气相色谱-质谱法结合QuEChERS法快速检测青椒中15种邻苯二甲酸酯

严煌倩， 李 勇， 翟丽菲， 龙 玲， 程金金， 陈小龙， 葛 静， 杨丽璇， 余向阳

(1.南京财经大学食品科学与工程学院，江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心，江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室，江苏 南京 210023； 2.江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所，江苏 南京 210014； 3.省部共建国家重点实验室培育基地-江苏省食品质量安全重点实验室，江苏 南京 210014)

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类重要的人工合成有机物，被广泛用作塑料的增塑剂，农药、驱虫剂的载体以及化妆品、香味品、润滑剂和去泡剂的生产原料。作为增塑剂，PAEs与聚烯烃类塑料分子之间由氢键或范德华力连接，极易在塑料制品的生产、使用、焚化和掩埋等过程中释放到水、空气和土壤环境中[1-4]，从而导致PAEs成为自然环境中无所不在的污染物。因此，PAEs也被人们称为“第二个全球性多氯联苯(PCB)污染物”。大量的研究结果证实，PAEs具有环境激素作用，可在极低浓度下干扰人和动物的内分泌系统，导致内分泌紊乱、生殖机能失常等，某些PAEs还具有肝毒性、肾毒性和“三致”作用[5-7]。由于PAEs污染的广泛性以及对人和动物的高危害性，国际上很多环境监控组织都把它列为优控污染物。

随着塑料薄膜的应用越来越广泛，邻苯二甲酸酯类化合物在环境中的含量增多，从而导致蔬菜中残留PAEs。PAEs可以被植物根系吸收，穿过根系表皮、皮层和中柱进入木质部后进一步运移至地上茎叶部，在植物体中产生累积效应[8-10]。近年来，中国各蔬菜产区，特别是南方蔬菜产区不断有蔬菜中检出PAEs的报道。例如，南京郊区蔬菜中PAEs含量为0.510～7.160 mg/kg，其中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)的食品安全风险较高[11]。广州和深圳代表性蔬菜基地的蔬菜中PAEs的含量为0.073～11.200 mg/kg[12]。李彬等[13]比较了珠江三角洲地区不同农产品中PAEs的残留情况，发现蔬菜中的PAEs残留量高于水稻和水果。汕头蔬菜产区蔬菜中PAEs含量为0.454～19.193 mg/kg，平均含量为7.158 mg/kg，部分蔬菜中PAEs含量超过美国和欧洲的相关建议标准，食品安全风险非常明显[14]。

蔬菜在人类膳食结构中所占的比例越来越大，所以建立检测蔬菜中PAEs污染物的分析方法就显得尤为重要。本研究参照国内外邻苯二甲酸酯的检测方法，拟通过优化提取净化方法以及质谱条件，建立气相色谱-质谱法结合QuEChERS法检测青椒中15种PAEs的方法，以期提高检测的效率、准确度和灵敏度。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

试验所用仪器主要有Agilent 6890/5973-GC/MS气相色谱-质谱联用仪(安捷伦科技有限公司产品)、7683自动进样器(岛津公司产品)、微型旋涡混合仪(沪西分析仪器厂有限公司产品)、KQ2200B超声波清洗器(昆山超声仪器公司产品)、分析天平(Acculab公司产品)、全温振荡培养箱(知楚仪器有限公司产品)、IKA分析研磨机(仪科实验室技术有限公司产品)，实验室其他玻璃仪器及器皿均购自寿德试验器材有限公司。

15种PAEs标准品：邻苯二甲酸二甲酯(DMP，纯度≥99.9%)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP，纯度≥99.9%)、邻苯二甲酸二异丙酯(DIPrP，纯度≥99.9%)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP，纯度≥99.9%)、邻苯二甲酸二丙酯(DPrP，纯度≥99.7%)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP，纯度≥99.7%)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP，纯度≥99.8%)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP，纯度≥98.2%)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP，纯度≥99.0%)、邻苯二甲酸二己酯(DHP，纯度≥98.9%)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP，纯度≥ 98.0%)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP，纯度≥99.9%)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP，纯度≥99.5%)、邻苯二甲酸二庚酯(DHepP，纯度≥99.0%)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP，纯度≥99.0%)，上述标准品均购自Chem Service公司。

色谱级乙腈购自Merck公司，无水硫酸镁、氯化钠购自西陇化工股份有限公司，用前在600 ℃高温下烘4 h，冷却至室温，密封储藏于玻璃瓶中待用。乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)和石墨化炭黑(GCB)购自上海安普生物科技有限公司。为了减轻PAEs的污染，整个试验所有玻璃器皿均用重铬酸钾洗液浸泡2 h，用二次蒸馏水冲洗3次，在200 ℃下烘烤2 h备用。

1.2 标准溶液的配制

用乙腈将15种邻苯二甲酸酯类化合物标准品分别配制成100 mg/L标准溶液，储藏在4 ℃冰箱中备用。用15种PAEs标准溶液配制5 mg/L混合标样，将上述混合标样用乙腈稀释成所需系列标准工作液，于4 ℃冰箱中避光保存。

1.3 样品处理

前处理方法采用改进后的QuEChERS方法，将蔬菜样品用组织捣碎机均匀捣碎。称取10 g样品置于50 ml玻璃离心管中，加入10 ml乙腈，先超声萃取15 min，再摇床15 min进行提取。随后加入2 g氯化钠，立即涡旋1 min，静置5 min，取2 ml上清液置于具塞玻璃试管中，加入50 mg无水MgSO4、50 mg PSA和30 mg GCB，涡旋1 min，取1 ml上清液，过0.22 μm有机相滤膜，进行GC-MS分析。

1.4 气相色谱-质谱条件

色谱条件：色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm)，载气为氦气(99.999%)，进样口温度为280 ℃，升温程序为初始温度80 ℃，保持1 min，以10 ℃/min的速度升到180 ℃，5 ℃/min的速度升到250 ℃，10 ℃/min的速度升到300 ℃，保持1 min，流量为1.2 ml/min，进样量1.0 μl，不分流进样。

质谱条件：电离模式为电子轰击，电离能为70 eV，离子源温度为300 ℃，四极杆温度150 ℃，溶剂延迟时间为4 min，扫描方式为选择离子监测模式(SIM)。15种邻苯二甲酸酯类化合物测定参数如表1显示。

2 结果与分析

2.1 样品前处理条件的优化

2.1.1 提取方式 通常将样品放入玻璃离心管中进行提取，而玻璃离心管容易碎，故不宜采用振荡法。本试验前处理方式主要采用超声20 min萃取和超声15 min并摇床15 min萃取。结果(图1)表明，超声加摇床萃取效果更好。这可能是因为摇床振荡，破坏了化合物与青椒的氢键作用力，使提取剂与样品更充分地接触，从而提高了萃取率。因此，本研究选择超声加摇床萃取作为前处理方式。

表115种邻苯二甲酸酯类化合物的保留时间及选择离子监测模式(SIM)参数

Table1Retentiontimeandtheselectiveionmonitoringmode(SIM)parametersfor15phthalateacidesters(PAEs)

化合物保留时间(min)选择离子DMP9．40163∗，135，194DEP11．07149∗，177，121DIPrP11．85149∗，167，192DAP12．97149∗，189，132DPrP13．33149∗，191，209DIBP14．62149∗，167，233DBP15．99149∗，205，233DMEP16．5859∗，149，104DPP18．89149∗，237，219DHP21．85149∗，251，334BBP21．95149∗，206，238DCHP24．47149∗，167，249DHepP24．76149∗，265，247DEHP24．90149∗，167，279DNOP27．22149∗，279，167

*：定量离子。DMP：邻苯二甲酸二甲酯；DEP：邻苯二甲酸二乙酯；DIPrP：邻苯二甲酸二异丙酯；DAP：邻苯二甲酸二烯丙酯；DPrP：邻苯二甲酸二丙酯；DIBP：邻苯二甲酸二异丁酯；DBP：邻苯二甲酸二丁酯；DMEP：邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯；DPP：邻苯二甲酸二戊酯；DHP：邻苯二甲酸二己酯；BBP：邻苯二甲酸丁基苄基酯；DCHP：邻苯二甲酸二环己酯；DHepP：邻苯二甲酸二庚酯；DEHP：邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯； DNOP：邻苯二甲酸二正辛酯。

2.1.2 提取液的选择 邻苯二甲酸酯属于亲酯性物质，在大多数有机溶剂中都有较好的溶解性。常用的提取剂种类很多，其中乙腈、正己烷、乙酸乙酯的提取率相对较高[15-18]。正己烷极性较弱，对分子量较小的PAEs的回收率相对比较低，乙酸乙酯气味比较大，直接进样对仪器损害较大，所以本试验用乙腈作为提取液。样品中加入乙腈后，提取液清澈不易乳化，加盐脱水后提取液与水相分离。

DMP、DEP、DIPrP、DAP、DPrP、DIBP、DBP、DMEP、DPP、DHP、BBP、DCHP、DHepP、DEHP、DNOP见表1注。图1 不同提取方式下样品中邻苯二甲酸酯类的提取效果Fig.1 Extraction efficiency of PAEs in samples by different extraction methods

2.1.3 净化剂的选择和用量 QuEChERS前处理常用的净化剂有PSA、十八烷基键合硅胶(C18)和GCB。PSA能够除去样品基质中的糖类、脂肪酸、有机酸、花青素。C18作为反相净化剂，可以吸附样品中的脂类和非极性干扰物质。GCB主要用于去除样品中的色素、甾醇，并能够吸附非极性干扰物。C18吸附邻苯二甲酸酯的量比较大[15,19]，而且C18能去除的杂质，PSA和GCB也能去除，所以本试验的净化剂主要采用了PSA和GCB。PSA用量与回收率的相关性不大[20]，将PSA的用量定为1 ml提取液使用25 mg PSA净化。GCB对分析物有少量的吸附，所以对GCB用量15 mg/ml和25 mg/ml之间的结果进行比对。图2显示，GCB的用量定为15 mg/ml时，净化效果比较好，回收率也比较高。所以本试验净化剂用量为1 ml提取液使用25 mg PSA和15 mg GCB。

DMP、DEP、DIPrP、DAP、DPrP、DIBP、DBP、DMEP、DPP、DHP、BBP、DCHP、DHepP、DEHP、DNOP见表1注。图2 石墨化碳用量对回收率的影响Fig.2 Effect of graphitized carbon black (GCB) concentration on the recovery rate of PAEs

2.2 PAEs混合标准的总离子流色谱图

PAEs是一类极性较弱且沸点较高的疏水性化合物，色谱柱需要承受较高的温度，所以应该选择弱极性或非极性的色谱柱。根据实验室现有条件，选择非极性色谱柱DB-5MS毛细管柱(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm)作为分离色谱柱。由于PAEs的特征离子极其相似，可以通过定量离子、定性离子进行分析，选择离子如表1显示。在优化条件下，15种PAEs混合标准工作液(0.5 mg/L)的总离子流色谱图(图3)显示，在此条件下，15种PAEs均能较好地分离，15个组分的谱峰完全分离，峰形尖锐，对称性好。依据不同化合物的定量离子，可以将出峰时间较近的DCHP、DHepP和DEHP区分开。

2.3 线性相关性、检出限和定量限

配制浓度为10 μg/kg、20 μg/kg、50 μg/kg、100 μg/kg、200 μg/kg、500 μg/kg、1 000 μg/kg的混合标准溶液，绘制各组分峰面积(Y)与质量浓度(x)的标准曲线。15种PAEs的质量浓度在10 μg/kg到1 000 μg/kg与峰面积具有良好的线性关系，相关系数均高于0.997 5，以3倍信噪比(S/N=3)计算检出限(LOD)，以10倍信噪比计算定量限(LOQ)[21]，其结果如表2显示。

DMP、DEP、DIPrP、DAP、DPrP、DIBP、DBP、DMEP、DPP、DHP、BBP、DCHP、DHepP、DEHP、DNOP见表1注。图3 15种邻苯二甲酸酯类化合物的分离色谱图Fig.3 Chromatogram of 15 phthalate acid esters

表215种PAEs的线性方程、相关系数、检出限和定量限

Table2Linearregressionequations,coefcientsofdetermination,determinationlimit(LOD)andquantificationlimit(LOQ)of15PAEs

化合物 线性回归方程相关系数检出限(μg/kg)定量限(μg/kg)DMPY=16962．27x-134．800．99940．61．8DEPY=20762．06x-324．320．99860．10．3DIPrPY=19403．43x-270．710．99910．30．9DAPY=3221．27x-237．310．99820．20．6DPrPY=19403．43x-270．710．99790．41．2DIBPY=16789．85x-676．280．99920．51．5DBPY=16224．44x-638．160．99910．72．1DMEPY=1668．06x-240．010．99860．10．3DPPY=12683．38x-199．960．99930．30．9DHPY=6610．87x-102．840．99840．61．8BBPY=3954．01x-510．410．99750．41．2DCHPY=8340．31x-120．040．99940．20．6DHepPY=6380．01x-354．610．99960．51．5DEHPY=7874．91x-132．060．99880．72．1DNOPY=4729．76x-275．970．99790．61．8

DMP、DEP、DIPrP、DAP、DPrP、DIBP、DBP、DMEP、DPP、DHP、BBP、DCHP、DHepP、DEHP、DNOP见表1注。Y：峰面积；x：化合物的质量浓度。

2.4 回收率和精密度

为了验证该方法的准确度，取一定量辣椒样品，加入15种PAEs混合标准溶液，样品中15种混合PAEs的浓度为0.1 mg/L、0.5 mg/L。按照优化的提取和净化方法进行回收率测定试验，得到平均加标回收率和相对标准偏差(RSD)。结果(表3)表明，15种邻苯二甲酸酯的平均加标回收率为70.3%～108.0%，RSD值为1.4%～10.2%。

表3不同添加浓度下15种PAEs的平均加标回收率和相对标准偏差(n=5)

Table3Averagerecoveryefficiencyandrelativestandarddeviationsfor15kindsofPAEs(n=5)

化合物0．1mg/kg平均加标回收率(%)相对标准偏差(%)0．5mg/kg平均加标回收率(%)相对标准偏差(%)DMP74．14．978．72．4DEP72．01．495．42．6DIPrP78．02．583．93．1DAP95．96．2105．38．0DPrP70．34．176．22．7DIBP79．38．674．43．1DBP79．210．077．34．8DMEP102．08．493．37．9DPP108．07．898．16．0DHP95．08．796．19．5BBP91．37．685．35．6DCHP80．010．276．26．7DHepP77．67．677．16．2DEHP78．48．172．42．6DNOP75．43．872．43．8

DMP、DEP、DIPrP、DAP、DPrP、DIBP、DBP、DMEP、DPP、DHP、BBP、DCHP、DHepP、DEHP、DNOP见表1注。

2.5 大棚青椒样品检测结果

结果(表4)表明，大棚青椒样品均不同程度地受邻苯二甲酸酯化合物的污染，含量为 248.45～343.96 μg/kg,检出的PAEs有DMP、DEP、DIPrP、DPrP、DIBP、DBP、DPP、DEHP和DNOP，含量分别为17.78～34.69 μg/kg、11.61～29.84 μg/kg、13.39～24.34 μg/kg、11.60～21.33 μg/kg、23.33～31.59 μg/kg、76.27～106.09 μg/kg、13.81～24.41 μg/kg、43.70～98.62 μg/kg、13.48～19.79 μg/kg。不同大棚青椒中邻苯二甲酸酯的含量也稍有不同，这有可能是受大棚地理环境、地膜使用量等情况的影响。但总体上，青椒中DBP残留量最高，其次是DEHP和DIBP。因此，需要对大棚蔬菜中的这3种邻苯二甲酸酯进行重点监控。

表46个蔬菜大棚青椒样品中15种PAEs的检测结果

Table4Detectionresultsof15PAEsinsixgreenhousepepper

化合物质量浓度(μg/kg)大棚1大棚2大棚3大棚4大棚5大棚6DMP17．78±3．2424．35±2．1234．69±3．0218．49±2．6418．38±1．0632．15±3．22DEP14．19±2．1423．54±3．0529．84±2．7021．18±2．85-11．61±1．04DIPrP19．08±3．6121．69±1．2113．54±1．2022．58±2．1713．39±2．0424．34±2．24DAP------DPrP13．59±1．2411．60±0．9414．38±1．0711．95±1．2421．33±2．3216．32±1．31DIBP23．33±3．0225．60±2．2526．64±3．5130．36±3．7526．52±3．0231．59±2．51DBP78．62±9．1391．52±11．2489．29±8．25106．09±9．8587．50±7．5476．27±6．42DMEP------DPP13．81±1．0424．41±2．2620．43±1．5219．50±1．9423．75±3．2123．53±2．62DHP------BBP------DCHP------DHepP------DEHP49．92±12．3243．70±4．1276．69±6．4498．62±9．9484．45±8．3254．41±4．84DNOP18．13±2．0714．81±1．0213．52±1．6515．19±1．9419．79±2．2413．48±1．69

DMP、DEP、DIPrP、DAP、DPrP、DIBP、DBP、DMEP、DPP、DHP、BBP、DCHP、DHepP、DEHP、DNOP见表1注。-表示未检测出。

3 结 论

利用气相色谱-质谱法结合QuEChERS方法检测青椒中15种邻苯二甲酸酯残留量，优化了原来的QuEChERS方法，用乙腈提取，用PSA(25 mg/ml)和GCB(15 mg/ml)进行净化，操作简便，溶剂使用量少。结果表明，该方法具有较高的精密度和灵敏度，各方面均能满足日常检测分析要求，适用于蔬菜中多种塑化剂残留量的测定，能较好地消除基质效应。此方法对于环境中邻苯二甲酸酯的污染监控和检测具有重要意义。

参考文献：

[1] FUJII M, SHINOHARA N, LIM A, et al. A study on emission of phthalate esters from plastic materials using a passive flux sampler[J]. Atmospheric Environment, 2003,37(39):5495-5504.

[2] 谭和平,钱杉杉,史谢飞,等. GC/MS法测定室内空气中邻苯二甲酸酯类物质[J]. 分析试验室, 2012, 31(8):15-19.

[3] 杜 娴,罗固源,许晓毅. 长江重庆段两江水相、间隙水和沉积物中邻苯二甲酸酯的分布与分配[J]. 环境科学学报, 2013, 33(2):557-562.

[4] 杨秀娟，吴静娜，王运儒，等．邻苯二甲酸酯(PAEs)胁迫栽培蕹菜的检测分析及其迁移规律[J]．江苏农业科学，2017，45(5)：188-192.

[5] PIERSMA A H, VERHOEF A, TEBIESEBEEK J D, et al. Developmental toxicity of butyl benzyl phalate in the rat using a multiple dose study design[J]. Reproductive Toxicology, 2000,14(5):417-425.

[6] BENSON R. Hazard to the developing male reproductive system from cumulative exposure to phthalate esters-dibutyl phthalate, diisobutyl phthalate, butylbenzyl phthalate, diethylhexyl phthalate, dipentyl phthalate, and diisononyl phthalate[J]. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 2009,53(2):90-101.

[7] 高崇婧,贾璐璐,吴鹏冉,等. 中国居民对邻苯二甲酸酯类增塑剂暴露的现状分析[J]. 暨南大学学报(自然科学与医学版), 2017,38(2):93-103.

[8] COLLINS C, FRYER M, GROSSO A. Plant uptake of non-ionic organic chemicals[J]. Environmental Science and Technology, 2006,40(1):45-52.

[9] 曾巧云,莫测辉,蔡全英. 农业土壤中邻苯二甲酸酯的污染现状与危害[J]. 广东农业科学, 2009(7):90-92.

[10] SUN J, WU X, GAN J. Uptake and metabolism of phthalate esters by edible plants[J]. Environmental Science and Technology, 2015,49(14):8471-8478.

[11] WANG J, CHEN G, CHRISTIE P, et al. Occurrence and risk assessment of phthalate esters (PAEs) in vegetables and soils of suburban plastic film greenhouses[J]. Science of the Total Environment, 2015,523:129-137.

[12] MO C H, CAI Q Y, TANG S R, et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons and phthalic acid esters in vegetables from nine farms of the Pearl River Delta, South China[J]. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 2009,56(2):181-189.

[13] 李 彬,吴 山,梁金明,等. 珠江三角洲典型区域农产品中邻苯二甲酸酯(PAEs)污染分布特征[J]. 环境科学, 2016,37(1):317-324.

[14] 吴 山,李 彬,梁金明,等. 汕头市蔬菜产区土壤-蔬菜中邻苯二甲酸酯(PAEs)污染分布特征研究[J]. 农业环境科学学报，2015,34(10):1889-1896.

[15] 孔祥虹,何 芳,何 强,等. GC-MS法测定植物提取物中19种邻苯二甲酸酯类化合物[J]. 分析试验室，2012,31(9):61-66.

[16] 孙 欣,齐 莉,秦廷亭,等. QuEChERS-气相色谱-三重四极杆质谱法检测黄瓜中的19种邻苯二甲酸酯[J]. 色谱, 2014, 32(11):1260-1265.

[17] 宫俊杰,孙 欣,王明林,等. 改进QuEChERS方法结合气相色谱串联质谱检测黄瓜中的邻苯二甲酸酯类[J]. 食品安全质量检测学报, 2016, 7(1):338-344.

[18] 徐善浩,邬蓓蕾,袁丽凤,等. 气相色谱-质谱法测定洗涤用品中6种邻苯二甲酸酯[J]. 理化检验-化学分册, 2016, 52(3):271-274.

[19] 董 蔚,郭 凯,李贺贺,等. QuEChERS-GC-MS联用法检测大麦中14种邻苯二甲酸酯类塑化剂及基质效应的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(24):156-163.

[20] 叶江雷,金贵娥,吴云辉,等. QuEChERS法提取净化结合气-质联法快速检测茶叶中农药残留[J]. 食品科学, 2013, 34(12):265-271.

[21] GE J, LU M, WANG D, et al. Dissipation and distribution of chlorpyrifos in selected vegetables through foliage and root uptake[J]. Chemosphere, 2016,144:201-206.