硫酸鎂清除油脂、脂肪酸、蛋白質(zhì)等，渦旋3 min后離心，取上清液過0.22 μm濾膜，供氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀上機(jī)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 儀器條件優(yōu)化

2.1.1 色譜柱的選擇

TG-WAXMS是一款高極性相毛細(xì)管柱，適用于醇類的分離。經(jīng)測(cè)試，TG-WAXMS柱對(duì)2-氯乙醇有較好的保留效果、分離效果好，且其靈敏度高，色譜峰形良好，出峰時(shí)間穩(wěn)定在5.88 min左右，并且目標(biāo)峰附近并無其他干擾峰存在，因此選擇TG-WAXMS柱。

2.1.2 載氣流速與進(jìn)樣方式的選擇

載氣流速是影響氣相色譜分離度的重要因素。流速快慢會(huì)影響峰型、靈敏度，進(jìn)而影響定量結(jié)果。流速過快會(huì)降低效能，過慢則容易形成拖尾峰，在相同的樣品情況下，流速對(duì)組分的保留時(shí)間影響較大。合適的載氣流速可以得到比較高的塔板數(shù)，進(jìn)而提高分離下效率。本文對(duì)比研究了流速為1.0 mL·min-1、1.2 mL·min-1時(shí)對(duì)2-氯乙醇分離效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)流速為1.2 mL·min-1時(shí)，峰形更加尖銳，分離度更好。

合適的分流比可以改善待測(cè)物峰型。分流比增大時(shí)，進(jìn)入色譜柱的氣體會(huì)減少，若色譜峰發(fā)生嚴(yán)重拖尾或分離度不好時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)高分流比，從而改善分離度。分流比降低時(shí)，進(jìn)入色譜柱的氣體增多，若分析物含量較低，響應(yīng)值偏小，則可以適當(dāng)調(diào)低分流比，增大檢測(cè)器的響應(yīng)值。本方法發(fā)現(xiàn)，使用脈沖不分流進(jìn)樣，不存在分離度低、拖尾等情況，而脈沖不分流進(jìn)樣還能有效提高本方法痕量檢測(cè)的能力，所以本方法選擇脈沖不分流進(jìn)樣。

2.1.3 特征離子的選擇

在SIM模式下，對(duì)2-氯乙醇進(jìn)行Full Scan掃描，選擇干擾最小、離子豐度最高的離子作為定量離子，其余作為定性離子。最終確定2-氯乙醇定量離子質(zhì)荷比（m/z）為31，定性離子選擇質(zhì)荷比（m/z）49、43、29。

2.1.4 基質(zhì)效應(yīng)

本方法同時(shí)考察了基質(zhì)效應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。圖1是濃度為200 ng·mL-1的2-氯乙醇的基質(zhì)標(biāo)樣與溶劑標(biāo)樣的比較圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明濃度為200 ng·mL-1時(shí)基質(zhì)對(duì)2-氯乙醇并無明顯增強(qiáng)，因此該實(shí)驗(yàn)采用溶劑標(biāo)與基質(zhì)標(biāo)均可。綜合考慮，本方法最終選擇溶劑標(biāo)。

采用上述優(yōu)化后的儀器條件進(jìn)樣分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2-氯乙醇峰型良好，目標(biāo)峰周圍不存在干擾峰。

2.2 線性方程、檢出限和定量限

以2-氯乙醇的峰面積為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明，濃度在50～800 ng·mL-1時(shí)，線性關(guān)系良好，線性相關(guān)系數(shù)（R2）為0.999 4，線性方程為Y=1.13×104X+5.19×104。

以3倍信噪比（S/N）作為檢出限，10倍信噪比（S/N）作為定量限，得出本方法2-氯乙醇的檢出限為20 ng·g-1，定量限為50 ng·g-1，滿足日常工作的檢測(cè)需求。

2.3 加標(biāo)回收試驗(yàn)

取同一份樣品，進(jìn)行處理并制成添加量為2 mg·kg-1的樣品，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，考察該方法的回收率，結(jié)果見表1。平均回收率為89.5%～104.9%，符合GB/T 27404—2008要求。

2.4 實(shí)際樣品檢測(cè)

鑒于在2021年8月，歐盟在韓國(guó)某品牌方便面中發(fā)現(xiàn)環(huán)氧乙烷超標(biāo)，筆者從市場(chǎng)上購(gòu)買了6款不同品牌的方便面，對(duì)其面餅中2-氯乙醇進(jìn)行檢測(cè)。每批次采取雙平行檢測(cè)，兩次結(jié)果的誤差不得大于10%。結(jié)果顯示，6批次方便面面餅中均未檢出2-氯乙醇。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀建立了食品中環(huán)氧乙烷的代謝物2-氯乙醇的檢測(cè)方法，有效提升了食品中2-氯乙醇的檢測(cè)效率。該方法操作便捷、快速，成本低廉，靈敏度低、重復(fù)性好、定量準(zhǔn)確，可以滿足日常工作的需求，為食品安全的監(jiān)管和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)提供了有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]孫娜娜.無菌醫(yī)療器械中環(huán)氧乙烷的殘留問題分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（16）：189-190.

[2]郭秀靜，王玉瓊.3種常用低溫滅菌方法研究現(xiàn)狀[J].護(hù)理研究，2006（16）：1425-1427.

[3]朱珠，楊德虎，黃婷婷，等.醫(yī)用口罩及醫(yī)用防護(hù)服中環(huán)氧乙烷的測(cè)定方法研究[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2021，47（9）：100-101.

[4]陳慧，周曉麗，黃浩，等.3種低溫滅菌方式下不同包裝材料滅菌效果比較[J].護(hù)理學(xué)雜志，2021，36（11）：49-51.

[5]岳大磊，張子豪，李全忠，等.吹掃捕集-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定兒童防護(hù)口罩中環(huán)氧乙烷?環(huán)氧丙烷[J].化學(xué)分析計(jì)量，2021，30（12）：1-5.

[6]朱建民，劉兆濱，董振鵬，等.環(huán)氧乙烷滅菌現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國(guó)消毒學(xué)雜志，2021，38（5）：373-376.

[7]張霞，周雯，王有森.環(huán)氧乙烷在滅菌物品中殘留量測(cè)定及毒性研究進(jìn)展[J].中國(guó)消毒學(xué)雜志，2005（2）：217-218.

[8]彭俊，王書晗，劉文亮，等.頂空氣相色譜法測(cè)定藥包材產(chǎn)品中環(huán)氧乙烷殘留量[J].廣東化工，2021，48（21）：155-156.

[9]劉柏東，賀偉罡，陳敏.醫(yī)療器械中環(huán)氧乙烷滅菌殘留物的來源分析[J].中國(guó)醫(yī)療器械雜志，2020，44（5）：443-447.

[10]黃慶林，劉永勝，樓旭日，等.環(huán)氧乙烷對(duì)小麥矮腥黑穗病菌的殺滅效果[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007（6）：571-575.

[11]何孝祥，湯澤錛，李繼濤，等.環(huán)氧乙烷水解生成乙二醇的研究[J].浙江化工，2020，51（11）：23-25.

[12]鞏凡，郝莉花，李珍珠，等.氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定方便面中環(huán)氧乙烷及其代謝物2-氯乙醇[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2021，12（24）：

9349-9354.

基金項(xiàng)目：河南省市場(chǎng)監(jiān)督管理局科技計(jì)劃項(xiàng)目任務(wù)書（2022sj132）。