一種水產品中多種多溴聯苯醚的檢測方法

2023-11-11 02:13:57 1

專利名稱：一種水產品中多種多溴聯苯醚的檢測方法
技術領域：
本發明提供了一種具有生物毒性有害物質的檢測方法，特別地提供一種水產品中高達十一種多溴聯苯醚的測定方法，屬於農副產品中有害物質殘留安全檢測領域。
背景技術：
多溴聯苯醚(PolybrominatedDiphenyl Ethers,PBDEs)是一類溴代阻燃劑，由於其具有優異的阻燃性能、良好的熱穩定性、添加量小、價格便宜等諸多優點而在電子工業、泡沫塑料、紡織品、建材、家電、家居裝飾、化工產品、石油、採礦等領域中得到了廣泛應用，且每年的需求量巨大。多溴聯苯醚由於溴的數量和位置的改變而具有高達209種同系物，主要包括:4，4，-二溴聯苯醚(BDE-15)、2，4，4，-三溴聯苯醚(BDE-28)、2，2』，4，4』 -四溴聯苯醚(BDE-47)、2，2，4，4，，6-五溴聯苯醚(BDE-100)、2，2』，4，4』，5-五溴聯苯醚(BDE-99)、2，2』，4，4』，5，6』 -六溴聯苯醚(BDE-154)、2，2』，4，4』，5，5』 -六溴聯苯醚(BDE-153)、2，2』，3，4，4』，5』，6-七溴聯苯醚(BDE-183)、2，2』，3，3』，4，5，5』，6，6』 -九溴聯苯醚(BDE-208)、2，2，，3，3，，4，4，，5，5，，6-九溴聯苯醚(BDE-206)和十溴聯苯醚(BDE-209)。作為一類添加型阻燃劑，由於缺乏化學鍵的直接鍵合和束縛作用，多溴聯苯醚非常容易通過焚燒、酸洗、滲出等方式離開基質材料而進入到周圍環境中，並可隨著大氣、水體、廢棄材料的遷移而造成氣、水、土等生物圈的廣泛汙染，目前已成為一類在環境中廣泛存在的全球性有機汙染物。由於PBDEs具有持久性、遠距離傳輸性、脂溶性、生物富集性和放大性等特點，導致其在越來越多的生物載體和環境介質中被檢出。據報導，在環境水體、大氣、土壤、汙泥、河流沉積物甚至是深海沉積物、哺乳動物、魚、蛋以及人類的奶、血清和脂肪組織等介質中均已檢出PBDEs，在環境介質中的濃度也呈逐年上升的趨勢。此外，研究發現，長時間的低濃度PBDEs暴露可導致行為和記憶的持久性混亂，並可對人類的大腦、甲狀腺、肝臟和腎臟等器官，以及生殖系統和內分泌系統等產生嚴重的損害。隨著人類對於環境安全的日益重視，有關環境介質和生物樣品中PBDEs的檢測方法引起了科學家的廣泛關注，並對此進行了深入研究:1.趙茜等(「五氟苯甲醯氯衍生物色譜法分析水體中痕量羥基多溴聯苯醚」，《環境化學》，第31卷第5期，2012年5月)公開了一種使用氣相色譜-電子捕獲檢測器分析水體中痕量多溴聯苯醚的方法，並確定了最佳的衍生化條件。2.CN102590397A公開了一種水樣中4，4』 - 二溴聯苯醚的測定方法。所述方法是將水溶液過濾膜，然後萃取、離心，將離心得到沉積相用氮氣吹乾，殘渣用正己烷溶解後用氣相色譜分析，並與標準溶液的色譜分析結果相對照，即可測定水樣中的二溴聯苯醚。3.CN101592641A公開了一種沉積物中痕量十溴聯苯醚的檢測方法。所述方法是首先進行樣品預處理，採用外標法繪製含有十溴聯苯醚的標準曲線，然後取實際樣品採用外標法處理，以液相色譜檢測樣品中的十溴聯苯醚含量。

4.CN101526508A公開了一種紡織品中多溴聯苯醚殘留的檢測方法。所述方法包括將樣品粉碎、底液浸潰和水浴超聲輔助提取後，採用固相微萃取富集目標化合物，熱脫附後以氣相色譜-質譜聯用定性定量檢測多溴聯苯醚。5.CN101592643A公開了一種電子電氣設備樣品中多溴聯苯醚檢測的前處理方法。所述方法包括樣品粉碎、加速溶劑萃取、在線過濾和固相萃取淨化。經過如此處理，縮短了樣品的如處理時間，減少了萃取劑用量，萃取效率聞，回收率和重複性好。6.CN101718752A公開了一種氣相色譜-質譜測定化妝品中多溴聯苯醚殘留的檢測方法。所述方法將樣品經溶劑加速萃取，再經過凝膠淨化、弗羅裡矽土柱淨化，然後用氣相色譜-質譜選擇離子掃描檢測，外標法定量，具有檢測限低、靈敏度高的特點。7.黃英等(「加速溶劑萃取-高效液相色譜/紫外檢測電子電氣塑料中十溴聯苯醚」，《分析實驗室》，第28卷第I期，2009年I月)公開了使用加速溶劑萃取法結合高效液相色譜/紫外檢測器來檢測電子電氣塑料中十溴聯苯醚的方法。8.向彩紅等(「魚肉組織中多溴聯苯醚的定量分析」，《分析測試學報》，第25卷第6期，2006年11月)公開了魚肉中多溴聯苯醚的檢測方法，包括索氏抽提、凝膠滲透色譜柱和多層矽膠氧化鋁柱淨化、氣相色譜-負離子化學源/質譜法檢測。9.王俊平等(「氣相色譜-電子轟擊源質譜測定海產品中多溴聯苯(醚)」，《食品工業科技》，第32卷第3期，2011年)公開了通過樣品製備、提取、氣相色譜-質譜法測定海產品中多溴聯苯(醚)的方法。10.馬玉等(「海洋生物樣品中多溴聯苯醚和多溴聯苯的分析研究」，《海洋環境科學》，第30卷第5期，2011年10月)公開了使用氣相色譜-負離子化學源/質譜法來分析各種魚和貝類中多溴聯苯醚的方法。11.李敬瑤等(「多溴聯苯醚檢測方法的研究」，《現代化工》，第30卷，2010年11月)公開了一種魚肉中多·溴聯苯醚的檢測方法，包括索氏抽提、矽膠柱淨化、氣相色譜-質譜聯用檢測。12.王旭亮等(「加速溶劑萃取/凝膠滲透色譜淨化/氣相色譜-負化學離子源質譜測定生物樣品中的四溴聯苯醚」，《環境化學》，第30卷第6期，2011年6月)公開了快速溶劑萃取、全自動凝膠滲透色譜和多層矽膠-氧化鋁複合柱淨化的前處理過程，然後採用GC/NC1-MS測定生物樣品中四溴聯苯醚的分析方法。13.何迎春等(「飲用水及牛奶中多溴聯苯醚毒性及檢測研究進展」，《現代預防醫學》，第39卷第13期，2012年)總結了對於多溴聯苯醚的多種檢測方法，包括GC法、GC-MS法、HPLC法等。然而，在現有技術報導中，仍存在一些缺陷:1.只能針對某一種或幾種具體的PBDEs進行檢測，而PBDEs的同系物數量繁多(高達209種)，它們無法同時檢測出更多種類的PBDEs ;2.部分前處理過程操作複雜、耗時長、設備要求高且消耗溶劑量大；3.有些分析檢測過程無法做到多種PBDEs的同時分離且出峰時間很長，有些能做到多種PBDEs的同時分離但無法做到殘留級別的檢出，特別是難以做到BDE209(在檢測儀器中響應比較低)與其它PBDEs的同時檢出，而不得不分別採用不同方法進行檢測。因此，針對環境和生物樣品中PBDEs多殘留快速檢測仍有待深入研究。水產品安全是當今食品安全問題的熱點之一。隨著食品安全標準的日益提高，對於能夠快速、靈敏、準確地測定水產品中儘可能多的PBDEs殘留的檢測方法存在迫切需求，也是目前水產品領域中深入研究的重點和難點課題之一。然而迄今為止,針對水產品中PBDEs的多殘留快速檢測尚無一套完整可靠的專利，因而本發明應運而生。該方法能快速、靈敏、準確地測定出水產品中11種PBDEs，將大大降低檢測成本和縮短檢測時間。

發明內容
針對上述缺陷，本發明人進行了大量的深入研究和探索，在付出了創造性勞動後，完成了本發明。具體而言，本發明提供了一種同時檢測水產品中高達11種PBDEs的檢測方法，尤其是能夠快速、低檢出限地檢測出BDE209的方法。所述方法通過合適的前處理、純化、氣相色譜和負離子源質譜聯用檢測，實現了 11種PBDEs的同時良好分離，最終所得的各組分峰分離度大、峰形尖銳、對稱性好，能夠高靈敏、準確和穩定地進行定性定量，從而為水產品安全的檢測提供了一種新穎可靠的手段與方法。本發明的所述檢測方法，包括如下步驟:(I)樣品製備:取水產品的肌肉和/或組織冷凍乾燥後，研磨均勻，得到樣品並低溫保存；(2)樣品提取:將步驟(I)的樣品使用有機溶劑進行抽提提取，得到提取液後過濾，再進行濃縮；(3)樣品純化 (3.1)向步驟(2)的濃縮液中加入濃硫酸，輕微振蕩，離心後靜置分層，棄去硫酸層，濃縮上清液，並用正己烷溶解，得到層析液；(3.2)在矽膠柱中自下而上依次填充中性A1203、中性矽膠、酸性矽膠、鹼性矽膠和無水Na2SO4，用有機溶劑預淋洗後加入層析液，然後洗脫矽膠柱；(4)樣品濃縮:將過柱後的組分洗出液蒸發溶劑至近幹，溶解定容，並經有機膜過濾，得到待測分析樣品；(5)樣品檢測，將步驟(4)的待分析樣品按下述條件順次進行氣相色譜儀分離和質譜檢測；(5.1)氣相色譜儀分離:色譜柱:DB-5HT，柱長15m，內徑0.25mm，膜厚0.1Oym ;進樣口溫度280°C，柱初始溫度110°C，保持I分鐘後以8°C /分鐘的速度升溫至300°C，停留5分鐘，至樣品組分完全流出色譜柱，並進行隨後的質譜檢測；(5.2)質譜檢測，使用負化學離子源(NCI)，離子源溫度為150-200°C，氣質接口溫度270-300°C，檢測器電壓1000-1100V，溶劑切割時間3_6min，燈絲點燃時間3_6min，同時採用全掃描(SCAN)和選擇離子監測(SIM)模式記錄。在本發明所述檢測方法的上述步驟(I)中，所述樣品製備的方式並沒有特別的限定，只要能夠得到水產品中的肌肉和/或組織即可。例如，可將水產品樣品置於清潔的工作檯上，剔除皮膚，用不鏽鋼手術刀解剖，切去表層，剝離不受汙染的肌肉和/或組織樣品，將其儘量切成小塊，放入冷凍乾燥儀中冷凍乾燥至少24h，然後取出進行研磨得到樣品。其中，得到研磨均勻的樣品進行低溫保存時，所述低溫可為-30°C至-15°C，非限定性地可例舉-30 V、-250C、-20°C或-15°C。在本發明所述檢測方法的上述步驟(2)中，所述抽提提取的方式並沒有特別的限定，例如可為索氏抽提，抽提液為正己烷和丙酮以體積比為1:1的混合溶劑，相對於每Ig樣品，抽提液體積為為 100-150mL，例如可為 100mL、110mL、120mL、130mL、140mL*150mL ;抽提時間為4-8小時,例如可為4小時、6小時或8小時；抽提溫度為65-80°C,例如可為65°C、70°C或 80°C。在本發明所述檢測方法的上述步驟(3)的(3.1)中，作為一個實施方式，可將提取液用漏鬥(多層濾紙處填充無水Na2SO4)過濾轉移至圓底燒瓶，用正己烷潤洗提取罐2次，合併三次提取液，將其濃縮。將濃縮液用正己烷洗入離心管中，加入適量濃硫酸(與離心管中濃縮液的體積之比為1:1)，輕微振蕩，離心後靜置分層。根據上清液顏色的深淺重複操作1-3次，直到顏色變淺或無色為止。將上清液在水浴中用高純氮吹儀濃縮，然後進如下一步的固相矽膠柱淨化。其中，所加入的濃硫酸的質量百分比濃度為95-98%。在本發明所述檢測方法的上述步驟(3)的(3.2)中，以矽膠柱的體積計，自上而下依次填充20%中性Al203、20%中性矽膠、20%酸性矽膠、20%鹼性矽膠和10%無水Na2S04。例如，以IOmL矽膠柱的填充方式為例，先在矽膠柱底部墊一小團脫脂棉，然後自下而上依次填充2mL中性Al2O3、2mL中性矽膠、2mL酸性矽膠、2mL鹼性矽膠和ImL無水Na2SO4 ;裝填完畢後，用正己烷預淋洗後加入上步所得層析液，用有機溶劑洗脫矽膠柱；其中，所述中性矽膠可為任何已知的呈現中性的矽膠，例如100目-200目普通矽膠。所述鹼性矽膠或酸性矽膠是中性矽膠經處理後得到，其中先對中性矽膠進行活化，具體為:將中性矽膠在馬弗爐中550°C烘烤12h，降溫到180°C保留lh，得到活化矽膠。酸性矽膠可如下獲得:向活化矽膠中滴入濃硫酸，便可得到酸性矽膠。鹼性矽膠可如下獲得:向活化矽膠中滴入鹼，便可得到鹼性矽膠。其中所述鹼可為NaOH 或 KOH。 作為一種具體實施方式
，可列舉如下的酸性矽膠和鹼性矽膠的製備方法。酸性矽膠:在燒瓶中稱取56g活化矽膠，於矽膠上逐滴滴入質量百分比濃度為95-98%的濃硫酸44g，置於搖床上震蕩，直至沒有結塊；鹼性矽膠:在燒瓶中稱取70g活化矽膠，向其中逐滴加入30glmol/LNa0H水溶液，置於搖床上震蕩，直至沒有結塊。其中，洗脫矽膠柱所述的有機溶劑先後為正己烷、正己烷/ 二氯甲烷(1:1，體積比)的混合溶液，即先使用正己烷對矽膠柱進行活化，然後使用正己烷/ 二氯甲烷混合溶液進行洗脫。在本發明所述檢測方法的上述步驟(4)中，將過柱後的組分洗出液蒸發溶劑至近幹，溶解定容，並經有機膜過濾，得到分析樣品。其中，所述蒸發溶劑至近幹所採用的實施方式並沒有特別的限定，例如可以自然溶劑揮發、加熱揮發、水浴下用高純氮吹儀溫和吹至近乾等，為了快速得到樣品，優選採用水浴溫度可為40-55°C，如40°C、50°C或55°C。高純氮吹儀溫和吹至近幹的操作方式，例如將過柱後的組分洗出液在水浴45°C下用高純氮吹儀溫和吹至近幹。其中，溶解定容所使用的溶劑並沒有特別的限定，例如可為正己烷、異辛烷。其中，過濾所使用的有機膜並沒有特別的限定，例如可為PTFE(聚四氟乙烯)，其孔徑可為0.22-0.45 μ m,非限定性地可例舉0.22 μ m或0.45 μ m。其目的是過濾去除雜質，防止後續對GC檢測的影響。
在本發明所述檢測方法的上述步驟(5)的(5.1)中，氣相色譜儀的進樣量可為I μ L,不分流進樣,載氣可使用高純氦氣,載氣流速為1-1.5mL/min,例如可為1.0mL/min、
1.2mL/min或1.5mL/min。柱溫初始溫度110°C，保持I分鐘後以8°C /分鐘的速度升溫至300°C，停留5分鐘，直至樣品組分完全流出色譜柱。在本發明所述檢測方法的上述步驟(5)的(5.2)中，所述質譜檢測是使用負化學離子源(NCI)的電離模式，離子源溫度為150-200°C，例如可為150°C或200°C;氣質接口溫度270-300°C，例如可為270°C、280°C或300°C;檢測器電壓1000-1100V，例如可為IOOOV或IlOOV ;溶劑切割時間3_6min,例如可為3min,4.5min、5min或6min ;燈絲點燃時間3_6min,例如可為 3min, 4.5min、5min 或 6min。其中，m/z的全掃描範圍為50-1000 ;SIM離子m/z，BDE-209監測離子為78.9、80.9,486.4,488.4，其他 BDE 監測離子為 78.9,80.9。通過使用本發明的所述檢測方法，尤其是創造性地通過對各種工藝條件、參數的合適選擇和確定，獲得了如下的諸多優點:1.很好地實現了高達11種PBDEs的同時分離，所得各組分峰分離度大、峰形尖銳、對稱性好。2.本發明所述方法的檢測時間短、方便快捷、處理簡單，比現有方法大大縮短了檢測周期，降低了檢測成本。3.本發明檢測限低，完全能適應水產品中多溴聯苯醚的多殘留檢測，尤其是能夠檢測出極難檢出的痕量BDE209。


圖1 為 BDE-15, BDE-28、BDE-47、BDE-100、BDE-99、BDE-154、BDE-153、BDE-183、BDE-208、BDE-206和BDE-209共11種PBDEs溶解於正己烷中的標準混合液色譜圖，其中BDE-209 濃度為 10000ng/mL，BDE-206 和 BDE-208 濃度為 2000ng/mL，剩餘 PBDEs 的濃度均為 1000ng/mL。圖2 為鯽魚肌肉樣品中 BDE-15、BDE-28、BDE-47、BDE-100、BDE-99、BDE-154、BDE-153 和 BDE-183 加標量均為 50ng/g，BDE-208 和 BDE-206 加標量為 100ng/g，BDE-209加標量為500ng/g的色譜圖。圖3為鰱魚肌肉中5種PBDEs的色譜圖。圖4為對比例I鰱魚肌肉樣品中4種PBDEs的色譜圖。圖5為對比例I鰱魚肌肉樣品中BDE-209的色譜圖。
具體實施例方式如下將通過實施例對本發明的所述檢測方法進行進一步地詳細說明和/或闡述，但應該理解，這只是對本發明所述方法做出的示例性描述，其意圖是用來解釋/闡述本發明的方法，而非用來限定和/或限制本發明，更非將本發明的保護範圍局限於此。實施例1由於本發明中涉及到的11種PBDEs同系物，其各自的沸點、極性和吸附性質均有所差異，導致固定相 對樣品中各組分吸附或溶解能力不同，即各組分在固定相和流動相之間的分配係數有差別，因此它們的出峰時間會不一樣。為了保證各目標汙染物具有良好的分離效果和色譜峰形，通過採用本發明的檢測方法，不但很好地實現了 11種PBDES的分離，並且各峰分離度大，峰形尖銳，對稱性好。經過多次實驗反覆鑑定，得出各標準物質在本發明操作條件下的參考保留時間，具體示於下表I中。實驗結果表明:所有^ 種PBDEs同系物組分均能在27min內出峰且峰形良好。儀器分析檢測條件:氣相色譜條件，進樣方式:1 μ L不分流進樣；進樣口溫度:280°C ;載氣:高純氦氣；載氣流速:1.5mL/min ;色譜柱:DB_5HT，柱長15m，內徑0.25mm，膜厚0.1Oym ;升溫程序:初始溫度110°C，保持I分鐘後以8°C /分鐘的速度升溫至300°C，停留5分鐘。質譜儀條件，反應氣為高純甲烷；負化學離子源(NCI)，離子源溫度150°C，氣質接口溫度300°C，檢測器電壓1100V，溶劑切割時間3min，燈絲點燃時間3min。同時採用全掃描(SCAN)和選擇離子監測(SM)模式記錄，m/z的全掃描(SCAN)範圍為50-1000 ;S頂離子 m/z，BDE-209 監測離子為 78.9,80.9,486.4,488.4，其它 BDE 監測離子為 78.9,80.9。表11 IPBDEs標準物質參考保留時間
權利要求
1.一種水產品中多種多溴聯苯醚的檢測方法，包括如下步驟: (1)樣品製備:取水產品的肌肉和/或組織冷凍乾燥後，研磨均勻，得到樣品並低溫保存； (2)樣品提取:將步驟(I)的樣品使用有機溶劑進行抽提提取，得到提取液後過濾，進行濃縮； (3)樣品純化 (3.1)向步驟(2)的濃縮液中加入濃硫酸，輕微振蕩，離心後靜置分層，棄去硫酸層，濃縮上清液，並用正己烷溶解，得到層析液； (3.2)在矽膠柱中自下而上依次填充中性Al2O3、中性矽膠、酸性矽膠、鹼性矽膠和無水Na2SO4,用有機溶劑預淋洗後加入層析液，用有機溶劑洗脫矽膠柱； (4)樣品濃縮:將過柱後的組分洗出液蒸發溶劑至近幹，溶解定容，並經有機膜過濾，得到待分析樣品； (5)樣品檢測，將步 驟(4)的待分析樣品按下述條件順次進行氣相色譜儀分離和質譜檢測； (5.1)氣相色譜儀分離:色譜柱:DB-5HT，柱長15m，內徑0.25mm,膜厚0.10 μ m ;進樣口溫度280°C，柱初始溫度110°C，保持I分鐘後以8°C /分鐘的速度升溫至300°C，停留5分鐘，至樣品組分完全流出色譜柱，並進行隨後的質譜檢測； (5.2)質譜檢測，使用負化學離子源，離子源溫度為150-200°C，氣質接口溫度270-300°C，檢測器電壓1000-1100V，溶劑切割時間3_6min，燈絲點燃時間3_6min。
2.如權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於:步驟(I)中的低溫為_30°C至-15°C。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於:步驟(2)中抽提提取為索氏抽提，抽提液為正己烷和丙酮以體積比為1:1的混合溶劑，抽提時間為4-8小時。
4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特徵在於:步驟(3.1)中的濃硫酸質量百分比濃度為95-98%。
5.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特徵在於:在步驟(3.2)中，以矽膠柱的體積計，自上而下依次填充20%中性Al203、20%中性矽膠、20%酸性矽膠、20%鹼性矽膠和10%無水 Na2SO4O
6.如權利要5所述的方法，其特徵在於:所述酸性矽膠如下獲得:將中性矽膠在馬弗爐中於550°C烘烤12h，降溫到180°C保留lh，得到活化矽膠，向活化矽膠中滴入濃硫酸，得到酸性矽膠。
7.如權利要求5所述的方法，其特徵在於:所述鹼性矽膠如下獲得:將中性矽膠在馬弗爐中於550°C烘烤12h，降溫到180°C保留lh，得到活化矽膠，向活化矽膠中滴入鹼，得到鹼性娃膠。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於:所述的鹼為NaOH或Κ0Η。
9.如權利要求1-8任一項所述的方法，其特徵在於:在步驟(3.2)中，洗脫矽膠柱的有機溶劑先後為正己烷、體積比為1:1的正己烷/ 二氯甲烷混合溶液。
10.如權利要求1-9任一項所述的方法，其特徵在於:在步驟(5.2)中，離子源溫度為150°C，氣質接口溫度300°C，檢測器電壓1100V，溶劑切割時間3min，燈絲點燃時間3min。
全文摘要
本發明涉及一種水產品中多種多溴聯苯醚的檢測方法，包括將水產品樣品進行提取、去脂處理、矽膠柱純化、濃縮，然後採用氣相色譜-負化學源質譜聯用法進行分析檢測。通過這些處理手段和合適工藝參數的使用，所述方法能夠簡單、快速、準確地同時測定出水產品中高達11種多溴聯苯醚的含量，具有檢測靈敏度高、穩定性好、結果準確等優點，為水產品中多溴聯苯醚殘留的定性定量和食品安全監控提供了一種可靠、快捷的檢測方法。
文檔編號G01N30/14GK103235062SQ20131013975
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月19日 優先權日2013年4月19日
發明者張衛, 陳雷, 劉扣, 陳琳, 林匡飛, 郭傑, 周嘯宇, 黃凱, 周鵬, 徐峰, 傅曉旭, 鄧晶晶, 劉洋成, 張 榮, 李靖 申請人:華東理工大學