固态食品中11种光引发剂的基质固相分散萃取-气相色谱串联质谱测定方法

摘要

本发明公开一种测定固态食品中11种光引发剂的检测方法，是对二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮等11种光引发剂残留量的测定，其特征在于：该测定方法具体步骤如下：a、样品前处理；b、标准工作溶液的配置；c、仪器分析；d、结果计算。本发明与现有技术相比具有如下特点和优势：试验材料容易获得、廉价和有效；选用具有巨大比表面积和结构特异性的多层碳纳米管作为吸附剂；在样品前处理过程中所采用的基质固相萃取方式(MSPD)，样品和有机溶剂用量少，避免了对样品均化、沉淀、离心等环节可能造成的待测物损失，操作快速简单，特别适用于固体、半固体以及粘性样品的处理并且效率较高。

说明书

技术领域

本发明属于固态食品中光引发剂残留检测技术领域，主要涉及固态食品 中的二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮、对-N,N-二甲氨基 苯甲酸乙酯、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、2,2-二甲 氧基-1,2-二苯基-乙酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、对-N,N-二甲氨基苯甲酸异 辛酯和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮11种光引发剂残留量 的测定技术，具体涉及一种固态食品中11种光引发剂的基质固相分散萃取- 气相色谱串联质谱测定方法。

背景技术

长期以来，我国食品塑料包装材料印刷油墨多以苯溶性油墨为主，由于 苯类溶剂残留的存在，在一定条件下会迁移到包装内的食品中，无论是对环 境还是人体健康都会造成一定的潜在危害。相对于此类溶剂型油墨，紫外光 固化(UV)油墨由于固化速度快，不含有机溶剂，对环境污染小而被广泛运 用于固态食品印刷。

光引发剂在引发聚合反应后，大部分光引发剂会变成残基而成为聚合物 的链端，但有些未聚合的光引发剂会残留在油墨之中，而这些小分子化合物 又能从包装材料的印刷油墨中迁移到包装中食品里面，造成食品污染。从 2005年意大利发现雀巢奶粉中渗有光引发剂ITX后，随后各种光引发剂污染 食品事件都得到曝光，也得到各国的关注和研究。

目前，光引发剂的检测方法多采用高效液相色谱-质谱法(LC-MS)、气 相色谱-质谱法(GC-MS)、液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)、气相色谱-串 联质谱法(GC-MS/MS)等进行分离测定。除此之外也有一些新型的检测方法 应用于光引发剂的检测，例如，2012年，李海东等运用了分子印迹技术检测 固态食品材料中的BP；2013年，Bentayeb等用飞行时间质谱检测了3种包 装材料中的12种光引发剂。

国外针对光引发剂的残留量和迁移量都有明确规定，而国内尚无这方面 法律法规上的规定，且对于光引发剂的残留分析起步较晚，因此，为降低我 国此类产品的出口风险，帮助出口企业应对国外技术壁垒，急需建立固态食 品中多种光引发剂的同时检测方法，为日常的检验监管工作提供技术支持。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种固态食品中11种光 引发剂的基质固相分散萃取-气相色谱串联质谱测定方法。该测定方法检测 方便，测试精准，具有指导意义。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种固态食品中11种光引发剂的基质固相分散萃取-气相色谱串联质谱 测定方法，是对二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮、对 -N,N-二甲氨基苯甲酸乙酯、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-氯二苯 甲酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基-乙酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、对-N,N-二 甲氨基苯甲酸异辛酯和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮11种 光引发剂残留量的测定，该测定方法具体步骤如下：

(1)、样品前处理：对样品进行基质固相分散萃取，将固态食品材料 试样和吸附剂以5:1的质量比研磨充分，将其转移至底部填有滤纸和1g弗 罗里硅土的20mL注射针筒中，然后在20mL注射针筒上部再垫上一层滤纸， 用10mL注射器的活塞轻轻挤压至5mL刻度处；接着，用15mL洗脱剂进行重 力洗脱，收集洗脱液，将洗脱液用氮气吹干，加入2mL乙酸乙酯涡旋 1min，静置，得到定容待测液。

优选的，所述吸附剂采用多层碳纳米管；步骤(1)中样品与吸附剂的 研磨过程为准确称取0.2g多层碳纳米管放入无孔的玻璃研钵中，再倒入1g 均质过的样品，用磨棒温和研磨1min，使样品与吸附剂充分混合。

优选的，所用洗脱剂为丙酮-正己烷(V/V，1:1)的混合溶液。

(2)、标准工作溶液的配置：首先，分别称取上述11种光引发剂标准 品，进行单一标准品储备溶液的配置；其次，分别移取单一标准品储备溶 液于容量瓶中定容，得到11种光引发剂的混合标准溶液；最后，用有机试 剂溶解稀释配置成具有浓度梯度的各种光引发剂的标准工作溶液。

优选的，标准工作溶液的具体配置过程如下：首先进行单一标准品储 备溶液的配置：分别准确称取100mg的二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、1-羟基 环己基苯基酮、对-N,N-二甲氨基苯甲酸乙酯、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二 苯甲酮、4-氯二苯甲酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基-乙酮、邻苯甲酰苯甲 酸甲酯、对-N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗 啉基-1-丙酮11种光引发剂标准品，精确至0.1mg，用乙腈溶解并分别定容 于100mL棕色容量瓶中，制备成1mg/mL的标准储备液，于-20℃下避光保 存；

再进行标准工作溶液的配置：分别准确移取2mL各标准储备液于100mL 的棕色容量瓶中，用乙酸乙酯定容，制备成20mg/L的混合标准溶液，-20℃ 下避光保存，得到中间储备液；

最后，以乙酸乙酯为溶剂，采用混合标准溶液稀释法制备系列标准工 作液；分别准确移取10μL、25μL、50μL、100μL、250μL、500μL中间 标准储备液于6个10mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，即得低浓度系列标准 工作溶液，配制的系列标准溶液浓度为0.02mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、 0.2mg/L、0.5mg/L、1mg/L。

(3)、仪器分析：采用GC-MS/MS分析方法，外标法定量。

优选的，仪器分析的具体试验条件如下，

气相色谱条件：色谱柱为弹性毛细管柱，固定相为50％苯基/50％甲基聚 硅氧烷，规格为30m(长度)×0.25mm(内径)×0.25μm(膜厚)；气相色 谱进样口温度为250℃；载气为氦气；载气流速为1.0mL/min；进样量为 1μL，并采用不分流进样模式；升温程序条件为初始温度60℃，保持 1min，以40℃/min的速率至200℃，再以4℃/min的速率至280℃保持 3.5min；

质谱条件：质谱的传输线温度为280℃；电离方式采用电子轰击源 (EI)；发射电流为50μA；电离能量为70eV；离子源温度为230℃；四极 杆温度为150℃；溶剂延迟时间为6min；质谱测定方式采用多反应监测模式 (MRM)。

(4)、结果计算：以各光引发剂的二级选择离子峰面积对其相应浓度 进行回归分析，得到标准曲线，工作曲线线性相关系数大于0.999，横坐标 为各光引发剂浓度，纵坐标为各光引发剂的定量离子峰面积；对处理后的 样品进行测定，测得检出各光引发剂二级选择离子峰面积，代入标准曲 线，求得样品中各光引发剂的含量。

其中，11种光引发剂的定性确认是在如上仪器条件下，试样待测液和 标准品的选择离子色谱峰在相同保留时间处(±0.2min)出现，并且对应质 谱碎片离子的质荷比与标准品一致。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明在样品前处理过程中所采用的基质固相萃取方式(MSPD)， 相较于液相萃取和液液分配除杂方式，具有一系列优势：样品和有机溶剂用 量少，避免了对样品均化、沉淀、离心、转溶、乳化和浓缩等环节可能造成 的待测物损失，操作快速简单，特别适用于固体、半固体以及粘性样品的处 理，能够较好的出去油墨等其它杂质。

2)、本发明方法效率高，仅在17分钟内即可实现11种光引发剂的同时 分析与测定，在实际检测工作中可以高通量的快速准确完成检测工作。

3)、本发明的基质固相萃取方式(MSPD)采用选用20mL塑料注射器针 筒作为SPE柱，试验材料容易获得、并且廉价和有效，降低了检测成本。同 时，由于选用与20mL注射器配套的活塞来进行挤压工作，会造成活塞上提 时将混合物再次提起的现象，而选用10mL塑料注射器的活塞将研磨后吸附 剂和样品的混合物压紧实，可以避免此类现象，进一步降低了样品的损失。

4)、本发明选用多层碳纳米管作为吸附剂，该吸附剂具有巨大比表面积 和结构特异性，可以在吸附剂量很少的情况下完成吸附，并对食品中色素类 干扰物质吸附效果特别好，使洗脱液特别澄清，在MSPD上的应用潜力巨大， 进一步保证了检测结果的准确性。

附图说明

图1为本发明的标准溶液选择离子色谱图示意图。

附表说明

表1：11种光引发剂信息

表2：11种光引发剂定性和定量离子及其它质谱条件

表3：标准曲线和检测限

表4：样品的回收率和相对标准偏差

表5：样品A中光引发剂目标物检测结果

表6：样品B中光引发剂目标物检测结果

表7：样品C中光引发剂目标物检测结果

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。

本发明对绿茶中11种光引发剂即二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、1-羟基 环己基苯基酮、对-N,N-二甲氨基苯甲酸乙酯、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二 苯甲酮、4-氯二苯甲酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基-乙酮、邻苯甲酰苯甲酸 甲酯、对-N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉 基-1-丙酮含量的检测方法如下。

1.试剂与材料

除特殊要求外，应使用分析纯级或以上试剂。包括丙酮；正己烷；乙腈； 乙酸乙酯：纯度≥98％；光引发剂：纯度≥98％，参见表1。

2.溶液的配置

洗脱剂：洗脱剂为丙酮-正己烷(V/V，1:1)的混合溶液。

标准溶液的配制：

分别称取100mg的11种光引发剂，精确至0.1mg，用乙腈溶解并分别 定容于100mL棕色容量瓶中，制备成1mg/mL的标准储备液，于-20℃下避光 保存；准确移取2mL各标准储备液于100mL的棕色容量瓶中，用乙酸乙酯定 容，制备成20mg/L的混合标准溶液，-20℃下避光保存，得到中间标准储备 液。

分别准确移取10μL、25μL、50μL、100μL、250μL、500μL中间标 准储备液于6个10mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，即得低浓度系列标准工 作溶液，配制的系列标准溶液浓度为0.02mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、 0.5mg/L、1mg/L。

3.样品处理

对样品进行基质固相分散萃取，首先对样品与吸附剂进行研磨。研磨过 程为准确称取0.2g多层碳纳米管吸附剂放入无孔的玻璃研钵中，再倒入1g 均质过的样品，用磨棒温和研磨1min，使样品与吸附剂充分混合。将按研磨 好的样品/吸附剂转移至底部填有滤纸和1g弗罗里硅土的20mL注射针筒中， 然后在针筒上部垫上一层滤纸，用10mL注射器的活塞轻轻挤压至5mL刻度 处。然后用15mL洗脱剂进行重力洗脱，收集洗脱液，将洗脱液用氮气吹干， 加入2mL乙酸乙酯涡旋1min，静置，取适量定容液待测。

若所测试样中光引发剂浓度超出标准曲线范围，则作适当倍数的稀释后 进行测定。

空白实验为不加样品，重复上述步骤，进行GC-MS/MS分析。

4.仪器条件

气相色谱条件：色谱柱为弹性毛细管柱，固定相为50％苯基/50％甲基聚 硅氧烷，规格为30m(长度)×0.25mm(内径)×0.25μm(膜厚)；气相色谱 进样口温度为250℃；载气为氦气；载气流速为1.0mL/min；进样量为1μL， 并采用不分流进样模式；升温程序条件为初始温度60℃，保持1min，以40 ℃/min的速率至200℃，再以4℃/min的速率至280℃保持3.5min。

质谱条件：质谱的传输线温度为280℃；电离方式采用电子轰击源 (EI)；发射电流为50μA；电离能量为70eV；离子源温度为230℃；四极 杆温度为150℃；溶剂延迟时间为6min；质谱测定方式采用多反应监测模式 (MRM)。其中，11种光引发剂的定性确认是在如上仪器条件下，试样待测 液和标准品的选择离子色谱峰在相同保留时间处(±0.2min)出现，并且对 应质谱碎片离子的质荷比与标准品一致。11种光引发剂定性和定量离子及 其它质谱条件见表2。

5.结果分析

以各光引发剂的二级选择离子峰面积对其相应浓度进行回归分析，得到 各光引发剂的标准工作曲线。用空白基质计算方法的定量限，按信噪比 S/N≥10计算得到分析方法的定量限(如表3)，标准溶液选择离子色谱示例 图如图1。由表3可知，所采用的色谱条件使11种光引发剂的色谱峰与杂质 色谱峰分离较好，并且具有非常好的线性相关性，定量限在0.005mg/kg～ 0.033mg/kg。

对空白食品样品进行高、中、低不同浓度水平的标准溶液加标回收率试 验，每个样品测定6次，回收率及日内精密度测定结果见表4。实验结果表 明，方法的平均回收率在85.1％～117.3％之间，平均相对标准偏差小于9％。 说明本法的回收率较高，重复性较好。

实施例1

用上述检测方法，选择绿茶样品A，测得样品中11种光引发剂目标物的 含量见表5。

实施例2

用上述检测方法，选择一红茶样品B，测得样品中11种光引发剂目标物 的含量见表6。

实施例3

用上述检测方法，选择一奶粉样品C，测得样品中11种光引发剂目标物 的含量见表7。

实施例4

现有技术的检测技术中多采用液液萃取对样品进行除杂，样品和有机溶 剂用量较多，不可避免地增加了对样品均化、沉淀、离心、转溶、乳化和浓 缩等环节可能造成的待测物损失，降低对包装上光引发剂检测结果的准确 性。

本发明对样品进行基质固相分散萃取，将按研磨好的样品/吸附剂转移 至底部填有滤纸和1g弗罗里硅土的20mL注射针筒中，然后在针筒上部垫上 一层滤纸，用10mL注射器的活塞轻轻挤压至5mL刻度处。然后用15mL洗脱 剂洗脱，收集洗脱液，将洗脱液用氮气吹干，加入2mL乙酸乙酯涡旋1min， 静置，能够较好的出去油墨等其它杂质，提高除杂效果，得到待测定容液； 本发明操作快速简单，特别适用于固体、半固体以及粘性样品的处理。

表1 11种光引发剂信息

表2 11种光引发剂定性和定量离子及其它质谱条件

表3标准曲线和定量限

表4 11种光引发剂的回收率和相对标准偏差

表5样品A中光引发剂目标物检测结果

注：“-”表示未检出

表6样品B中光引发剂目标物检测结果

注：“-”表示未检出

表7样品C中光引发剂目标物检测结果

注：“-”表示未检出