TSQ 8000 Evo 檢測(cè)橡膠及彈性體材料中11 種亞硝胺

李春麗 彭興

賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司

 

N-亞硝基化合物是一類(lèi)很強(qiáng)的化學(xué)致癌物質(zhì)，包括亞硝胺和亞硝酰胺兩大類(lèi)物質(zhì)，通常泛稱(chēng)為亞硝胺。超過(guò)300 多種N-亞硝基化合物在一種或多種動(dòng)物身上顯示出具有致癌作用[1]，并且40 多種動(dòng)物包括靈長(zhǎng)類(lèi)都是易于感染N-亞硝基化合物而引起癌癥，而且這類(lèi)強(qiáng)致癌物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體上誘導(dǎo)出的腫瘤在形態(tài)學(xué)特點(diǎn)與生化特點(diǎn)上都與相應(yīng)的人體器官上發(fā)現(xiàn)的腫瘤相似[2]。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（USEPA）認(rèn)為N-亞硝基二甲胺（NDMA）在極低的濃度（0.7 ng/L）下就會(huì)致癌，已將其列為優(yōu)先控制污染物[3]。許多國(guó)家及國(guó)際組織都對(duì)相應(yīng)制品中N-亞硝基胺的檢測(cè)制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)[4][5][6]，如中國(guó)出臺(tái)了GB28482-2012 《嬰幼兒安撫奶嘴安全要求》；歐盟《玩具安全新指令》（2009/48/EC）中，對(duì)其中的N-亞硝基胺含量及遷移量有著極為嚴(yán)格的規(guī)定。同時(shí)，與該指令配套的歐盟協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)EN71-12 要求至少檢測(cè)13 種N-亞硝基胺，包括脂肪族亞硝胺、脂環(huán)族亞硝胺及芳香族亞硝胺等。

 

因此開(kāi)發(fā)出快速、靈敏和準(zhǔn)確的N-亞硝胺化合物的測(cè)定方法，對(duì)衛(wèi)生檢測(cè)、削減和控制亞硝胺含量的研究是迫切需要的。使用GC-MS/MS 檢測(cè)N-亞硝胺，已有一定程度的應(yīng)用[7][8]。賽默飛世爾科技的串接氣質(zhì)聯(lián)用TSQ 8000 Evo 具有高靈敏度、背景干擾小、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。本文以TSQ 8000 Evo 為平臺(tái)建立了橡膠及彈性體材料中11 種N-亞硝基胺GC-MS/MS 檢測(cè)方法，結(jié)合賽默飛世爾科技特有的TraceFinder 軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告輸出，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速采集及數(shù)據(jù)結(jié)果的智能處理。為N-亞硝基胺的痕量檢測(cè)提供了強(qiáng)而有力的技術(shù)支持。

 

質(zhì)譜儀：TSQ 8000 Evo 質(zhì)譜儀（賽默飛世爾科技，美國(guó)）；

氣相色譜儀：Trace 1310 氣相色譜配AI 1310 自動(dòng)進(jìn)樣器（賽

默飛世爾科技，美國(guó)）；

色譜柱：TR-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細(xì)管色譜柱；

試劑：正己烷，丙酮，甲醇；均為色譜級(jí)

 

1.2.1 氣相方法

程序升溫：程序升溫：35℃（維持 3 min），10℃ /min 到

100℃（維持 1 min），25℃ /min 到 250℃（維

持 3 min）

進(jìn)樣口溫度：SSL 分流不分流（220℃）with Splitless 不分流模式

載氣流速：1.0 mL/min（恒流）

傳輸線溫度： 250℃

進(jìn)樣體積：1.0 μL

 

1.2.2 質(zhì)譜方法

質(zhì)譜運(yùn)行時(shí)間：19 min

掃描方式：Timed-SRM

碰撞氣壓力：1.0 m Torr 氬氣

SRM 條件見(jiàn)下表：

 

11 種N-亞硝基胺化合物及1 種內(nèi)標(biāo)物質(zhì)質(zhì)譜信息

 

樣品制備成2 mm×2 mm×2 mm 大�。ň鶆蛉�樣）。

 

1.4.1 樣品提取

準(zhǔn)確稱(chēng)取5.00 g（精確到0.01 g）樣品于40 mL 棕色玻璃瓶中，加入30 mL 甲醇，于室溫超聲萃取30 min ，過(guò)濾轉(zhuǎn)移溶液至250 mL 平底燒瓶中；再向樣品中加入20 mL甲醇溶劑，重復(fù)超聲和轉(zhuǎn)移步驟，并用少量甲醇洗滌棕色瓶2-3 次，合并兩次超聲和洗滌溶液；將溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)（35℃ , 150 mbar）至4 mL 左右，于渦旋混勻器上充分旋轉(zhuǎn)振蕩1 min，樣品溶液轉(zhuǎn)移至10 mL 具塞離心管中。另取1mL 甲醇分2-3 次洗滌平底燒瓶壁，并于渦旋混勻器上充分旋轉(zhuǎn)振蕩1 min，合并洗滌液于10 mL 具塞離心管中。

 

1.4.2 凈化

將C18 固相萃取小柱置于固相萃取裝置上，用5 mL 甲醇預(yù)淋洗C18 小柱。將樣液注入小柱，流出液收集于離心管中，待樣液液面下降至小柱填料的上層面時(shí)，再加入5 mL 甲醇進(jìn)行洗脫，收集合并全部流出液于離心管中。

 

1.4.3 濃縮

樣液于250 mL 的平底燒瓶中，并用少量甲醇淋洗離心管壁2-3 次，合并洗滌液于平底燒瓶中，將溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)（35℃ , 150 mbar）至4 mL 左右，取下平底燒瓶，于渦旋混勻器上充分旋轉(zhuǎn)振蕩1 min，然后將平底燒瓶中的樣液轉(zhuǎn)移溶液至5 mL 棕色容量瓶中。用少量甲醇淋洗平底燒瓶2- 3 次，并于渦旋混勻器上充分旋轉(zhuǎn)振蕩1 min，合并洗滌液于棕色容量瓶中，用甲醇定容至刻度。經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后進(jìn)行分析。

 

 

使用TSQ 8000 系列產(chǎn)品特有的軟件平臺(tái)TraceFinder，不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速、批量、自動(dòng)化采集及處理，還可完成實(shí)驗(yàn)室常用數(shù)據(jù)報(bào)告的自動(dòng)生成，將Database 數(shù)據(jù)庫(kù)，Master method 主方法，Instrument method 儀器方法以及AutoSRM 質(zhì)譜條件自動(dòng)優(yōu)化軟件之間有機(jī)結(jié)合。工作流程如圖1 所示。

 

圖1. TraceFinder 工作流程

 

對(duì)于大部分常見(jiàn)化合物方法信息，已包含在TraceFinder內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)中。檢測(cè)所涉及的化合物的質(zhì)譜方法信息可使用TraceFinder 通過(guò)Database 進(jìn)行查詢(xún)、編輯、提取并可直接導(dǎo)入儀器方法中使用。這些化合物包括農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚、鄰苯二甲酸酯等常見(jiàn)關(guān)注化合物。

 

對(duì)于11 種N-亞硝基化合物及1 種內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，在方法建立初期，其色譜質(zhì)譜條件未知，需要對(duì)其相應(yīng)的色譜、質(zhì)譜方法優(yōu)化。同樣可以利用TSQ 8000 系列產(chǎn)品所特有的AutoSRM 軟件進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化后自動(dòng)生成儀器方法的功能。

 

AutoSRM 程序自動(dòng)進(jìn)行以下三個(gè)步驟：1. 全掃描分析。通常最強(qiáng)的離子將被作為母離子。2. 對(duì)母離子進(jìn)行子離子全掃。信號(hào)最強(qiáng)的子離子。 3. 對(duì)選定的母離子/ 子離子對(duì)進(jìn)行碰撞能的優(yōu)化。其工作流程如圖2 所示。

 

 

 

實(shí)驗(yàn)采用的TR-5MS 色譜柱對(duì)N-亞硝胺化合物有良好的分離效果，12 種化合物（含1 種內(nèi)標(biāo)物質(zhì)）在19 min 的分離時(shí)間內(nèi)得到了良好的色譜圖，結(jié)果如圖3 所示。

圖3. 12 種化合物色譜圖

 

選取4 種物質(zhì)（NDPA，NDEA，NDBA，NMphA）配置成混合標(biāo)準(zhǔn)品，考察前處理方法的準(zhǔn)確性及回收率。根據(jù)歐盟農(nóng)殘方法準(zhǔn)則要求，回收率需在70-120% 之間。實(shí)驗(yàn)以100 μg/kg 濃度水平進(jìn)行添加回收實(shí)驗(yàn)，測(cè)定兩組平行樣品，結(jié)果如表1 所示。結(jié)果表明，回收率均處于70-120% 之間，方法準(zhǔn)確性良好。

 

同時(shí)對(duì)儀器的穩(wěn)定性進(jìn)行了考察，將4 種化合物配置成5.0 μg/kg 標(biāo)樣，連續(xù)進(jìn)樣6 次，得到相對(duì)應(yīng)的每個(gè)目標(biāo)化合物物的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），測(cè)試儀器的穩(wěn)定性，如表1 所示。4 種化合物RSD 均小于5.0%。結(jié)果表明：儀器在低濃度水平（≤ 5 μg/kg）連續(xù)進(jìn)樣時(shí)，儀器穩(wěn)定性良好，滿(mǎn)足痕量檢測(cè)需求。

 

表1 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

 

TraceFinder 軟件可同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的定性離子及定量離子，對(duì)化合物的檢出結(jié)果進(jìn)行快速、自動(dòng)化處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)定性及定量功能。圖4為NDPA 質(zhì)譜圖信息。

 

按照上述前處理方法對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行處理，以空白樣品基質(zhì)制備濃度為0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、20、50 μg/kg的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線，在確定的色譜和質(zhì)譜條件下進(jìn)行測(cè)定，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析，研究方法的靈敏度及檢出限。同時(shí)選取了兩種市售產(chǎn)品（嬰兒奶嘴及玩具氣球），對(duì)其中11 種N-亞硝胺化合物進(jìn)行了測(cè)定。

 

TSQ 8000 Evo 具有靈敏度高和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，所檢測(cè)11 種化合物在較低的濃度水平得到了良好的檢出效果，完全滿(mǎn)足法規(guī)要求，如表2 所示。同時(shí)，在兩種實(shí)際樣品中均檢出了少量的NDBA 殘留。結(jié)果如表3 所示。

 

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明TSQ 8000 Evo 在檢測(cè)含有痕量亞硝胺樣品時(shí)，具有高選擇性、高靈敏度、高穩(wěn)定性和高通量，在有害化合物檢出方面具有優(yōu)異的表現(xiàn)。同時(shí)，強(qiáng)大的TraceFinder 軟件集數(shù)據(jù)采集、處理，方法開(kāi)發(fā)于一體。在簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作步驟的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化。TraceFinder 自帶的AutoSRM 軟件，對(duì)于未知信息化合物的質(zhì)譜條件的優(yōu)化開(kāi)發(fā)，提供了可靠的支撐。

 

 

圖4. NDPA 質(zhì)譜圖信息（2 μg/kg）

 

表2.《EN 71-12:2013》中設(shè)定的安全要求

 

表3. 靈敏度、檢出限及實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果

 

[1] R. Preussmann. Carcinogenic N-nitroso compounds and their environmental significance. [M]

[2] Bogovski P．Bogovski S．Animal species in which N-nitroso compounds induce cancer[J]. International Journal of Cancer,1981，24：471-474．

[3] U.S. Environmental Protection Agency. N-Nitrosodimethylamine (CASRN 62-75-9). http://www.epa.gov/iris/subst/0045.htm

[4] GB 28482-2012 《嬰幼兒安撫奶嘴安全要求》

[5] 歐盟《玩具安全新指令》（2009/48/EC）

[6] EN 71-12:2013 亞硝胺與亞硝胺化合物》

[7] 童玉貴, 林偉, 林中等. 氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定鞋類(lèi)橡膠材料中的N- 亞硝基胺含量[J]. 皮革科學(xué)與工程. 2011, 5 (21):56-60.

[8] 李丕, 白樺, 李海玉等. 固相萃取－氣相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定乳膠兒童用品中15 種N- 亞硝胺及其前體物的遷移量[J]. 色譜. 2014,1 (32): 81-88.