食品中添加剂检测方案(液质联用仪)

Application No.C236News http：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行行：2020年10月400-650-0439 ApplicationNews LC/MS LCMSTM-9030 利用四极杆飞行时间质谱仪LCMS-9030分析食品容器中添加剂 No.C236 合田隆大 对用户的好处 通过使用本系统，可简便地定性高分子材料中包含的各种添加剂。 即使是复杂的样品，也可利用高分辨率实现高精度定量。 在高分子材料的评估和功能性高分子开发/改良发挥着重要作用。 1前言 塑料和橡胶等高分子材料中含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂等添加剂。在高分子材料的开发及制造过程中，通过加入合适种类及合适量的添加剂，可大幅提高性能和耐久性，因此掌握高分子材料中所含添加剂信息非常重要。 在应用报告 No.C079 当中，介绍了使用三重四极杆(TQ)高效液相色谱质谱仪 (LCMS)定量高分子添加剂的事例。本应用报告当中，将介绍使用四极杆飞行时间型 (QTOF)LC-MS， 即 LCMS-9030，对食品容器内所含高分子添加剂进行定性及定量分析。 |食品用容器的分析 对5种食品容器内所含高分子添加剂进行了分析。在切碎的0.1g食品容器(包装、薄膜)加入1mL THF， 进行1分钟超声波处理，加入1ml甲醇，使用 0.2 um 过滤器过滤上清液后，使用甲醇进行稀释，作为测定用试样。 图1所示为使用 LabSolutions Insight ExploreM的化合物检测功能采集食品A 薄膜谱峰的结果。 (min) 图1使用 Insight Explore 采集食品A薄膜谱峰的结果 在 m/z 637.4941、386.3057、1194.8190、548.5039、647.4591 的 EIC 上检测出谱峰。这些m/z分别相当于源自Irganox 1098、CYANOX 425、Irganox 1010、Irganox 1076及 Irgafos 168 的离子的 m/Z。 这里以 m/z 637.4941 的 EIC 上的谱峰(谱峰X)结构推测结果为例，如图2所示。结构式为 C40H64N204 图2谱峰×的结构推测结果 (上：测定光谱、中：理论光谱、下：结构式候补) 表1测定条件 [UHPLC 条件] 色谱柱 Kinetex2.6u XB-C18(75 mm × 2.1 mm I.D.， 2.6 um) 流动相A 10 mmol/L 甲酸铵的水溶液 流动相B 甲醇 流速 0.5 mL/min 时间程序 35%(0 min)-100%(4-7.5 min)-35% (7.51-10 min) 柱温 40℃ 进样量 2uL [MS条件] 离子源 ESl 正/ESI负 模式 Scan， MS/MS 雾化气流量 2.0L/min 干燥气流量 10.0L/min 加热气流量 10.0 L/min 'DL温度 250℃ BH温度 400℃ 接口温度 ： 300C 化合物的探索 为确认此谱峰的结构式及化合物名称，使用AdvancedChemistry Development 公司的 ACD/MS Structure ID Suite 进行了分析。使用此软件可根据精密质量及结构式信息，从 PubChem的离线数据库(注册约1亿件)列出化合物，同时计算片段预测中所得产物离子与已测定 MS/MS 光谱中观察到的产物离子的一致度(归属率)，由此为化合物排名。 在数据库中搜索结构式C40H64N204后，共得到71种化合物候补。 对数据库搜索后列出的候补化合物进行排名，结果如图3所示。PubChem CID 90004 的化合物呈现出最高的归属率。使用PubChem进行在线搜索，结果发现此化合物为 Irganox 1098(图4)。 图3利用 ACD/MS Structure ID Suite 进行的数据库搜索和归属率排名结果 为妥善定性，测定了添加剂标准品。确认 Irganox1098 的保留时间后发现，与谱峰X的保留时间一致。此外，比较 Irganox1098和谱峰×的 MS/MS 光谱后发现，得出几乎相同的光谱(图5)。根据以上结果，确认谱峰×为Irganox 1098。 如上所述，使用 LCMS-9030 和 LabSolutions Insight Explore及 ACD/MS Structure ID Suite， 通过①LCMS 及LC-MS/MS 测定，②利用 Insight Explore 进行谱峰采集，③推测目标谱峰结构，④利用离线数据库搜索结构式，⑤根据片段归属率缩小候补化合物，⑥利用在线数据库搜索结构式、化合物，⑦利用标准品进行确认分析等步骤，可搜索目标谱峰的结构式及化合物名称。 PubChem CID： 90004 图5 Irganox@1098标准品(上)和谱峰X(下)的MS/MS光谱 食品容器中高分子添加剂的定量分析 为定量分析食品容器内所含高分子添加剂，采集了 MS/MS色谱图。 图6所示为各成分的校准曲线，表2所示为各化合物的校准曲线范围及相关系数(R)。 按照前述方法抽取食品容器试样，使用甲醇稀释至10倍~1000倍。经定量计算，发现稀释1000 倍的各试样 Irgafos 168 的浓度为 1.85~40 ppb， 各包装及薄膜中的浓度为37~800 mg/g。表3所示为各化合物的定量结果(包括Irgafos 168)，图7所示为食品A薄膜的代表性 MS/MS 色谱图。 图614种高分子添加剂成分的校准曲线 表214种高分子添加剂成分的校准曲线范围及相关系数 化合物名称 电离法 前体离子 监控离子 校准曲线范围(ppb) 相关系数(R2) TinuvinP ESI 正 226.0975 120.0556 1-1000 0.999 Irganox 245 ESI正 604.3844 177.1279 0.05-50 0.998 Irganox MD 1024 ESI正 570.4265 181.0972 0.1-100 0.995 Irganox 1098 ESI正 637.4939 321.2537 0.1-100 0.996 CYANOX 2246 ESI负 339.2330 163.1128 0.1-100 0.999 CYANOX 425 ESI负 367.2643 367.2643 0.1-100 0.999 Irganox 1035 ESI 正 660.4292 249.1485 0.05-50 0.998 Tinuvin120 ESI 正 439.3207 233.1531 0.01-10 0.999 Tinuvin° 328 ESI 正 352.2383 282.1601 0.1-100 0.999 Irganox1010 ESI正 1194.8179 1194.8179 0.1-100 0.995 Irganox 1330 ESI正 792.6289 219.1743 0.05-50 0.995 Irganox565 ESI 正 589.3968 250.1009 0.5-100 0.993 Irganox 1076 ESI 正 548.5037 475.4146 0.5-100 0.997 Irgafos 168 ESI 正 647.4588 647.4588 0.5-100 0.999 图7食品A薄膜代表性的 MS/MS色谱图 表3食品容器中高分子添加剂的定量结果 化合物名称 浓度(mg/g) 食品A包装食品A薄膜 食品B包装 食品B薄膜 食品C包装食品C 薄膜 食品D包装 1 1 食品D薄膜 食品E包装 食品E薄膜 Tinuvin@p ---- --- -- ----- -- --- --- -- -- --- Irganox245 ----- --- --- 0.043 --- ----- Irganox"MD 1024 0.823 0.695 0.627 0.486 0.479 0.430 0.376 0.400 0.318 0.278 Irganox 1098 -- 7.104 8.64 -- CYANOX 2246 0.021 -- ----- --- CYANOX 425 0.130 3.132 0.069 -- Irganox1035 0.011 0.012 --- ----- ---- --- --- Tinuvin120 0.005 -- --- ----- .-- --- Tinuvin328 0.024 ----- .-- -- - 0.268 .-- --- Irganox 1010 9.544 51.094 1.698 -- 14.054 76.426 6.260 58.466 15.218 113.920 Irganox 1330 -- ----- -- --- --- ----- -- 0.004 Irganox565 0.159 ----- ----- ----- ----- ----- 0.135 Irganox1076 2.140 8.366 -- 25.450 2.636 2.482 7.994 9.644 1.484 8.438 Irgafos 168 111.04 339.94 119.64 37.1 253.68 799.66 350.10 616.62 205.24 126.96 总结 通过使用四极杆飞行时间液相色谱质谱仪LCMS-9030 和LabSolutions Insight Explore、ACD/MS Structure ID Suite 等分析软件，实现了包括检测、定性及定量高分子材料中所含功能性添加剂的工作流程。 可期待为合成高分子材料进一步有效开发、改良做出贡献。 岛津应用云 LCMS 及 LabSolutions Insight Explore 是岛津制作所株式会社在日本及其他国家的商标Tinuvin、Irganox 及 Irgafos 是 BASF SE 在日本及其他国家的商标。 CYANOX 是 CYTEC TECHNOLOGY CORP. 在美国及其他国家的商标。 Kinetex 是 Phenomenex公司在美国及其他国家的商标。 古 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 ( 免责声明： ) ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 ) ( 如有变动，恕不另行通知。 ) 塑料和橡胶等高分子材料中含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂等添加剂。在高分子材料的开发及制造过程中，通过加入合适种类及合适量的添加剂，可大幅提高性能和耐久性，因此掌握高分子材料中所含添加剂信息非常重要。本应用报告中将介绍使用四极杆飞行时间型(QTOF) LC-MS，即LCMS-9030，对食品容器内所含高分子添加剂进行定性及定量分析。