加速溶劑萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定煙用接裝紙中高氯酸根的方法
【專利摘要】一種加速溶劑萃取?液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定煙用接裝紙中高氯酸根的方法，其特征在于：采用改進(jìn)的加速溶劑萃取技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行前處理，使樣品的提取和凈化同時(shí)完成，采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：采用整體柱樹(shù)脂作為填料，簡(jiǎn)化了萃取池結(jié)構(gòu)，也使樹(shù)脂的稱量和取用更為方便，樣品的提取和凈化在一次萃取過(guò)程中可以同時(shí)完成，自動(dòng)化程度高。采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定，定量限低，可以滿足微量成分的測(cè)定需求。
【專利說(shuō)明】
加速溶劑萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定煙用接裝紙中高氯 酸根的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于煙用紙張有害成分理化分析領(lǐng)域，具體是一種加速溶劑萃取-液相色 譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定煙用接裝紙中高氯酸根的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高氯酸鹽是一種有毒的無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì)。高氯酸根離子與碘離子具有相似的電荷和 離子半徑，能夠與碘離子競(jìng)爭(zhēng)而進(jìn)入人體甲狀腺，引起甲狀腺荷爾蒙生成量的減少，從而影 響大腦組織的發(fā)育，危害人類的健康，尤其是孕婦、胚胎、嬰兒最容易受到危害。并且，由于 高氯酸根離子特殊的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其化學(xué)穩(wěn)定性較高，水溶性和流動(dòng)擴(kuò)散性強(qiáng)，吸附性低，在 環(huán)境中能夠持久存在，是一種持久性污染物。
[0003]在造紙工業(yè)上，為了便于印刷，油墨或紙張表面通常需要添加抗靜電劑，而高氯酸 鹽是合成抗靜電劑的常用原料之一。美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(USFDA)規(guī)定在食品包裝材 料中其含量不得超過(guò)1.2%(w/w)。這一規(guī)定目前遭到來(lái)自9大消費(fèi)者組織的抗議，他們建議 取消在食品包裝材料中添加高氯酸鹽的允許。煙用接裝紙也是包裝材料中的一種，在吸煙 過(guò)程中直接與吸煙者口唇接觸，因此，對(duì)于煙用接裝紙中高氯酸根離子的監(jiān)控和檢測(cè)很有 必要。而目前煙草行業(yè)關(guān)于煙用接裝紙中高氯酸根離子的測(cè)定并無(wú)推薦方法，且沒(méi)有相關(guān) 的限量標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。
[0004] 高氯酸根離子的測(cè)定方法有光度法，拉曼光譜法，電極法，離子色譜法（1C)，離子 色譜質(zhì)譜(IC-MS)及高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)。主要應(yīng)用范圍為環(huán)境樣品，如 水和土壤，以及食品，如蔬菜和牛奶等。相對(duì)于單純的色譜分析，質(zhì)譜及串聯(lián)質(zhì)譜具有選擇 性好，靈敏度高，定量更加準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，是目前發(fā)展迅速，應(yīng)用更為廣泛的測(cè)定方法。
[0005] 關(guān)于樣品的前處理，較為常用的則是傳統(tǒng)的溶液萃取法。由于樣品基質(zhì)一般較為 復(fù)雜，萃取液還需要經(jīng)過(guò)凈化才能進(jìn)行儀器分析。賽默飛世爾科技公司于2009年采用加速 溶劑萃取(ASE)對(duì)蔬菜水果等樣品中的高氯酸根離子進(jìn)行測(cè)定時(shí)，采用了一種將萃取和凈 化合二為一的方法，即將凈化樹(shù)脂和樣品預(yù)先填充于萃取池中，在一次萃取過(guò)程中實(shí)現(xiàn)兩 個(gè)步驟的同時(shí)完成。但是該方法的缺點(diǎn)在于樹(shù)脂種類過(guò)多，且需要分層填充，造成了萃取池 內(nèi)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中回收率和重復(fù)性不是很理想。
[0006] 隨著固相萃取技術(shù)(SPE)的發(fā)展，特別是復(fù)合型萃取柱的出現(xiàn)，不同種類的樹(shù)脂可 以集合在1根柱中，而將此技術(shù)應(yīng)用在加速溶劑萃取領(lǐng)域，則可以使萃取池的填充結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 化，從而提高前處理的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的正是基于上述現(xiàn)有技術(shù)狀況而提供的一種加速溶劑萃取-液相色譜 串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定煙用接裝紙中高氯酸根的方法，該方法采用整體柱樹(shù)脂作為填料，簡(jiǎn)化了 萃取池結(jié)構(gòu)，也使樹(shù)脂的稱量和取用更為方便，樣品的提取和凈化在一次萃取過(guò)程中可以 同時(shí)完成，自動(dòng)化程度高。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種加速溶劑萃取-液相色譜串聯(lián) 質(zhì)譜法測(cè)定煙用接裝紙中高氯酸根的方法，采用改進(jìn)的加速溶劑萃取技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行前處 理，使樣品的提取和凈化同時(shí)完成，采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定，具體方式為： (1) 采用Thermo Fisher ASE200加速溶劑萃取儀對(duì)樣品進(jìn)行萃取，萃取池體積為33ml， 萃取前萃取池由下至上的結(jié)構(gòu)為:2張玻璃纖維濾膜，0.5-0.7 8010呢乂01^皿^8&/^8/!1 整體柱樹(shù)脂(市場(chǎng)有售），1張玻璃纖維濾膜，0.2-0.5g Oasis HLB柱樹(shù)脂(市場(chǎng)有售），1張 玻璃纖維濾膜，lg磨碎后樣品與2-2.5g硅藻土混合物，樣品中須加入0.4mL 500ng/mL的內(nèi) 標(biāo)溶液;所述內(nèi)標(biāo)為18〇標(biāo)記的高氯酸根離子，用水配制成濃度為500ng/mL的內(nèi)標(biāo)溶液。
[0009] 萃取條件為:萃取溶劑:水;靜態(tài)循環(huán)時(shí)間：5-7min;沖洗體積:30-35%;氮?dú)獯祾撸?100-130s;溫度：70-10(TC ;壓力：1300-1600psi ; (2) 萃取后的溶液用水定容至40-50mL，經(jīng)過(guò)水相濾膜過(guò)濾后使用LC-MS/MS進(jìn)行分析； LC-MS/MS條件為:采用Agilent 1200 Series液相色譜(美國(guó)Agilent公司）和API 4000三 重四級(jí)桿質(zhì)譜[配備電噴霧電離源(ESI)](美國(guó)AB公司）進(jìn)行分析。分析條件為：色譜柱： waters IC-Pak HR(6X75mm，4.6ym);流動(dòng)相：40-60mmol/L乙酸胺/乙腈混合溶液，體積比 為5:8;洗脫方式:等度，流速:0.5-1. OmL/min;柱溫:30-50 ° C;進(jìn)樣體積:50UL;電離方式： 電噴霧離子源(ESI);掃描方式:負(fù)離子;碰撞氣(CAD): 7psi ;氣簾氣(⑶R)，25psi ;輔助加熱 氣l(GSl)，50psi;輔助加熱氣2(GS2)，50psi;電離電壓（IS)，-4.5kv;離子化溫度(TEM)，450 °C ; MRM模式采集，MRM參數(shù)見(jiàn)表1。
[0010] 表1LC-MS/MS多級(jí)反應(yīng)監(jiān)測(cè)參數(shù)
本發(fā)明的內(nèi)容還包括： (1)要在普通含量的氯離子和硫酸根離子實(shí)現(xiàn)微量高氯酸根離子的檢測(cè)，對(duì)于氯離子 和硫酸根離子的去除有助于基質(zhì)效應(yīng)的消除和含量的準(zhǔn)確測(cè)定。在以往的報(bào)道中，ASE萃取 池中采用的凈化樹(shù)脂為OnGuard Ba，0nGuard Ag，0nGuard Η柱填充樹(shù)脂以及一些去除有機(jī) 物的樹(shù)脂，如C18,硅膠等。每一種樹(shù)脂都需要單獨(dú)稱取且占據(jù)一層空間。本發(fā)明中采用的為 OnGuard Ba/Ag/H整體柱樹(shù)脂，并且通過(guò)磁力攪拌實(shí)現(xiàn)幾種樹(shù)脂的充分混合，將三種樹(shù)脂 合為一層，簡(jiǎn)化了前處理的步驟。
[0011] (2)樹(shù)脂由SPE小柱拆開(kāi)后獲得，使用前需要活化，通過(guò)對(duì)SPE小柱進(jìn)行活化的方式 來(lái)實(shí)現(xiàn)：Ba/Ag/H整體柱使用3-6mL水進(jìn)行活化，Oasis HLB柱使用3mL甲醇和3mL水分別進(jìn) 行活化。
[0012] (3)由于SPE柱均為特定規(guī)格，且注明填料(樹(shù)脂）質(zhì)量，本發(fā)明所選取的樹(shù)脂質(zhì)量 為SPE柱所標(biāo)明質(zhì)量的整數(shù)倍，因此，本發(fā)明所選取的樹(shù)脂質(zhì)量均為活化前的樹(shù)脂干基凈 重。
[0013] (4)采用Oasis HLB柱去除樣品中的有機(jī)雜質(zhì)。HLB柱是由親脂性二乙烯苯和親水 性N-乙烯基吡咯烷酮單體按一定比例組成的大孔共聚物為填料，相較于C 18柱，HLB柱吸附劑 的表面積大，容量約為C18柱的3倍，凈化效率更高。
[0014] (5)實(shí)驗(yàn)采用添加標(biāo)準(zhǔn)溶液法制備含有高氯酸根離子的陽(yáng)性樣品，即在制備好的 1.0 g煙用紙張?jiān)嚇又屑尤?00yL O.lug/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在通風(fēng)櫥中避光晾干后作為實(shí)驗(yàn) 陽(yáng)性樣品，樣品加標(biāo)量為40yg/kg。 (6)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液和內(nèi)標(biāo)溶液的配置： 準(zhǔn)確稱取〇. 1232g無(wú)水高氯酸鈉于燒杯中，加入適量水溶解，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用 水定容，得到濃度為lmg/mL的高氯酸根一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，此溶液在4°C條件下避光保存，保 質(zhì)期為1年。
[0015] 準(zhǔn)確移取lOOyL-級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至100mL容量瓶中，用水定容，得到濃度為1000ng/ mL的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，此溶液在4°C條件下避光保存，保質(zhì)期為6個(gè)月。
[0016] 準(zhǔn)確移取10mL二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至100mL容量瓶中，用水定容，得到濃度為100ng/mL 的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，此溶液在4°C條件下避光保存，保質(zhì)期為6個(gè)月。
[0017] 用4mL水溶解180標(biāo)記的lmg高氯酸鈉，得到0.2057mg/mL的內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，此溶液 在4°C條件下避光保存，保質(zhì)期為6個(gè)月。
[0018] 準(zhǔn)確移取0.24 3mL內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至10 0mL容量瓶中，用水定容，得到濃度為 500ng/mL的內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，此溶液在4°C條件下避光保存，保質(zhì)期為6個(gè)月。
[0019] 由標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配置系列標(biāo)準(zhǔn)溶液（內(nèi)標(biāo)濃度為Syg/L)，進(jìn)行LC-MS/MS分析后，計(jì)算 每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液中高氯酸根與內(nèi)標(biāo)的峰面積比，標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍為1 _20μg/L，線性相關(guān) 系數(shù)0.9996，分別按信噪比S/N=3和10計(jì)算得方法的檢出限（L0D)和定量限（L0Q)，分別為 2·07yg/kg和6·91yg/kg。
[0020] 選取試驗(yàn)用陽(yáng)性樣品，進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，考察日內(nèi)（n=5)和日間（n=3)多次重 復(fù)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。加標(biāo)量分別為〇. 5，2.0，10.0 yg/L，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0021]由表2可得，低中高三個(gè)水平下的加標(biāo)回收率良好，日內(nèi)和日間相對(duì)平均標(biāo)準(zhǔn)偏差 〈8%，這說(shuō)明在此萃取和凈化條件下的樣品測(cè)定中基質(zhì)干擾得到了較好的消除，方法的精密 度和準(zhǔn)確性滿足測(cè)定需求。
[0022] 表2精密度與加標(biāo)回收率
綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:采用市售的整體柱樹(shù)脂作為填料，用于除去提取液中的 SOA離子的Ba填料層和用于除去cr離子的Ag填料層集合在一根柱中，在使用中可以直接 將整體柱打開(kāi)，使用混合樹(shù)脂，免去了將不同的樹(shù)脂分開(kāi)來(lái)分層鋪設(shè)，這樣就簡(jiǎn)化了萃取池 結(jié)構(gòu)，也使樹(shù)脂的稱量和取用更為方便，同時(shí)在樣品下方鋪設(shè)對(duì)非極性干擾物吸附能力較 強(qiáng)的HLB柱樹(shù)脂而不采用C18樹(shù)脂，在一定的溫度和壓力條件下，樣品提取和凈化在一次萃 取過(guò)程中可以快速高效的同時(shí)完成，自動(dòng)化程度高。采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)樣品進(jìn)行測(cè) 定，定量限低，可以滿足微量成分的測(cè)定需求。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本發(fā)明中加速溶劑萃取池中凈化樹(shù)脂和樣品鋪設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為樣品測(cè)定的提取離子色譜圖m/z :99.1/83.0; 圖3為內(nèi)標(biāo)測(cè)定的提取離子色譜圖m/z : 106.9/89.1。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明以下結(jié)合附圖實(shí)施例做進(jìn)一步描述： 實(shí)施例:煙用接裝紙中高氯酸根離子的測(cè)定。
[0025] 1)樣品前處理 稱取一定量的凈化樹(shù)脂和樣品將其鋪設(shè)至33mL加速溶劑萃取萃取池中，萃取池結(jié)構(gòu) 由下至上見(jiàn)附圖1: 2張玻璃纖維濾膜，0.5-0.78 010呢乂0成皿^8&/^8/!1整體柱樹(shù)脂，1張玻璃纖維濾 膜，0.2-0.5g Oasis HLB柱樹(shù)脂，1張玻璃纖維濾膜，lg(準(zhǔn)確稱取)磨碎后樣品與2-2.5g硅 藻土混合物。樣品中須加入0.4mL 500ng/mL的內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液。
[0026]萃取條件為:萃取溶劑:水;靜態(tài)循環(huán)時(shí)間：5-7min;沖洗體積:30-35%;氮?dú)獯祾撸?100-130S;溫度：70-10(TC ;壓力：1300-1600psi。
[0027] 萃取后的溶液用水定容至40-50mL，經(jīng)過(guò)水相濾膜過(guò)濾后使用LC-MS/MS進(jìn)行分析。
[0028] 2)采用Agilent 1200 Series液相色譜（美國(guó)Agilent公司）和API 4000三重四級(jí) 桿質(zhì)譜[配備電噴霧電離源(ESI)](美國(guó)AB公司）進(jìn)行分析。分析條件為：色譜柱:waters IC-Pak HR(6 X 75mm，4.6μπι);流動(dòng)相:40-60mmol/L乙酸胺/乙腈混合溶液，體積比為5:8;洗 脫方式:等度，流速:〇. 5-1. OmL/min;柱溫:30-50 ° C;進(jìn)樣體積:50仙；電離方式：電噴霧離 子源（ESI);掃描方式：負(fù)離子；碰撞氣（CAD):7psi;氣簾氣（CUR)，25psi;輔助加熱氣1 (GS1)，50psi ;輔助加熱氣2(GS2)，50psi ;電離電壓（IS)，-4.5kv;離子化溫度(TEM)，450°C ; MRM模式采集，MRM參數(shù)見(jiàn)表1。
[0029] 2)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液 采用水對(duì)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液進(jìn)行逐級(jí)稀釋，得到濃度為0.2, 0.5，1.0，2.0，5.0，10，20 yg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（內(nèi)標(biāo)濃度為5ng/mL)，此溶液在4°C條件下避光保存，保質(zhì)期為一周。 [0030] 3)根據(jù)峰面積對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液相應(yīng)濃度進(jìn)行回歸分析，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。然后通過(guò)檢測(cè) 樣品的峰面積，由標(biāo)準(zhǔn)曲線得到樣品對(duì)應(yīng)的濃度，即儀器觀測(cè)值， 按照如下公式計(jì)算樣品中檢出成分的含量： A=XXV/m 式中，Z :樣品的儀器觀測(cè)值，單位微克每升(yg/L); K :萃取液體積，單位為毫升(mL); _:樣品質(zhì)量，單位為克(g); 由以上公式算出樣品中高氯酸根含量分別為〇.〇48mg/kg。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種加速溶劑萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定煙用接裝紙中高氯酸根的方法，其特 征在于:采用改進(jìn)的加速溶劑萃取技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行前處理，使樣品的提取和凈化同時(shí)完成， 采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定，具體方式為： (1) 采用Thermo Fisher ASE200加速溶劑萃取儀對(duì)樣品進(jìn)行萃取，萃取池體積為33ml， 萃取前萃取池由下至上的結(jié)構(gòu)為:2張玻璃纖維濾膜，0.5-0.7 8010呢乂01^皿^8&/^8/!1 整體柱樹(shù)脂，1張玻璃纖維濾膜，0.2-0.5g Oasis HLB柱樹(shù)脂，1張玻璃纖維濾膜，lg磨碎后 樣品與2-2.5g娃藻土混合物，樣品中須加入0.4mL 500ng/mL的內(nèi)標(biāo)溶液； 萃取條件為：萃取溶劑:水;靜態(tài)循環(huán)時(shí)間：5-7min;沖洗體積:30-35%;氮?dú)獯祾撸?00-130s;溫度：70-100°C ;壓力：1300-1600psi ; (2) 萃取后的溶液用水定容至40-50mL，經(jīng)過(guò)水相濾膜過(guò)濾后使用LC-MS/MS進(jìn)行分析。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速溶劑萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定煙用接裝紙中高氯 酸根的方法，其特征在于:所述內(nèi)標(biāo)為18〇標(biāo)記的高氯酸根離子。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速溶劑萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定煙用接裝紙中高氯 酸根的方法，其特征在于:所述LC-MS/MS條件為：采用Agilent 1200 Series液相色譜和 API 4000三重四級(jí)桿質(zhì)譜配備電噴霧電離源進(jìn)行分析，分析條件為：色譜柱waters IC-Pak HR，規(guī)格6 X 75mm，4.6_;流動(dòng)相:40-60mmo 1 /L乙酸胺/乙腈混合溶液，體積比為5:8;洗 脫方式:等度，流速:〇. 5-1. OmL/min;柱溫:30-50 °C ;進(jìn)樣體積:50燦；電離方式：電噴霧離 子源；掃描方式：負(fù)離子;碰撞氣CAD: 7psi ;氣簾氣CUR，25psi ;輔助加熱氣1，50psi ;輔助加 熱氣2,50psi;電離電壓IS，-4.5kv;離子化溫度，450°C;MRM模式采集。
【文檔編號(hào)】G01N30/06GK106018608SQ201610421232
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】王穎, 邊照陽(yáng), 楊飛, 劉珊珊, 張威, 劉巖順, 唐綱嶺
【申請(qǐng)人】國(guó)家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心