◎ 陳佩佩,陳琳珊,何雯倩,陳 茹
(1.廣東省食品工業(yè)公共實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 511442;2.廣東省食品工業(yè)研究所有限公司,廣東 廣州 511442;3.廣東省質(zhì)量監(jiān)督食品檢驗(yàn)站,廣東 廣州 511442)
苯丁錫和三苯錫是一類感溫型抑制神經(jīng)組織的有機(jī)錫殺螨劑,化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1,其特點(diǎn)為高效、毒性低、效果持續(xù)時(shí)間長,對防治果樹、茶樹、柑橘、葡萄和櫻桃等作物蟲害有顯著效果,因此,近年來在農(nóng)作物中應(yīng)用廣泛,同時(shí)在木材防腐方面也有較大的作用[1-2]。目前,對于苯丁錫和三苯錫的相關(guān)毒理性研究尚不充分,有研究表明,苯丁錫和三苯基錫具有一定的毒性,對牡蠣和其他貝類的生長有一定的影響[3],而三苯基錫毒性比較大,低濃度就能引發(fā)生物體的內(nèi)分泌紊亂[4]。因此,對消費(fèi)者也產(chǎn)生了一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。美國、日本、歐盟等國家也制定了相關(guān)的限量標(biāo)準(zhǔn)。GB 2763—2019中明確規(guī)定,苯丁錫在柑橘中的限量為1 mg·kg-1,而在蘋果、梨、葡萄等水果中,限量為5 mg·kg-1,櫻桃、香蕉、草莓則是10 mg·kg-1,同時(shí)也增加了動物肉類的限量[5]。因此,建立高效快捷的測定方法具有重要的意義。
近年來,研究者對有機(jī)錫的測定方法進(jìn)行了大量的研究。目前檢測有機(jī)錫的方法主要有高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜法[6-7]、氣相色譜法[8]、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[9-10]、高效液相色譜法[11-12]和高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[13]。高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜法操作煩瑣,所需試劑多,氣相色譜及質(zhì)譜法需對樣品進(jìn)行衍生,同樣操作煩瑣,且重復(fù)性差,液相色譜法則存在靈敏度低,目標(biāo)物受雜質(zhì)干擾嚴(yán)重等缺點(diǎn)。本文建立了分散固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定櫻桃中的苯丁錫和三苯錫,前處理簡單高效,且峰型好,靈敏度高,分析時(shí)間短,可進(jìn)行日常實(shí)驗(yàn)室大批量的測定。
圖1 苯丁錫和三苯錫的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖
API4000Q質(zhì)譜儀(美國AB SCIEX公司);島津LC-20AD液相色譜系統(tǒng)(日本島津公司);Milli-Q Advantage A10超純水系統(tǒng)(法國Merck Millipore公司);4k-15離心機(jī)(北京卓明貿(mào)易有限公司);IKA Vortex4渦旋混勻器(廣州儀科實(shí)驗(yàn)室技術(shù)有限公司)。
櫻桃樣品購自廣州市市場;苯丁錫和三苯錫(純度≥98.5%,德國Dr.Ehrenstorfer公司);無水硫酸鎂和氯化鈉(分析純,廣州化學(xué)試劑廠);甲酸、乙腈(HPLC級,美國Thermo Fisher公司);C18、PSA、GCB、NH2粉和中性氧化鋁(分析純,上海安譜公司);實(shí)驗(yàn)用水為經(jīng)Milli-Q凈化系統(tǒng)過濾的超純水(電阻率為18.2 MΩ·cm-1)。
櫻桃樣品均質(zhì)后稱取2 g樣品于50 mL離心管中,加入5 mL 水和10 mL乙腈,渦旋混勻后加入4 g無水硫酸鎂和1 g氯化鈉粉末,渦旋提取10 min后,置于離心機(jī)中以10 000 r·min-1離心5 min-1,轉(zhuǎn)移上清液1 mL至2 mL離心管中,加入30 mg C18粉末,渦旋2 min,10 000 r·min-1離心5 min,上清液過0.22 μm有機(jī)相濾膜上機(jī)。
分別準(zhǔn)確稱取適量的苯丁錫和三苯錫標(biāo)準(zhǔn)品于10 mL容量瓶中,用乙腈稀釋至刻度,再分別吸取一定量體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液于同一10 mL容量瓶中,用乙腈定容,折算后混合標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度均為10 mg·L-1。
取陰性櫻桃樣品進(jìn)行前處理,得到空白基質(zhì)液,用所得基質(zhì)液配制基質(zhì)曲線,濃度分別為5.0 μg·L-1、10 μg·L-1、20 μg·L-1、50 μg·L-1、100 μg·L-1、200 μg·L-1和500 μg·L-1。
1.5.1 色譜條件
色譜柱:Xbridge BEH C18(100 mm×2.1 mm,1.7 μm);流 動 相A(甲 醇)-B(0.3%甲 酸 含10 mmol·L-1甲酸銨);流速:0.30 mL·min-1;進(jìn)樣量:10 μL;柱溫:40 ℃;梯度洗脫程序:0.0~2.0 min,40%→95%A;2.0~8.0 min,95%A;8.0~9.0 min,95%→40%A;9.0~13.0 min,40%A。
1.5.2 質(zhì)譜條件
離子源:電噴霧電離源;掃描方式:正離子模式;氣簾氣:25 psi;電離電壓(IS):5 500 V;離子源溫度(TEM):550 ℃;霧化氣(GAS1):50 psi;加熱輔助氣(GAS2):50 psi;碰撞氣(CAD):medium;采集模式:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式。
實(shí)驗(yàn)嘗試使用乙腈和甲醇作為有機(jī)相,0.3%甲酸溶液和0.3%甲酸含10 mmol·L-1甲酸銨溶液作為水相進(jìn)行了對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn),甲酸銨的加入對峰型影響較大,當(dāng)水相中沒有甲酸銨作為緩沖鹽時(shí),苯丁錫在流動相中擴(kuò)散嚴(yán)重,峰型影響尤其明顯,峰寬較寬,拖尾嚴(yán)重。而乙腈和甲醇相比,峰型影響不是很大,苯丁錫和三苯錫均能有較好的峰型,但考慮到乙腈洗脫能力較強(qiáng),可能造成的基質(zhì)效應(yīng)相比甲醇更嚴(yán)重,所以綜合考慮,選擇甲醇-0.3%甲酸含10 mmol·L-1甲酸銨體系作為流動相。苯丁錫和三苯錫的MRM色譜圖見圖2。
圖2 苯丁錫與三苯錫的MRM色譜圖
實(shí)驗(yàn)初期發(fā)現(xiàn),苯丁錫和三苯錫的母離子均是由O-Sn鍵斷裂,產(chǎn)生對應(yīng)的脫電子正離子,同時(shí)因?yàn)镾n的同位素較多,所以得到的母離子也較多,最終選擇響應(yīng)較高的作為母離子。進(jìn)一步采用流動注射方式,優(yōu)化去簇電壓DP,使母離子響應(yīng)達(dá)到最優(yōu),確定DP后,進(jìn)一步優(yōu)化各碎片離子的碰撞電壓CE,選擇響應(yīng)較高的兩個(gè)離子對作為定性定量依據(jù),響應(yīng)最高的為定量離子,另外的為定性離子。詳細(xì)的質(zhì)譜參數(shù)見表1,質(zhì)譜圖見圖3。
表1 多反應(yīng)監(jiān)測測定二級碎片的質(zhì)譜參數(shù)表
圖3 苯丁錫和三苯錫的二級質(zhì)譜圖
為了降低基質(zhì)效應(yīng)對結(jié)果的影響,同時(shí)保證回收率,實(shí)驗(yàn)前期對固相萃取劑的種類對回收率的影響進(jìn)行了探究,選取了C18、PSA、GCB、NH2和中性氧化鋁作為固相萃取劑,使用量均為25 mg。結(jié)果顯示,在兩次平行實(shí)驗(yàn)中,C18和PSA的回收率最高,其次是NH2,對苯丁錫和三苯錫的吸附也相對較小。而GCB和中性氧化鋁對苯丁錫和三苯錫吸附嚴(yán)重,導(dǎo)致回收率低。雖然C18和PSA吸附的雜質(zhì)類型不同,但由于兩者回收率均較高,且C18的回收率要略高于PSA,因此為了簡化實(shí)驗(yàn),最終選擇只使用C18作為固相萃取劑?;厥章式Y(jié)果見圖4。
圖4 固相萃取劑對回收率的影響圖
櫻桃中含有大量的糖和色素,在提取過程中易被提取到乙腈層引起較大的基質(zhì)效應(yīng),從而增強(qiáng)或抑制苯丁錫和三苯錫的離子化程度,因此,需要對基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行研究和定量結(jié)果校正。實(shí)驗(yàn)分別用乙腈和空白基質(zhì)液配制100 μg·L-1的單點(diǎn)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,按優(yōu)化后的方法測定,以基質(zhì)單點(diǎn)和溶劑單點(diǎn)的峰面積比值K為判斷依據(jù)。當(dāng)K值小于80%,則說明基質(zhì)抑制效應(yīng)明顯,大于120%則說明基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)明顯。測定結(jié)果為苯丁錫38.5%,三苯錫39.8%,基質(zhì)抑制效應(yīng)較為嚴(yán)重,因此,最終使用基質(zhì)曲線進(jìn)行定量。
用空白基質(zhì)溶液配制線性范圍為5.0~500 μg·L-1的基質(zhì)曲線對苯丁錫和三苯錫進(jìn)行定量。將基質(zhì)曲線按前處理方法上機(jī)測定后,以濃度為橫坐標(biāo)(X)和定量離子對峰面積為縱坐標(biāo)(Y)繪圖,所得方程為苯丁錫:Y=38.86X+2 304,相關(guān)系數(shù)R2為0.999 1;三苯錫:Y=40.21X+2 553,相關(guān)系數(shù)R2為0.999 2。結(jié)果表明苯丁錫和三苯錫的基質(zhì)曲線在5.0~500 μg·L-1的濃度范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系。同時(shí)以低濃度加標(biāo)進(jìn)行測定,按照信噪比RS/N=3和RS/N=10分別計(jì)算出方法檢出限和方法定量限,苯丁錫和三苯錫的檢出限均為25 μg·kg-1,定量限均為100 μg·kg-1,方法靈敏度達(dá)到分析測定要求,滿足樣品一般含量的測定。
選用苯丁錫和三苯錫呈陰性的櫻桃樣品,進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。根據(jù)方法定量限的1、2、5倍進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)添加,每個(gè)水平平行測定6次,并計(jì)算出相應(yīng)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD。結(jié)果得出,苯丁錫和三苯錫在櫻桃中的平均回收率范圍在80.7%~94.5%,RSD在1.26%~4.52%。表明方法回收率好,精密度高,能夠準(zhǔn)確定量櫻桃中的苯丁錫和三苯錫含量,具體結(jié)果見表2。
表2 櫻桃中苯丁錫和三苯錫的回收率和精密度(n=6)表
隨機(jī)選取實(shí)驗(yàn)室日常樣品30個(gè),用建立的方法進(jìn)行測定,測定結(jié)果為三苯錫均低于檢出限,而有一個(gè)樣品檢出了苯丁錫,含量為1.51 mg·kg-1,高于定限量,但符合GB 2763—2019中櫻桃樣品苯丁錫的檢出限量10 mg·kg-1規(guī)定。同時(shí),說明目前市面上的櫻桃存在一定的苯丁錫殘留風(fēng)險(xiǎn),需要加大監(jiān)管力度。
本研究以分散固相萃取為前處理基礎(chǔ),建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定櫻桃中的苯丁錫和三苯錫。乙腈-水體系提取,過程快速高效,提取率高,結(jié)合C18固相萃取劑進(jìn)行凈化,回收率高;使用超高效液相色譜柱,梯度洗脫分離,在優(yōu)化后的流動相和洗脫程序下,苯丁錫和三苯錫在9 min內(nèi)出峰,且拖尾現(xiàn)象不嚴(yán)重,峰型較好;利用基質(zhì)曲線對定量結(jié)果進(jìn)行校正,加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,方法回收率好、重現(xiàn)性好,可用于實(shí)際測定櫻桃中的苯丁錫和三苯錫。