主题:【第十届原创】3-氯-1,2-丙二醇的检测方法探讨

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cassy
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      3-氯-1,2-丙二醇是丙三醇上的一个羟基被氯原子取代后的化合物,是食品中的污染物,具有致癌性。目前酱油中3-氯-1,2-丙二醇主要来源于水解植物蛋白的副产物,其形成因素主要有蛋白原料的残留脂肪、高浓度的氯离子、大量过剩的酸、高回流温度以及较长的反应时间。2762中规定了酱油里3-氯-1,2-丙二醇的限量为0.4mg/kg。
      本次3-氯-1,2-丙二醇(3-MCPD)的检测方法采用GB 5009.191-2016气相色谱-质谱-同位素内标法,样品中加入内标D5-3-氯-1,2-丙二醇(D5-3-MCPD),经硅藻土SPE柱净化,与标准系列溶液一起以七氟丁酰基咪唑衍生后(反应方程式如图1),增强其挥发性,再用气相色谱-质谱仪测定,内标法定量。试验过程中遇到一些问题,希望与大家分享交流。


图1 衍生反应方程式(上图为3-MCPD,下图为D5-3-MCPD)

1、 色谱条件的确定
      由于刚接触气相色谱-质谱联用法,具体的操作流程还不太熟悉。刚开始未进行全扫描采集定性,直接采用SIM扫描,并且还设置了溶剂延迟,衍生后结果均未找到衍生峰。后期用衍生后标准溶液全扫描后发现衍生峰竟在溶剂延迟前出峰,根本就没有采集到。为避免此类事故的发生,由此制定了以下流程。
      本法采用HP-5 MS弱极性毛细管柱,采用梯度升温的方法,先对标准溶液的HFBI衍生物进行全扫描质谱采集,将得到的总离子流图(TIC图)提取色谱图,进行定性,找到目标物3-MCPD和内标D5-3-MCPD衍生产物的峰位置。由此可设定溶剂延迟时间以保护灯丝寿命,目标物出峰后的程序升温过程即冲洗柱子将残留在柱子中杂质冲出,这段时间可不进入质谱,以减少对离子源的污染。
      然后采用选择离子扫描(SIM)采集,3-MCPD衍生物特征离子:m/z 253(定量离子)、m/z 275、289、291(定性离子);D5-3-MCPD衍生物特征离子:m/z 257(定量离子)、m/z 278、294、296(定性离子)。由得到的峰面积内标法定量,离子丰度比定性。
2、 衍生试剂及衍生条件的确定
      常用的衍生试剂有七氟丁酰基咪唑(HFBI)和七氟丁酸酐(HFBA),但HFBA产生的副产物七氟丁酸可能会降解氯丙醇衍生物,因此选择HFBA。
      前期试验中两次衍生的结果均未找到目标物的衍生峰,找了好久的原因,包括比对定量离子对和定性离子对、探究反应机理、排查标准物质、定容试剂以及衍生试剂,最终发现衍生试剂HFBI和HFBA混淆,误用了HFBA,导致未找到衍生物峰。本实验室两种衍生试剂都有,试验过程中因疏忽大意,将两者混淆,着实给我们一个教训,实验前一定做好准备工作;另外若发现试验出现问题,寻求原因时可从源头开始,从标准品和试剂着手排查原因。
3、 线性范围的选择
      在日常检验中,经常会有检出量特别大甚至超标的样品,很有可能超出了线性范围,这样标曲就没有意义了。遇到这种情况可有两种解决方案。一是将标曲线性范围扩大,多衍生几个标曲点,确保样品中被检测物含量在线性范围内;二是减小称样量,若称样量少不具有均一性和代表性的话,还可在检测过程中做稀释处理,使样品含量在线性范围内。
4、 硅藻土SPE柱
      硅藻土具有很好的吸水性,可降低3-氯-1,2-丙二醇在水相中的溶解度。我们选用成品硅藻土SPE柱(Agilent Chem Elut)与自制硅藻土柱(脱脂棉-硅藻土-无水硫酸钠)进行比对。发现回收率相差不太,均在95%~110%之间。从净化效果来看,差异也不大,从节约成本方面综合分析,还是选用自制硅藻土柱。
      选用正己烷作为淋洗溶剂,可去除一些脂溶性杂质。最后用乙酸乙酯作为洗脱液将3-氯-1,2-丙二醇全部洗脱。
5、 内标法数据分析
      将采集的数据定性后确定保留时间,设置内标化合物及其浓度,建立标准曲线的级别和浓度,内标法定量。
      在此过程中,若样品中目标物有共流出现象,定量离子有干扰,积分不准确的情况下,①可以重新优化前处理方法-SPE净化;②若其他特征离子没有干扰且灵敏度足够高的情况下,亦可将此离子作为定量离子,重新分析,离子丰度比需在规定范围内。
      通过这次试验,让我明白了每一个项目的方法开发、每一批样品的检测都应做好充分准备,包括标准溶液的配制和比对,所用试剂的种类、浓度和有效期,前处理步骤的先后顺序、时间长短以及关键点,检测器、色谱柱、流动相的选择,数据分析的全面性(保留时间、定性离子、定量离子、NIST库);提前查阅文献和资料熟知试验过程及每个步骤的作用和原理,不得有半点马虎,否则做一些无用功,即浪费资源又浪费时间。希望通过这次3-氯-1,2-丙二醇检测中的亲身体会,与大家分享,也告诫一下自己,不断努力,不断提高自身的技术水平。
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原文由 cassy(cassy) 发表:
直接上样,保持15min让其充分接触,然后正己烷淋洗,最后乙酸乙酯洗脱。国标上用到乙醚,因考虑到其毒性所以没有用乙醚。
乙醚挥发性太强,有味道,最好不用。