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技術(shù)文章

基于CSR技術(shù)和內(nèi)標法GC-MS 測定白酒中氨基甲酸乙酯含量

閱讀:1748          發(fā)布時間:2019-2-28

【概述】

氨基甲酸乙酯(Ethyl Carbamate,,EC),,又叫烏拉坦(Urethane),,是一種多位點致癌物,可導致肺癌,、淋巴癌,、肝癌、皮膚癌等疾病,。人類從膳食中攝入的氨基甲酸乙酯,,主要來自發(fā)酵食物和飲品,其中酒*品是已知的氨基甲酸乙酯主要來源,。

調(diào)查顯示,,如果飲用氨基甲酸乙酯含量超過30×10-6g/kg的酒,人飲用后患癌的機率大大增加,。根據(jù)加利福尼亞環(huán)保機構(gòu)的一項統(tǒng)計數(shù)據(jù)得知,,假設每個人的患癌癥的機率為1×10-5,推斷氨基甲酸乙酯的攝入量大約為0.7μg/d,。因此黃酒中氨基甲酸乙酯是危害人類健康的一個不可忽視的因素,。上已就不同酒*品的氨基甲酸乙酯含量進行了廣泛研究,一些國家已制定出酒*品的氨基甲酸乙酯高*,,如加拿大是多種酒*品制訂氨基甲酸乙酯高*的國家,,由30μg/L (葡萄酒)至400μg/L(水果白蘭地)不等。美國,、日本,、韓國等亦相繼制訂出部分酒的氨基甲酸乙酯高限值。

【實驗/設備條件】

1.色譜柱:TG-WAXMS  30 m×0.25 mm×0.25μm石英毛細管柱,;

2.進樣口溫度:220℃,;

3.升溫程序:初始溫度為50℃,保持1min,,以8℃/min

升至180℃,,保持10min;

4.載氣:氦氣(純度≥99.999%),;

5.載氣流速:1.0mL/min,;

6.進樣量:13μL;

7.進樣方式:不分流進樣,。

8.離子源:EI源,;

9.離子源溫度:250℃;

10.傳輸線溫度:280℃,;

11.采集模式:SIM模式(44,62,74,89,64,76),。

【樣品提取】

標準溶液的制備

1)稱取0.0161g(至0.0001g)氨基甲酸乙酯標準品(純度為98.5%),用甲醇溶劑、定容至10mL,,此時

溶液濃度為1585.85μg/mL,;

2)稱取0.0334g(至0.0001g)D5-氨基甲酸乙酯標準品(純度為98.7%),用甲醇溶劑,、定容至10mL,,此時溶液濃度為3296.58μg/mL;

3)100μg/mL氨基甲酸乙酯標準品溶液:取63μL(1)溶液,,加937μL甲醇,,定容至1mL,混勻,。

4)100μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準品溶液:取30μL(2)溶液,,加970μL甲醇,定容至1mL,,混勻,。

5)2μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準品溶液:取20μL(4)溶液,加980μL甲醇,,定容至1mL,,混勻。

6)10μg/mL氨基甲酸乙酯標準品溶液:取100μL(3)溶液,,加900μL甲醇,,定容至1mL,混勻,。

7)0.5μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準品溶液:取50μL(6)溶液,,加950μL甲醇,定容至1mL,,混勻,。

標準工作曲線溶液的制備

分別準確吸取氨基甲酸乙酯中間液(0.5μg/mL)20、50,、100,、200、400μL和氨基甲酸乙酯標準中間(10.0μg/mL)40,、100μL于進樣小瓶中,,各加2.00μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準液100μL,用甲醇定容至1mL,,得到10.0,、25.0、50.0,、100,、200,、400、1000ng/mL的標準曲線工作溶液,,現(xiàn)配現(xiàn)用,,供GC-MS分析。

樣品制備

取100μL樣品(95%乙醇),,加入2.00μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準液100μL,用甲醇定容至1mL搖勻待測,。

【實驗/操作方法】

本文按照GB 5009.223-2014《食品安全國家標準食品中氨基甲酸乙酯的測定》,,建立了ISQ-LT GC-MS結(jié)合CSR大體積進樣技術(shù)測定白酒中氨基甲酸乙酯的含量,考察了方法檢出限,、校準曲線及線性范圍,、響應值日內(nèi)日間重復性、保留時間日內(nèi)日間重復性,、系統(tǒng)抗污染能力等,,同位素內(nèi)標法定量。

【實驗結(jié)果/結(jié)論】

1采用CSR大體積進樣技術(shù)測定白酒中氨基甲酸乙酯

1.1 CSR大體積進樣原理介紹

溶劑濃縮大體積進樣技術(shù)(Concurrent Solvent Recondensation,簡稱CSR),,即在進樣口和分析柱間連接一段空的預柱,,且襯管中裝填玻璃棉,采用傳統(tǒng)的分流不分流進樣口,,進樣口處于恒定的較高溫度,,自動進樣器插入汽化室5 mm,保持針頭部分溫度較低,,快速注入樣品,。樣品以帶狀液體的狀態(tài)離開注射器,被收集在襯管底部的少量玻璃棉上,,開始緩慢汽化,。由于襯管是一個密閉體系,蒸汽體積迅速膨脹,,取代和壓縮載氣,,使得襯管內(nèi)壓力迅速增大,而載氣阻止了溶劑蒸汽從汽化室溢出,,從而產(chǎn)生了“壓力涌浪”效應,,迫使溶劑蒸汽轉(zhuǎn)移到低溫的預柱上。溶劑蒸汽在柱頭上冷凝形成液膜,,進一步加速了蒸汽的轉(zhuǎn)移,,此時溶劑汽化和冷凝同時發(fā)生,使得進樣體積不再受汽化體積的限制,,從而實現(xiàn)大體積進樣,,預柱起承載樣品的作用,。圖1為CSR基本原理圖解,圖2為CSR進樣過程,。

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圖1. CSR基本原理圖解

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圖2. CSR進樣過程

1.2 CSR大體積進樣技術(shù)特點

PTV進樣雖然進樣體積可高達250μL,,但是在溶劑蒸發(fā)的過程中會造成低沸點化合物的損失;而OCI進樣雖然不會造成低沸點化合物損失,,但由于樣品溶液直接注入到色譜柱中,,很容易造成色譜柱的污染,導致某些化合物響應偏低,、且影響分離,。相比,CSR技術(shù)更具有*性,,具備以下三個特點,。

(1)特點一:顯著提高檢測靈敏度

CSR大進樣體積為50μL,能顯著提高檢測靈敏度,。例如:CSR大體積進樣氣相色譜質(zhì)譜中的應用,,如圖3所示,進樣量為1,、2,、3、4,、5μL時所得的結(jié)果比較,,從圖中可以得出,隨著進樣體積的增加,,響應值幾乎呈線性倍數(shù)增加,,充分表明增加進樣量可以顯著提高檢測靈敏度。

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圖3.不同進樣體積結(jié)果

(2)特點二:分析高,、低沸點化合物無歧視

如圖4所示,,以正己烷為溶劑,不同環(huán)數(shù)烷烴的大體積進樣分析,,進樣體積35μL,。從圖中可以看出比正己烷溶劑多兩個碳的化合物C8,并未隨溶劑蒸發(fā)損失,,且高沸點的C40具有較好的響應及分析精密度,,進一步證明了CSR對低沸點和高沸點化合物均無歧視效應。

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圖4.低,、高沸點化合物無歧視

 

(3)特點三:簡化前處理過程,,避免低沸點化合物濃縮時有損失

如圖5所示,在環(huán)境水體中PAHs的分析,,一般需要濃縮1000倍,,進樣量為1μL,,采用液液萃取和SPE小柱富集兩種方式均消耗大量溶劑,且費時,,在氮吹濃縮過程中容易造成低沸點PAHs的損失,。因此可以采用類似液液微萃取的方式,只需1mL有機溶劑,,20mL水樣,,無需氮吹濃縮,萃取后可直接進樣分析,,進樣量為50μL,,可達到相同效果,甚至更好,,既可以大大減少樣品前處理過程,并避免低沸點化合物的損失,。同樣,,在農(nóng)殘分析過程中,如JIA胺磷等低沸點農(nóng)藥在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和氮吹濃縮過程中也容易損失一部分,,從而造成結(jié)果不準確,,因此可以采用CSR技術(shù)來解決這一問題。

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圖5.簡化前處理過程

2典型色譜圖

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圖6. std200μg/Limage.png

圖7. 95%乙醇樣品

其中樣品中氨基甲酸乙酯平行測試結(jié)果為:27.15和23.41 ng/mL,,平均值為25.125 ng/mL,。

3檢出限及線性相關(guān)系數(shù)R2

連續(xù)5天每天的校準曲線,相關(guān)系數(shù)R2范圍0.9997~0.9999,。

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表1.檢出限及線性相關(guān)系數(shù)R2

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4響應值重復性

(1)日內(nèi)重復性:將25.0 ng/mL的氨基甲酸乙酯標準溶液(含同位素內(nèi)標)一天內(nèi)連續(xù)進樣6次,,計算TIC峰面積RSD%。分別報告氨基甲酸乙酯及同位素內(nèi)標結(jié)果,。

(2)日間重復性:將上述標準溶液6天內(nèi)每天進樣3次(每次間隔應≥2小時),,計算TIC峰面積RSD%,分別報告氨基甲酸乙酯及同位素內(nèi)標結(jié)果,。

(3)結(jié)果表明:目標峰和內(nèi)標峰響應值日間重復性分別為2.74%,、4.20%;日內(nèi)重復性分別為2.55 %,、2.89%,,重復性良好。

表2.響應值重復性

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5保留時間重復性

(1)日內(nèi)重復性:將25.0 ng/mL的氨基甲酸乙酯標準溶液

(含同位素內(nèi)標)一天內(nèi)連續(xù)進樣6次,,計算目標峰保留時間RSD%,。分別報告氨基甲酸乙酯及同位素內(nèi)標結(jié)果。

(2)日間重復性:將上述標準溶液6天內(nèi)每天進樣3次(每次間隔應≥2小時),,計算目標峰保留時間RSD%,,分別報告氨基甲酸乙酯及同位素內(nèi)標結(jié)果,。

(3)結(jié)果表明:目標峰和內(nèi)標峰保留時間日間重復性為0.00、日內(nèi)重復性為0.06%,,重復性良好,。

表3.保留時間重復性

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6系統(tǒng)抗污染能力

使用標準中規(guī)定的校準曲線大濃度標樣(1 mg/mL),連續(xù)進樣分析20次,,報告響應值重復性RSD%,,次和

后一次響應值之差的值與平均響應值的比值。表4所示,,系統(tǒng)抗污染能力目標峰為0.02,、RSD為3.44%;內(nèi)標峰為

0.03,、RSD為3.05%,,系統(tǒng)抗污染能力強。

表4.系統(tǒng)抗污染能力

image.png

 

結(jié)論

按照GB 5009.223-2014《食品安全國家標準食品中氨基甲酸乙酯的測定》,,建立了ISQ-LT GC-MS結(jié)合CSR大體積進樣技術(shù)測定白酒中氨基甲酸乙酯的含量,,進樣量為13μL,考察了方法檢出限,、校準曲線及線性范圍,、響應值日內(nèi)日間重復性、保留時間日內(nèi)日間重復性,、系統(tǒng)抗污染能力等,,同位素內(nèi)標法定量。實驗結(jié)果表明:在10.0~1000ng/mL濃度范圍內(nèi),,相關(guān)系數(shù)R2范圍0.9997~0.9999,,線性良好;檢出限為0.033 ng/mL,;響應值日間日內(nèi)重復性2.55~4.20%

之間,;保留時間日間日內(nèi)重復性0.00~0.06%之間;系統(tǒng)抗污染能力目標峰為0.02,,內(nèi)標峰為0.03,,結(jié)果良好,同時

CSR大體積進樣技術(shù)可以提高檢出限和靈敏度,,該方法滿足分析檢測的要求,。

【儀器/耗材清單】

 

儀器

Thermo ScientificTM ISQ單四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀,包括:

-TRACE 1310氣相色譜,,配分流不分流進樣口

-ISQ LT單四極桿質(zhì)譜

AS1310自動進樣器

Thermo ScientificTM TraceFinder 3.2.512.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)統(tǒng)

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