周 政，李晨曦，張新中，彭 濤，王雪梅*

(1.西北師范大學化學化工學院，甘肅蘭州 730070；2.蘭州市食品藥品檢驗檢測研究院，甘肅蘭州 730050)

多環(huán)芳烴(PAHs)具有毒性、突變性和致癌性[1-2].美國環(huán)境保護署(US-EPA)將16種PAHs列為優(yōu)先有機污染物[3].PAHs的毒性具有潛伏性和隱匿性，很容易被忽視，人類主要通過吸入和飲食2種方式攝入[4-5].近年來，隨著餐飲行業(yè)的發(fā)展，外賣的訂購者和訂單數(shù)逐年攀升.餐飲外賣在給人們提供便捷以及巨大的經(jīng)濟效益的同時也帶來了食品安全隱患.PAHs普遍存在于木炭、石化產(chǎn)品、染料、塑料和橡膠中，餐盒的主要成分是塑料，PAHs有被帶入到食品中的可能性[6-7].因此，建立外賣餐盒中PAHs的快速檢測方法具有重要意義.

目前，多環(huán)芳烴的主要檢測手段有液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法、氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法等，其中氣相色譜-質(zhì)譜法被看作是分析PAHs的重要手段，該方法可以在多組分中快速準確的對PAHs定性定量[8].已有不少學者檢測了不同環(huán)境介質(zhì)中的PAHs，但食品接觸類材料中PAHs的報道卻相對較少.

文中以食品外賣餐盒為研究對象，通過比較分子印跡柱(MIC)、凝膠滲透色譜(GPC)、QuEChERS、液-液萃取(LLE)和固相萃取(SPE)等5種不同樣品前處理技術對16種PAHs的萃取結(jié)果，建立了分子印跡柱結(jié)合氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(MIC-GC-MS/MS)的分析方法，用于測定外賣餐盒中的16種PAHs.采用本方法對本地區(qū)餐飲飯店售賣的50份外賣餐盒進行分析測定，發(fā)現(xiàn)有8份外賣餐盒檢出4種PAHs.本方法適用于食品外賣餐盒中PAHs的檢測，對于評價人群中多環(huán)芳烴的暴露風險具有重要意義.

1 實驗材料及方法

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890B GC-5977AMS氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀,Prep Line凝膠凈化系統(tǒng),Centrifuge 5810R高速離心機,R-12平行溶劑濃縮蒸發(fā)儀,Vortex-genie 2渦旋振蕩器,KS501 搖床,EVA 08氮吹儀, B-400 均質(zhì)儀；XSE205DU電子天平,Eppendorf移液槍(10～100 μL, 100～1 000 μL).

Cleanert?FlorisilHLB小柱(500 mg·3 mL-1)、0.22 μm有機濾膜、Cleanert?BAP分子印跡柱,QuEChERS樣品前處理試劑盒,GPC凝膠柱(Bio-Beads S-X3填料， 400 mm×25 mm， 0.25 μm),HP-5 MS UI色譜柱(30 m×250 μm×0.25 μm).試驗用水為超純水.

試驗材料：采集聚丙烯(PP)餐盒、聚乙烯(PE)餐盒、低密度聚乙烯(LDPE)餐盒、高密度聚乙烯(HDPE)餐盒、聚苯乙烯(BOPS)膜、聚苯乙烯(PS)餐盒等剪成1 cm見方的碎片后，打碎，混勻，最終制得粒徑小于0.5 mm的顆粒作為樣品.

1.2 標準溶液的配制

16種PAHs標準品各取0.005 g，用正己烷配成200 mg·L-1的單標儲備液；混合儲備液由單標儲備液混合后用正己烷稀釋制得.由乙腈稀釋混合儲備液制得標準工作溶液，并在-18 ℃下保存.

1.3 實驗方法

1.3.1 分子印跡柱(MIC) 將1 g餐盒材料加入15 mL等體積混合的正己烷-丙酮溶液中，低溫超聲提取30 min，得到樣品溶液.將處理好的樣品溶液添加到預先用30 mL正己烷活化好的分子印跡柱Cleanert?BAP中，棄去濾液.然后進行洗脫，方法為：向柱中加入80 mL正己烷，在重力作用下通過柱子，收集濾液.濾液氮氣吹干，用2 mL乙腈復溶，再用有機濾膜過濾，濾液待測.

1.3.2 QuEChERS 將1.5 g餐盒材料加入到10 mL正己烷中，靜置15 min，渦旋2 min，加入0.5 g C18粉末，渦旋3 min，離心(5 000 r·min-1)3 min后，用有機濾膜過濾上清液，濾液待測[9].

1.3.3 凝膠滲透色譜(GPC) 稱取1 g餐盒材料，添加10 mL等體積混合的正己烷-丙酮溶液，振蕩1 min，低溫超聲30 min后離心，取上清液氮吹至干，加入乙酸乙酯-環(huán)己烷(1∶1)定容至10 mL，通過GPC分離，進樣量為5 mL，紫外檢測波長為254 nm，流動相為乙酸乙酯-環(huán)己烷(1∶1)，流速為4.7 mL·min-1，收集11～22 min餾分，并進行旋蒸濃縮，用乙腈定容至2 mL，濾液待測[10].

1.3.4 固相萃取(SPE) 稱取1 g餐盒材料，取100 μL 2 mg·L-1的PAHs標準溶液作為內(nèi)標，加入20 mL環(huán)己烷-乙酸乙酯(1∶1)作為溶劑，在20.0 g無水硫酸鈉中超聲15 min，高速離心3 min，取上清液以40 ℃氮氣吹干，加入5 mL6 g·L-1的乙醇為溶劑的KOH溶液復溶，再加入4 mL純水、5 mL正己烷，漩渦2 min，高速離心2 min，提取上清液,使用固相萃取Cleanert?FlorisilHLB小柱3 mL萃取，流速1.0 mL·min-1，用4 mL正己烷淋洗除雜，用5 mL二氯甲烷-乙酸乙酯(1∶1)洗脫，收集洗脫液，并且氮氣吹干，以0.3 mL丙酮-異辛烷溶液(1∶1)復溶，待測[11].

1.3.5 液-液萃取(LLE) 稱取1 g樣品，加入30 mL正己烷∶乙腈(1∶1)溶液，渦旋1 min，靜置分層，12 h后用0.22 μm濾膜將乙腈層過濾，濾液待測.

1.4 實驗條件

1.4.1 色譜條件 毛細管色譜柱：HP-5 ms UI(30 m×250 μm×0.25 μm)；進樣口溫度：250 ℃；載氣：氦氣(≥99.999%)；載氣流速：1.0 mL·min-1；程序升溫：初始溫度90 ℃，保持1 min，以20 ℃·min-1將溫度升至220 ℃，再以5 ℃·min-1將溫度升至320 ℃，保持2 min.進樣體積：1.0 μL；進樣方式：不分流進樣.

1.4.2 質(zhì)譜條件 離子源：電子轟擊離子源,電離能量為70 eV,電離溫度為250 ℃,溶劑延遲5 min,傳輸線溫度為280 ℃,燈絲電流為100 μA.數(shù)據(jù)采集模式為離子掃描(SIM)監(jiān)測模式，Agilent MassHunter工作軟件.

2 結(jié)果與討論

2.1 氣相色譜-質(zhì)譜條件優(yōu)化

16種PAHs經(jīng)過分離后，以分段掃描監(jiān)測16種多環(huán)芳烴(圖1).以分子量大、干擾小和豐度高的碎片作為特征離子，優(yōu)化結(jié)果見圖1，總離子流圖內(nèi)的16種多環(huán)芳烴特征峰完全分離，證明優(yōu)化的條件可以有效的分離并檢測樣品中的多環(huán)芳烴.

2.2 前處理技術的確定

開發(fā)便捷高效、選擇性好的前處理技術對提高分析方法的靈敏度，減小誤差起著決定性作用.本研究對GPC，QuEChERS，MIC，SPE和LLE等5種樣品前處理技術進行了對比分析.其中GPC耗時長， 且消耗有機溶劑較多[12]；QuEChERS操作簡便，但對PAHs提取不充分、樣品中雜質(zhì)未能完全凈化；LLE消耗有機溶劑多，對環(huán)境危害大，而且在濃縮環(huán)節(jié)中會有目標物的損失，帶來較大的誤差；SPE的精密度高、萃取效果好，但對PAHs的選擇性不及MIC[13].通過比較5種樣品前處理技術對16種PAHs的回收率進行分析，結(jié)果見圖2，MIC對16種PAHs均獲得了最高的回收率，這是因為分子印跡柱具有高的選擇性，基質(zhì)去除良好[14].最終選擇以分子印跡柱結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法(MIC-GC-MS/MS)進行后續(xù)實驗.

圖2 5種前處理方法對16種多環(huán)芳烴的回收率(n=5)

2.3 分子印跡柱前處理技術的優(yōu)化

2.3.1 提取溶劑的選擇 對比了7種溶劑對多環(huán)芳烴的萃取效果.結(jié)果表明，單一溶劑的洗脫效果并不理想，均低于90%；混合溶劑中正己烷∶丙酮(1∶1)對16種PAHs的回收率為75.69%～107.24%，丙酮∶二氯甲烷(1∶1)的回收率為68.59%～99.68%，正己烷∶二氯甲烷(1∶1)的回收率為70.59%～101.46%.由此可得，正己烷∶丙酮(1∶1)對PAHs提取效率最高，這是由于正己烷的極性與PAHs單體接近，二者相似相溶，而丙酮的脂溶性有利于中環(huán)、高環(huán)PAHs單體溶解[15].因此，選用正己烷∶丙酮(1∶1)作為PAHs的提取溶劑.

2.3.2 提取溶劑體積的選擇 分別準確加入10,12,15,20 mL提取液對樣品進行洗脫，結(jié)果表明，在樣品為1.5 g時， PAHs的提取效果在洗脫液體積為20 mL時與洗脫液體積在15 mL時基本相同(圖3)，為減小提取溶劑對環(huán)境的污染，本實驗最終將萃取溶劑的體積確定為15 mL.

圖3 不同提取體積對多環(huán)芳烴的提取效果

2.3.3 提取時間的選擇 研究了提取時間在10,20,30,40,50 min時MIC對外賣餐盒中16種PAHs的提取效果(回收率)進行比較.結(jié)果表明(圖4),提取時間小于30 min時，PAHs提取率隨時間延長而逐漸升高；當達到30 min時，PAHs的提取率最大；30 min后，PAHs總量變化很小，部分PAHs反而下降.因此，將提取時間設置為30 min.

圖4 不同時間對PAHs的提取效果

2.4 方法學參數(shù)驗證

2.4.1 標準曲線及定量限 采用MIC進行樣品前處理，本實驗需考慮待測物樣品基質(zhì)的影響.鑒于基質(zhì)效應,樣品基質(zhì)對目標物的測定產(chǎn)生了影響，因此以基質(zhì)匹配標準溶液校準法來減小基質(zhì)效果的影響[14].結(jié)果見表1，16種多環(huán)芳香烴在0.6～48 μg·kg-1內(nèi)呈良好的線性關系，相關系數(shù)r>0.997,方法的檢出限為0.26～0.48 μg·kg-1,定量限為0.81～1.42 μg·kg-1.

表1 16 種多環(huán)芳烴的質(zhì)譜測定參數(shù)

2.4.2 精密度及回收率 選取未檢出PAHs的餐盒材料進行加標回收實驗(n=6)，設置的添加水平分別為高(15 μg·kg-1)、中(10 μg·kg-1)、低(5 μg·kg-1)，每個添加水平做6次平行測定.結(jié)果見表2，回收率為85.49%～98.47%，相對標準偏差(RSD)為1.47%～5.21%.

表2 16種多環(huán)芳烴的本底值及不同添加水下的回收率、標準偏差(n=6)

2.5 實際樣品的測定

通過檢測當?shù)夭惋嬶埖晔圪u的50份外賣餐盒(表2)，共有8份外賣餐盒檢出4種不同類型的PAHs，其中2份檢出萘、2份檢出芴、3份檢出菲、1份檢出菲和苯并(a)芘，檢出最高含量分別為1.2(萘)、2.1(芴)、1.3(菲)和2.6 μg·kg-1(苯并(a)芘).結(jié)果表明，分子印跡柱結(jié)合氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(MIC-GC-MS/MS)是檢測食品外賣餐盒中16種PAHs的有效方法.

3 結(jié)束語

比較了5種樣品前處理技術用于萃取外賣餐盒中的PAHs，通過回收率,得到5種方法的準確度排序為MIC>QuEChERS>GPC>SPE>LLE，并研究了5種方法對PAHs的萃取效率、環(huán)境的影響等綜合因素，最終選擇分子印跡柱萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(MIC-GC-MS/MS)作為檢測食品外賣餐盒中16種PAHs的分析方法.在最佳的實驗條件以15 ml正己烷∶丙酮(1∶1)提取30 min時，該方法的選擇性好，檢出限為0.26～0.48 μg·kg-1，定量限為0.81～1.42 μg·kg-1，回收率為85.49%～98.47%，相對標準偏差(RSD)為1.47%～5.21%，滿足對食品接觸材料中PAHs分析測定的需要.本研究對食品安全的監(jiān)測檢驗、預警和控制以及PAHs等POPs類的痕量污染物的分析測定具有一定的借鑒意義.