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食品中鄰苯基苯酚殘留檢測技術進展

2011-02-11 12:57王俊蘇李應國涂紅雨劉浩陳麗華王國民
質量安全與檢驗檢測 2011年6期
關鍵詞:苯基苯酚檢測器

王俊蘇 李應國 涂紅雨 劉浩 陳麗華 王國民

(重慶出入境檢驗檢疫局 重慶 400020)

1 前言

鄰苯基苯酚,CAS號90-43-7,又名2-羥基聯(lián)苯,英文名 Ortho-Phenylphenol,簡稱 OPP,廣泛用于水果、蔬菜等的防霉和殺菌處理[1,2]。OPP 經(jīng)皮膚吸收可能會腐蝕皮膚和黏膜,經(jīng)吞咽會引起肝功能障礙、血色素減少、腎臟異常、體重降低等癥狀,同時它還可能是原生變異物質、致癌物質和環(huán)境激素[3]。因此,許多國家和地區(qū)規(guī)定了OPP在食品中的最高殘留限量。聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)于2001年公布了OPP的每人每天允許攝入量(ADI)為0-0.2mg/kg。2010年歐盟委員會頒布了條例(EU)No304/2010,規(guī)定水果、蔬菜及動物源性食品中OPP的殘留限量[4]。國際食品法典委員會和日本規(guī)定了食品中OPP的最高殘留限量為10mg/kg,我國食品安全國家標準食品添加劑使用標準(GB2760-2011)則規(guī)定了柑橘類水果中OPP的最大殘留量為12mg/kg。

目前,OPP殘留檢測的主要方法有氣相色譜法(GC)、氣相色譜-質譜聯(lián)用法(GC-MS)、高效液相色譜法(HPLC)、液相色譜-質譜聯(lián)用法(LCMS)和毛細管電泳法(CE)。本文對這些檢測方法進行了綜述,以期為分析人員選擇OPP殘留的檢測方法提供幫助。

2 GC法和GC-MS法

GC法和GC-MS法具有高選擇性、高分離效能、高靈敏度等優(yōu)點,是檢測OPP殘留的經(jīng)典分析方法。樣品經(jīng)提取后可直接進行GC或GC-MS測定,也可經(jīng)衍生化處理后再采用GC或GC-MS測定。

2.1 直接測定

提取液直接進行GC或GC-MS測定,前處理相對簡單,有利于提高檢測工作效率。靳智等[5]以丙酮-乙酸乙酯(5:5,v/v)為提取溶劑,采用超聲法提取果蔬中的OPP,然后用GC-MS測定,OPP添加濃度為500μg/L時的回收率為98.2%,定量限為0.2mg/kg(S/N≥10)。直接測定法樣品前處理簡單,但由于OPP極性較強,其色譜峰展寬和拖尾嚴重,影響其有效分離,對OPP的定性和定量造成困難。該缺點可以通過對OPP的衍生化處理來克服。

2.2 衍生化測定

通過OPP分子結構中酚羥基的酯化反應一方面可降低其極性,大大改善其色譜保留行為,同時還能提高OPP的檢測靈敏度[6]。目前常用的衍生化試劑主要有五氟芐基溴、五氟苯甲酰氯、2,2,2-三氟-N,N-二(三甲硅基)乙酰胺、二茂鐵甲酸、全氟丙酸酐和乙酸酐。Coelhan等[7]采用乙腈-乙醚 -正戊烷(25:20:10,V/V/V)提取啤酒樣品中的OPP,提取液經(jīng)濃縮、揮干后用乙腈溶解殘渣,并與五氟芐基溴在堿性條件和100℃下反應1h(衍生化),再用環(huán)己烷提取OPP的衍生化產(chǎn)物進行GCMS測定,以氘代OPP作為內(nèi)標進行定量,檢測低限為0.1μg/L,回收率≥95%。Kolbe等[8]采用二氯甲烷超聲提取水果中的OPP,再以二茂鐵甲酸為衍生化試劑,以4-二甲氨基吡啶為催化劑在室溫下對OPP進行衍生化(衍生化產(chǎn)物在5℃條件下能夠穩(wěn)定存在幾個月),并采用氧化鋁小柱提取衍生化產(chǎn)物,然后用氣相色譜-原子發(fā)射檢測器(GC-AED)法和GC-MS測定,內(nèi)標法定量,采用GC-AED的檢測低限為1.4μg/kg(S/N≥3),采用GC-MS測定的檢測低限為35μg/kg,GC-AED的靈敏度要高于GC-MS的靈敏度。在檸檬中的添加濃度為35μg/kg和140μg/kg時,以鄰芐基苯酚為內(nèi)標進行定量時的回收率分別為101%和106%,以2-氟苯酚為內(nèi)標時的回收率分別為86%和94%。Johnson等[9]采用水蒸汽蒸餾-異辛烷一步法提取水果樣品中的 OPP,再用2,2,2-三氟 -N,N-二(三甲硅基)乙酰胺對OPP進行衍生化,然后進行GCMS測定,定量離子為m/z227,檢測低限為0.05 mg/kg,在檸檬、橘子、葡萄、果汁等基質中OPP添加濃度為0.25mg/kg-5mg/kg時的回收率為82.5%-95.3%。在測定尿液、醫(yī)藥、紡織品等基質中的OPP時,也有采用五氟苯甲酰氯[10],全氟丙酸酐[11]和乙酸酐[12,13]作為衍生化試劑。

GC和GC-MS法特別適合復雜基質中OPP的殘留檢測,尤其是GC-MS能夠對目標化合物進行確證,是目前OPP殘留檢測最普遍的方法之一。直接法測定OPP殘留時,前處理簡單,但色譜峰展寬和拖尾嚴重;衍生化雖然可以克服上述缺點,還能提高OPP的檢測靈敏度,但操作繁瑣。

3 HPLC法和LC-MS法

HPLC法和LC-MS法無需對樣品進行衍生化處理,前處理操作簡單,成為OPP殘留檢測技術研究的熱點和主要趨勢。

3.1 HPLC 法

HPLC法普遍采用反相色譜柱來分離OPP,其中C18色譜柱在色譜峰的對稱性及保留時間方面都遠優(yōu)于C8柱。HPLC法采用的檢測器主要是二極管陣列檢測器(DAD)[14-18]、紫外檢測器[19-21]和熒光檢測器[21-24]。熒光檢測器的選擇性和靈敏度均要優(yōu)于DAD和紫外檢測器。Blasco等[20]采用基質固相分散提取技術(MSPD)提取水果中的OPP,以甲醇-水 (85:15,v/v)為流動相,采用C18柱等度洗脫來分離OPP,紫外檢測器測定波長為210 nm,檢測低限為0.5mg/kg。在香蕉、甜菜、檸檬、洋蔥、橘子、胡椒等基質中的回收率分別為88%、51%、52%、73%、79%、58%。OPP在水果中的回收率要高于蔬菜中的回收率,可能是由于水果和蔬菜中碳水化合物和含水量不同。Saad等[22]采用渦旋提取和液-液提取法提取水果中的OPP,以甲醇-水(70:30,V/V)為流動相,C18柱分離,熒光檢測器激發(fā)波長為285nm,發(fā)射波長為340nm,檢測低限為0.005mg/kg,在蘋果中的添加濃度為 0.25mg/kg和0.5mg/kg 時的回收率分別為96.5%和119.7%,橘子中添加濃度為0.5mg/kg時的回收率為84.0%。

3.2 LC-MS 法

LC-MS法能夠提供化合物的分子結構信息,可以對目標化合物進行確證。因此,LC-MS法相對于HPLC法在選擇性和靈敏度方面都具有明顯優(yōu)勢,在OPP殘留分析中具有廣闊的應用前景。采用LC-MS測定OPP時,大氣壓化學電離源(APCI)、電噴霧電離源(ESI)和大氣壓光電離源(APPI)等軟電離技術均可用于OPP的測定。OPP極性較強,分子量較低,APCI的電離效果要優(yōu)于ESI。APPI源是在大氣壓下利用光化學作用將目標化合物離子化的技術,是20世紀末開發(fā)的新型軟電離技術,在檢測OPP時與APCI源具有相近的靈敏度。同時,一些弱極性及非極性有機化合物如殺菌劑聯(lián)苯(DP)在ESI源和APCI源中都不容易電離,限制了APCI和ESI技術在殺菌劑多殘留檢測領域中的應用,但是這些物質在接受了光子作用后可能發(fā)生光電離而被質譜儀檢測。采用LC-APPI-MS方法能夠實現(xiàn)不同極性殺菌劑的多殘留分析。Yoshioka等[25,26]采用乙酸乙酯振蕩提取水果中的多種殺菌劑,以甲醇-水為流動相,反相色譜柱Inertsil ODS-3梯度淋洗分離,采用APPI電離源,建立了水果中鄰苯基苯酚(OPP)、聯(lián)苯(DP)、噻苯咪唑(TBZ)、伊米薩利 (IMZ)等多種殺菌劑殘留的液相色譜-大氣壓光電離/質譜(LC-APPI/MS)和液相色譜-大氣壓光電離/飛行時間質譜(LC-APPI/TOFMS)檢測方法,其中采用LC-APPI/MS方法時OPP的檢測低限為0.01mg/kg,在檸檬、橘子、葡萄等水果基質中添加濃度為1mg/kg時的回收率為76%-94%,采用LC-APPI/TOFMS方法時OPP的檢測低限為0.002 mg/kg,在檸檬、橘子、葡萄等水果基質中添加濃度為1mg/kg時的回收率為87%-92%。

液相色譜-串聯(lián)質譜法(LC-MS/MS)在殘留分析中的應用越來越普遍。Blasco等[27]采用經(jīng)XWAX/TR樹脂(Carbowax/Template Resin)涂層處理的熔凝石英纖維(Fused-Silica Fiber)提取水果中的OPP,然后采用在線解吸和自動進樣技術,建立了水果中OPP的SPME提取和LC-APCI-MS/MS測定方法的在線聯(lián)用檢測技術,檢測低限為0.005 mg/kg。在櫻桃、檸檬、橘子、桃子等基質中添加濃度為0.005mg/kg和0.05mg/kg時的回收率為47%-59%,這主要由于OPP在萃取纖維和樣品液之間的分配系數(shù)較低所造成。該方法實現(xiàn)了前處理技術與色譜分析的在線聯(lián)用,省去了樣品前處理消耗的大量時間,克服了粗糙的離線手工操作對分析結果準確性和精密度的影響。

串聯(lián)質譜檢測器中的一級質譜可以通過質量選擇將目標分析物與其他化合物分離,二級質譜提供的信息可以對目標化合物進行定性和定量檢測,因此,串聯(lián)質譜檢測器具有較高的選擇性。利用串聯(lián)質譜檢測器的高選擇性,可以通過載流直接把樣品“推入”離子源進行檢測,開發(fā)OPP的流動注射-串聯(lián)質譜(FI-MS/MS)檢測方法。該法可省去色譜分離所花費的大量時間,具有快速、準確、重現(xiàn)性好等優(yōu)點,尤其適合于OPP的快速篩查。Ito等[28]采用流動注射-電噴霧串聯(lián)質譜法(FI-ESI-MS/MS)測定水果中的OPP,在電噴霧負離子(ESI-)和多反應監(jiān)測(MRM)模式下進行測定,母離子m/z 169在二級質譜中未發(fā)生進一步的裂解,定量限為5mg/kg(S/N≥10),在檸檬、橘子、葡萄等水果基質中添加濃度為5mg/kg和10mg/kg時的回收率為61.9%-100.6%,同時采用內(nèi)標定量法校正了干擾物對離子化帶來的影響。該方法從制樣到出具數(shù)據(jù)所花費的時間不超過15min。

HPLC和LC-MS法無需對OPP進行衍生化處理,前處理操作簡單,尤其是HPLC法所需設備的成本相對較低,是目前OPP檢測技術研究的熱點。基于液相色譜-質譜聯(lián)用技術的APPI技術、流動注射-串聯(lián)質譜檢測技術和前處理在線聯(lián)用技術等新型技術,不但使OPP的檢測更加快速、準確,而且還能實現(xiàn)OPP與其它非極性殺菌劑的同時檢測,成為OPP檢測技術研究的重要趨勢。

4 CE法

CE法是近年發(fā)展起來的一項新型分析技術,是經(jīng)典電泳技術和現(xiàn)代毛細管柱分離技術相結合的產(chǎn)物,兼有電泳和色譜技術的雙重優(yōu)點。CE法以毛細管為分離通道,以高壓直流電場為驅動力,依據(jù)化合物電荷大小、等電點、極性、親和行為不同而進行分離的檢測技術,具有高效、高速、樣品和試劑耗用量少等一系列優(yōu)點。Rodríguez等[29]采用甲醇 -水(5:5,V/V)超聲提取果蔬中的OPP,提取液經(jīng)C8固相萃取柱凈化后采用毛細管電泳-紫外檢測器法(CE-UV)檢測,在葡萄和馬鈴薯等基質中添加濃度為1mg/kg時的回收率分別為36%和40%,在萵苣中添加濃度為2mg/kg、5mg/kg、10mg/kg時的回收率分別為52%、47%、51%,因OPP的極性較強導致其回收率偏低。葡萄和馬鈴薯中OPP的檢測低限為 0.1mg/kg,萵苣為 1.0mg/kg,由于柑橘基質中存在很大的干擾,無法測得檢測低限。由此可見,采用CE-UV法測定OPP時選擇性和靈敏度不夠理想。將CE與質譜聯(lián)用(CE-MS法)便可克服CE-UV 法的缺點。Rodríguez 等人[30]采用 SPME法提取水果中的OPP,然后采用CE-MS法測定OPP,方法檢測低限為0.3mg/kg,在橘子中添加濃度為0.3-30 mg/kg時的回收率為60%-69%,該方法具有簡便、靈敏、有機溶劑用量少等優(yōu)點。

5 展望

GC-MS法具有高靈敏度、高分離能力,能對目標化合物進行確證等優(yōu)點,成為目前OPP殘留檢測最常用的方法。通過對樣品衍生化后用GC和GC-MS檢測,可以改善OPP的氣相色譜行為和檢測靈敏度,但操作過程比較繁瑣。采用HPLC和LCMS法測定OPP時無需對樣品進行衍生處理,操作簡單,成為OPP檢測技術研究的熱點和重要趨勢。

基于抗原與抗體的特異性結合反應而建立的免疫學前處理方法(如免疫親和固相萃取方法IAC)和檢測方法(如酶聯(lián)免疫吸附法 ELISA)目前已經(jīng)用于食品殘留檢測中。免疫親和具有很高的特異性,IAC柱可以很方便地從復雜樣品基質中分離其他方法難以提取的目標化合物,具有選擇性強、操作簡單的特點。ELISA具有選擇性好、靈敏度高、結果判斷客觀準確、實用性強等優(yōu)點。目前,還未見IAC柱凈化和ELISA法在食品OPP殘留檢測中的應用報道。將免疫親和固相萃取方法和ELISA法應用于食品中OPP的殘留檢測,對進一步提高OPP檢測的選擇性和完善OPP的檢測方法體系具有重要的意義。

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