离子色谱-串联质谱法 测定牛奶中氯酸盐和亚氯酸盐
牛奶在加工包装过程中涉及各种器皿的清洗和消毒,亚氯酸盐和氯酸盐作为对人身体健康有害的物质,很可能趁机潜入并存在于成品牛奶产品中,因此有必要对牛奶中的亚氯酸盐和氯酸盐进行检测。消毒剂副产物(disinfection by-products,DBPs)是指消毒剂与水中天然有机物反应后生成的物质。目前市售饮用水消毒剂主要有液氯、二氧化氯和臭氧。亚氯酸盐是二氧化氯消毒副产物,氯酸盐为二氧化氯原料带入,这两种物质均对人体有害。亚氯酸盐可导致高铁血红蛋白和溶血性贫血,且具有较强的致突变性,国际癌症研究中心(IARC)已将亚氯酸盐列为致癌物,氯酸盐为中等毒性化合物。GB/T 5749-2006《生活饮用水卫生标准》中规定,亚氯酸盐和氯酸盐的限量均为0.7mg/L。本文采用IC-MS/MS方法,建立了同时测定亚氯酸盐和氯酸盐的离子色谱方法。此方法极大地降低了基体干扰,提高了分析方法的信噪比和灵敏度,该方法应用于牛奶样品中亚氯酸盐和氯酸盐的同时测定,并得到了良好的结果。
实验
仪器与试剂
离子色谱系统
ICS-2000离子色谱仪(Thermo),离子色谱系统配有EGC淋洗液自动发生器和Chromeleon6.8色谱工作站;
色谱柱:IonPac AS19,7.5μm,250×2mm(P/N:062886);IonPac AG19,11μm,250×2mm(P/N: 062888);
柱温:30℃;
检测器:抑制型电导检测器;
抑制器:ASRS 300 2mm阴离子,外接水模式,16mA电流。
质谱检测器
API-3200三重四极杆串联质谱系统(MS/MS)(美国ABI公司),配有电喷雾离子化源(ESI)和Analyst1.4.1工作软件。
试剂
氯酸钠、亚氯酸钠均为分析纯;
所用溶液均用电阻率为18.2MΩcm的超纯水配制。
分析条件
色谱条件
EGC淋洗液自动发生器在线自动产生KOH淋洗液,采用淋洗液发生器产生的高纯KOH溶液,浓度梯度洗脱,浓度梯度程序:0~10min,25mmol/L;10.1~20 min,60mmol/L;20.1min,25mmol/L,平衡4min;
流速:0.25mL/min;
进样量:200μL;
质谱条件
API-3200串联质谱联用仪;
负离子模式;源温度700℃;
离子源GS1:0.21MPa;离子源GS2:0.14MPa;气帘气压0.14MPa;碰撞气压0.034MPa;
离子喷雾电压-4500V;入口电压-10V;多反应监测(MRM)模式。
样品制备
样品前处理方法:不同品牌鲜牛奶购自本地超市,取4mL牛奶于50mL小瓶中,加入5mL乙腈沉淀蛋白,涡旋振摇2min后,将混合液转移至离心管中,以6000r/min转速离心20min,取上清液用去离子水稀释10倍过0.22μm的尼龙滤膜,最后将清液过OnGuard II RP前处理小柱(美国Dionex公司)后直接进样分析。样品加标处理方法相同。Dionex OnGuard II RP柱填料是具有大孔结构的聚二乙烯基苯反相聚合物,可以除去样品基体中的芳香染料、表面活性剂和一些大分子有机物,以此来保护分析柱。
结果和讨论
实验条件的选择与优化
IonPac AS19分析柱的柱容量大、亲水性强,背景低。本文以IonPac AS19为分析柱,EGC在线产生KOH为淋洗液,串联质谱为检测器,采用多反应监测模式(MRM)检测。MRM具有极高的选择性。采用KOH作为淋洗液,淋洗液经抑制器16mA电抑制后进入质谱检测器,从而消除无机酸和碱对质谱检测器的影响。质谱分析条件优化:首先针泵连续直接进样,亚氯酸和氯酸Q1全扫描,分别确定了亚氯酸根(m/z 66.9)和氯酸根(m/z 83.8)的母离子;进而对母离子进行二级质谱碎片离子扫描,选择信号响应较高的确定为各母离子的子离子,各得到两对离子对。然后分别优化Gas1、离子喷雾电压IS、气帘气Curtain Gas、解簇电压DP等参数,选择最优参数使得信号稳定、灵敏度达到最佳。经过条件优化,亚氯酸盐和氯酸盐能达到很好的分离和检测。
标准曲线与检出限
在选定的最佳条件下,考察了该方法的检出限、精密度和线性范围。分别以66.9/51.0和83.8/67.0为亚氯酸盐和氯酸盐的定量离子对,对峰面积进行定量,两种离子的线性范围及检出限等参数列于表1。
实际样品分析
本文实际测定了3种品牌的牛奶样品。样品经前处理后进样分析,并做加标回收实验。实际测定的3种牛奶样品中都没有检出亚氯酸盐,而氯酸盐均检出,但其含量均小于国家标准中对于饮用水中氯酸盐含量的要求(见图1)。
其分析结果及其加标回收结果列于表2。所测亚氯酸盐和氯酸盐的回收率分别在80%~110%和83%~91%之间。
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