牛肉中二噁英(PCDD/Fs)检测方案(气质联用仪)

SSL-CA14-598Excellence in Science Excellence in ScienceGCMSMS-127 上海市徐汇区宜州路180号华鑫天地二期C801栋 咨询电话：021-34193996http：//www.shimadzu.com.cn CMS-TQ8050 应用于牛肉中二噁英(PCDD/Fs)的检测 GCMSMS-127 摘要：本文介绍了一种气相色谱-三重四极杆质谱法(GC-MS/MS) 测定牛肉中超痕量二噁英 (PCDD/Fs)的分析方法。方法具有良好的灵敏度和重现性，对绝对进样量为 20-200 fg 的 17 种PCDD/Fs 信噪比均大于50，色谱峰面积的相对标准偏差 (RSD) 小于 20%(n=12)。方法在较宽的浓度范围内具有良好的线性，标准曲线的相对响应因子 (RRF)的 RSD 均小于15%。利用本方法测定了牛肉中二噁英的浓度，其检测结果与高分辨气相色谱/高分辨质谱法(HRGC/HRMS)结果具有良好的一致性，可以满足 EPA 1613B 方法的技术要求。 关键词： GCMS-TQ8050牛肉二噁英 二噁英是多氯代二苯并-对-二噁英 (PCDDs) 和多氯代二苯并呋喃(PCDDs) 的统称。PCDD/Fs 共有210种同类物(包括75舌PCDDs 同类物和135 种 PCDFs 同类物)，其中17种2，3，7，8-位氯取代的同类物具有较强的毒性。这17种同类物由于与芳香烃受体(AhR)具有较强的亲和性，长期接触会对生物体产生毒害作用，包括引发癌症，造成免疫系统损伤，干扰神经系统和内分泌系统的发育，影响生殖功能等。PCDD/Fs具有较强的亲脂性，当其从环境进入生物体后在脂肪组织中累积，并沿食物链富集，会对位于食物链顶端的哺乳动物和人类产生健康危害。 法规，制定食品中二噁英、二噁英类多氯联苯 (PCDDs)和非二噁英类多氯联苯取样和检测方法。法规指出，对于食品和饲料中料 PCDD/Fs 和二噁英类多氯联苯(dl-PCDDs) 含量是否满足欧盟法规的最高限值要求，可采用 GC-MS/MS 作为确认方法进行分析。 2017年4月5日，欧盟委员会发布 EU 2017/644号 岛津GCMS-TQ8050 采用了新高效检测器和3种降噪技术，其灵敏度水平得到极大提高，可实现飞克级的定量分析，并提高了仪器的耐用性与稳定性。本文利用岛津 GCMS-TQ8050 结合 Smart MRM 功能建立牛肉中PCDD/Fs 的分析方法，并对实际样品进行了检测，其结果与高分辨气相色谱/高分辨质谱法 (HRGC/HRMS)检测结果具有较好的一致性。 岛津GCMS-TQ8050 实验部分 1.1仪器 PCDD/Fs标准品及c标记同位素内标分别购自美国 Cambridge Isotope Laboratories 和加拿大 WellingtonLaboratories。 1.2样品前处理 牛肉样品购于当地超市，其前处理方法基于 EPA method 1613B 并进行适当修改。样品冷冻干燥后，研磨过筛，适量样品萃取采用加速溶剂萃取 (ASE)法，净化采用酸/碱复合硅胶柱和活性炭柱。样品萃取前加入c标记替代内标(1613-LCS)，仪器分析前加入c标记进样内标(1613-IS)。 1.3仪器条件 样品分析采用岛津 GCMS-TQ8050。表1是 GC-MS/MS 的仪器分析条件。PCDD/Fs 分析的 MRM 方法采用岛津的MRM自动优化工具，在一个序列中优化最佳的产物离子及碰撞能量，并将MRM 的相关参数自动注册到 SmartMRM 数据库，建立 MRM 的仪器方法。该 MRM 方法中所监测的17种PCDD/Fs 及其C标记同位素内标均选择两个不同的前体离子和对应产物离子，并给出各离子对的驻留时间 (dwell time)。为改善低浓度下目标物色谱峰的峰型(2，3，7，8-TCDD/F， 10 fg/uL)， 以及灵敏度和重现性，设置中将 2，3，7，8-TCDD/F 的驻留时间增加至0.35s； 为保证各组中化合物的循环采集时间在1.1s， 将'℃标记同位素内标的 2，3，7，8-TCDD/F 的驻留时间减少至 0.2 s。PCDD/Fs 同系物和标记内标的保留时间及 MRM 条件设置见表1。 GCMS 的仪器条件 气相条件 质谱条件色谱柱： DB-5 MS (60 m×250 um×0.25 um)离子化方式：EI进样口模式：不分流进样离子源温度：250℃进样体积：2uL接口温度：270℃高压进样：300kPa (2 min)采集模式： MRM模式进样时间：1 minCID气：氩气进样温度：290℃Q1分辨率： Unit色谱柱柱温程序：150℃(3min)_(20℃/min)Q3分辨率： Unit230℃ (18 min)_(5C/min)_发射电流：250uA235℃ (10 min)_(4℃/min)循环时间：1.1 sec320℃(1 min)CID气压力：150 kPa控制模式：恒线速度控制检测器电压：1.6kV 流量：1.03 mL/min 表1FPCDD/Fs同系物和I3C标记同位素内标的保留时间及MRM条件设置 峰号 分析物 保留时间 前体离子>产物离子 CE(V) 前体离子>产物离子 CE(V) 3C-2，3，7，8-TCDF 26.572 315.90>251.90 31 317.90>253.90 31 2 2，3，7，8-TCDF 26.597 303.90>240.90 31 305.90>242.90 31 3 13C-1，2，3，4-TCDD 26.857 331.90>267.90 25 333.90>269.90 25 4 13C-2，3，7，8-TCDD 27.749 331.90>267.90 25 333.90>269.90 25 5 2，3，7，8-TCDD 27.807 319.90>256.90 25 321.90>258.90 25 6 13C-1，2，3，7，8-PeCDF 35.283 351.90>287.90 34 349.90>285.90 34 7 1，2，3，7，8-PeCDF 35.312 339.90>276.90 34 337.90>274.90 34 8 13C-2，3，4，7，8-PeCDF 38.217 351.90>287.90 37 349.90>285.90 37 9 2，3，4，7，8-PeCDF 38.276 339.90>276.90 37 337.90>274.90 37 10 13C-1，2，3，7，8-PeCDD 39.103 367.90>303.90 25 365.90>301.90 25 11 1，2，3，7，8-PeCDD 39.125 355.90>292.90 25 353.90>290.90 25 12 13C-1，2，3，4，7，8-HxCDF 45.332 385.80>321.90 37 387.80>323.90 37 13 1，2，3，4，7，8-HxCDF 45.361 373.80>310.90 37 375.80>312.90 37 14 13C-1，2，3，6，7，8-HxCDF 45.594 385.80>321.90 37 387.80>323.90 37 15 1，2，3，6，7，8-HxCDF 45.609 373.80>310.90 37 375.80>312.90 37 16 13C-2，3，4，6，7，8-HxCDF 46.825 385.80>321.90 37 387.80>323.90 37 17 2，3，4，6，7，8-HxCDF 46.836 373.80>310.90 37 375.80>312.90 37 18 13C-1，2，3，4，7，8-HxCDD 47.204 401.80>337.90 25 403.80>339.80 25 19 1，2，3，4，7，8-HxCDD 47.205 389.80>326.90 25 391.80>328.80 25 20 C-1，2，3，6，7，8-HxCDD 47.418 401.80>337.90 25 403.80>339.80 25 21 1，2，3，6，7，8-HxCDD 47.427 389.80>326.90 25 391.80>328.80 25 22 13C-1，2，3，7，8，9-HxCDD 47.890 401.80>337.90 25 403.80>339.80 25 23 1，2，3，7，8，9-HxCDD 47.919 389.80>326.90 25 391.80>328.80 25 24 C-1，2，3，7，8，9-HxCDF 48.452 385.80>321.90 34 387.80>323.90 34 25 1，2，3，7，8，9-HxCDF 48.541 373.80>310.90 34 375.80>312.90 34 26 3C-1，2，3，4，6，7，8-HpCDF 51.214 419.80>355.80 37 421.80>357.80 37 27 1，2，3，4，6，7，8-HpCDF 51.230 407.80>344.80 37 409.80>346.80 37 28 3C-1，2，3，4，6，7，8-HpCDD 53.068 435.80>371.80 25 437.80>373.80 25 29 1，2，3，4，6，7，8-HpCDD 53.084 423.80>360.80 25 425.80>362.80 25 30 C-1，2，3，4，7，8，9-HpCDF 53.848 419.80>355.80 37 421.80>357.80 37 31 1，2，3，4，7，8，9-HpCDF 53.867 407.80>344.80 37 409.80>346.80 37 32 13C-OCDD 57.454 469.70>405.80 25 471.70>407.80 25 33 OCDD 57.464 457.70>394.80 25 459.70>396.80 25 34 OCDF 57.687 441.70>378.80 34 443.70>380.80 34 结果与讨论 2.1色谱图 图1是17种PCDD/Fs 同系物的分析质量色谱图(EPA 1613-CS3)，仪器分析时间共计 60 min。 图1 PCDD/Fs(10-100 pg/uL)的质量色谱图 (EPA 1613-CS3)，峰号对应目标物参见表2 2.2灵敏度考察 为考察 GC-MS/MS 在低进样浓度的响应灵敏度，将 EPA-1613CS1标准溶液稀释50倍(10 fg/uL 2，3，7，8-TCDD)，进样量为2uL，即绝对进样量为20 fg。 PCDD/Fs 同系物的 MRM分析质量色谱图如图2。 图2 PCDD/Fs同系物(10-100 fg/uL， 2 pL 进样体积)的MRM分析质量色谱图 2.3重复性考察 将稀释50倍的 EPA-1613CS1(10 fg/uL， 2，3，7，8-TCDD)分别进行日内和日间进样，考察仪器响应的重复性和稳定性。日内连续进样4次，日间连续进样3天，共计12次。峰面积变化的结果见图7， 17种 PCDD/Fs 同系物与对应C标记同位素内标的峰面积 RSD 均小于20%(见图3)，表明仪器响应的重复性和稳定性均较好。 图3 PCDD/Fs与C标记同位素内标峰面积的重现性(n=12) 2.4线性考察 采用 EPA-1613CVS 系列 (CSL，CS0.5，CS1-CS4)制作标准曲线。标准溶液进样量为1pL。所有化合物在设定范围内(例：0.1-40 ng/mL (TCDD)) 线性相关系数 R>0.999。17 种PCDD/Fs 同系物的平均相对响应因子见表3。图4-6分别例举了 2，3，7，8-TCDD， 2，3，7，8-TCDF 和1，2，3，7，8-PeCDD的校正曲线。 表2217种PCDD/Fs校准曲线的相关系数及各同系物的平均响应因子及对应方法检出限 化合物 浓度范围 平均相对响应因子 相对标准偏差 方法检出限 (pg/g) 2，3，7，8-TCDF 0.1-40 1.19 4.5 0.033 1，2，3，7，8-PeCDF 0.5-200 1.08 4.5 0.150 2，3，4，7，8-PeCDF 0.5-200 1.12 6.6 0.092 1，2，3，4，7，8-HxCDF 0.5-200 1.08 7.1 0.183 1，2，3，6，7，8-HxCDF 0.5-200 1.06 6.8 0.211 2，3，4，6，7，8-HxCDF 0.5-200 1.11 8.6 0.107 1，2，3，7，8，9-HxCDF 0.5-200 0.99 4.7 0.190 1，2，3，4，6，7，8-HpCDF 0.5-200 1.13 5.7 0.106 1，2，3，4，7，8，9-HpCDF 0.5-200 1.12 5.0 0.154 OCDF 1.0-400 1.30 7.1 0.397 2，3，7，8-TCDD 0.1-40 1.32 11.5 0.033 1，2，3，7，8-PCDD 0.5-200 1.10 5.5 0.099 1，2，3，4，7，8-HxCDD 0.5-200 1.09 4.2 0.179 1，2，3，6，7，8-HxCDD 0.5-200 1.06 7.1 0.194 1，2，3，7，8，9-HxCDD 0.5-200 0.99 7.6 0.157 1，2，3，4，6，7，8-HpCDD 0.5-200 1.15 9.2 0.185 OCDD 1.0-400 1.10 6.1 0.442 图4 ：2，3，7，8-TCDD的6点线性拟合校准曲线及平均响应因子 图52.2，3，7，8-TCDF的6点线性拟合校准曲线及平均响应因子 图6 11，2，3，7，8-PeCDD的6点线性拟合校准曲线及平均响应因子 2.5方法检出限 使用作为空白牛肉样品进行加标实验以计算方法检出限(MDL)。设置3个平行样品，分别向其中添加10 pLEPA-1613PAR稀释液(100-1000 pg/mL)及 1 ng 同位素添加内标(EPA-1613LCS)，后续的前处理方法与实际样品相同，在仪器分析前加入1 ng 同位素进样内标(EPA-1613ISS)。将净化后的每个空白样品重复进样3次并计算其3倍RSD(n=9) 作为方法检出限(表3)。计算得到 PCDD/Fs 同类物的方法检出限范围为 0.033-0.442 pg/g， 低于样品中欧盟规定的食品中二噁英物质最高残留限量的检测要求。 2.6实际样品分析 牛肉样品经前处理后，在相同的气相色谱条件下分别进行 GC-MS/MS 和 HRGC/HRMS 检测分析，并以 HRGC/HRMS 的测定结果作为参考值。在本研究中，如果化合物浓度低于方法检出限，则以方法检出限计算。每个样品在 GC-MS/MS上重复进样6次以验证 GC-MS/MS 方法测定结果的精密度。在 GC-MS/MS 则检测结果中，牛肉中PCDD/Fs 的毒性相当量(TEQ) 为 0.51 pg WHO-TEQ2005/g fat； 而 HRGC/HRMS 的检测结果中，牛肉中 PCDD/Fs 的毒性相当量(TEQ)分别为 0.58 pg WHO-TEQ2005/g fat。二者相对偏差RD<15%， 表明 GC-MS/MS 与 HRGC/HRMS的分析结果具有较好的一致性。 Beef 图88牛肉中PCDD/Fs同系物的GC-MS/MS和HRMS检测结果对比图 结论 岛津 GCMS-TQ8050系统能够实现对牛肉中 PCDD/Fs 的有效筛查和定量分析。该方法具有较高的灵敏度，良好的线性和重现性。对实际样品的分析显示， GC-MS/MS 能够获得与 HRGC/HRMS 的基本一致的分析结果。结果表明岛津的 GCMS-TQ8050可以胜任牛肉中二噁英类的定量检测，并且完全满足欧盟法规的要求。 田岛津全球应用技术开发支持中心 本文介绍了一种气相色谱-三重四极杆质谱法(GC-MS/MS)测定牛肉中超痕量二噁英(PCDD/Fs)的分析方法。方法具有良好的灵敏度和重现性，对绝对进样量为20-200 fg的17种PCDD/Fs信噪比均大于50，色谱峰面积的相对标准偏差（RSD）小于20%（n=12）。方法在较宽的浓度范围内具有良好的线性，标准曲线的相对响应因子（RRF）的RSD均小于15%。利用本方法测定了牛肉中二噁英的浓度，其检测结果与高分辨气相色谱/高分辨质谱法（HRGC/HRMS）结果具有良好的一致性，可以满足EPA 1613B方法的技术要求。