CN115015407B - 一种测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于理化检验技术领域,具体涉及一种测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法。该方法包括以下步骤:(1)将香精、甲醇和磁性微球进行混合提取,然后磁吸附所述磁性微球,分离得到待测样品溶液;(2)用超临界流体色谱‑串联质谱对待测样品溶液进行测定分析;所述超临界流体色谱‑串联质谱中超临界流体色谱的色谱柱为Chiralpak IG‑3。磁性微球能对香精中的色素、添加剂等极性和非极性非靶标物起到很好的吸附净化作用,超临界流体色谱‑串联质谱分析香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体,通过优化仪器检测条件,大大缩短了色谱分离时间,分离效果好。
Description
技术领域
本发明属于理化检验技术领域,具体涉及一种测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法。
背景技术
对羟基苯甲酸酯(Paraben)又称尼泊金酯,因其低毒、非挥发性、杀菌能力强和稳定性良好而被用作防腐剂,是一类低毒高效防腐剂。对羟基苯甲酸酯同分异构体类的作用机理为改变细胞膜、细胞壁的渗透性,使微生物体内的酶类和代谢物逸出。对羟基苯甲酸酯测定的研究基质范围较广,涉及化妆品、食品和医药等,所采用的检测方法也不统一,有的采用高效液相色谱法(HPLC)法,气相色谱法(GC)和气相色谱-质谱联用法(GC/MS)。但目前很少有涉及对羟基苯甲酸酯同分异构体的分离方法。
高海军等《气相色谱法测定食品中6种对羟基苯甲酸酯》运用气相色谱法(FID检测器)建立了食品中毒性相对较大的6种低碳链醇烃基对羟基苯甲酸酯(甲、乙、异丙、丙、异丁、丁)含量的测定方法。鞠福龙等《气相色谱一质谱联用法同时检测调味品中7种防腐剂》运用气相色谱-质谱联用法同时检测调味品中对羟基苯甲酸丙酯及其钠盐等7种防腐剂。但是对羟基苯甲酸酯钠是对羟基苯甲酸酯的钠盐形式,而钠盐的熔点很高,很难气化。用GC或是GC-MS时,在样品处理过程中需要进行酸化和提取处理,操作复杂,实验影响因素多。刘英等《高效液相色谱法同时测定蜜饯中的16种食品添加剂》运用高效液相色谱法同时测定了蜜饯中对羟基苯甲酸丙酯等16种食品添加剂。赵孔祥等《高效液相色谱法测定化妆品中10种限用物质》应用高效液相色谱法测定了化妆品中对羟基苯甲酸丙酯等10种限用物质。
现有技术虽然实现了食品中的对羟基苯甲酸酯的有效检测,但是目前还没有针对香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体测定的相关研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,可以使同分异构体(PP、IPP和BP、IBP)得到完全的基线分离,定量效果好。
为实现以上目的,本发明的技术方案为:
一种测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,包括以下步骤:
(1)将香精、甲醇和磁性微球进行混合提取,然后磁吸附所述磁性微球,分离得到待测样品溶液;
(2)用超临界流体色谱-串联质谱对待测样品溶液进行测定分析;所述超临界流体色谱-串联质谱中超临界流体色谱的色谱柱为Chiralpak IG-3;
所述磁性微球为C18磁性微球和氨基化磁性微球。
本发明采用磁性微球对香精样品进行提取,该方法将样品的提取与净化集于一体,操作更加简单、快捷。磁性微球能对香精中的色素、添加剂等极性和非极性非靶标物起到很好的吸附净化作用,避免了样品浓缩、净化过程造成的待测组分损失。
本发明采用超临界流体色谱-串联质谱(SFC-MS/MS)分析测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体,以超临界CO2和乙醇作为流动相,具有分离速度快、特异性强的优点,通过优化仪器检测条件,大大缩短了色谱分离时间,其仅为5.5min,分离度好(基线分离)。
进一步地,所述超临界流体色谱-串联质谱中超临界流体色谱的测定条件为:流动相A为超临界CO2,流动相B为乙醇;两相混合后的总流速为1.8-2.0mL/min;柱温为35-40℃;进样量为2-5μL;洗脱方式为梯度洗脱。
进一步地,所述梯度洗脱时流动相A的体积占比由99%减少到90%,然后恢复到99%。更进一步地,0~1min,流动相A的体积占比为99%,1~3min,流动相A的体积占比减少到95%,3~4min,流动相A的体积占比减少到90%,4.0~4.5min,流动相A的体积占比保持90%,4.5~4.6min,流动相A的体积占比增加到99%,4.6~5.5min,流动相A的体积占比保持99%;流动相A的体积占比均匀变化。
进一步地,所述色谱柱的规格为3.0mm×100mm,粒径为3.0μm。
通过对色谱测试条件及梯度洗脱方式的选择,有助于实现待测组分的有效分离,提高测试结果的准确性。
进一步地,所述超临界流体色谱-串联质谱中质谱的测定条件为:扫描方式为负离子扫描;电喷雾离子源;离子源温度为140-150℃;毛细管电压为2.4-2.6kV;锥孔气流量为60-70L/h;脱溶剂气流量为600-650L/h;脱溶剂气温度为300-330℃;采用MRM模式采集。
进一步地,所述甲醇的用量相对于每0.18-0.22g样品为9-11mL;所述C18磁性微球和氨基化磁性微球的用量相对于每0.02g样品均为2mg。
调整甲醇和磁性微球的用量在合适的范围内,能使香精样品的待测组分得到有效的提取,并减少有机溶剂的使用,降低成本,减少对环境的污染。
进一步地,所述混合提取在提取容器中进行,所述磁吸附是将提取容器置于磁铁上静置分离。
进一步地,所述静置分离的时间为6min。
将提取装置置于磁铁上静置分离,能够使磁性微球快速沉降,保证待测样品溶液中没有磁性微球,提高后续测试结果的准确性。
进一步地,所述C18磁性微球和氨基化磁性微球的粒径均为0.5~1μm。
选择磁性微球的粒径在0.5~1μm范围内,不仅能保证磁性微球具有较大的表面积,实现对非靶标物的有效吸附,还能保证在磁铁作用下快速沉淀,实现分离,缩短待测样品溶液的提取时间。
进一步地,所述提取为振荡提取。
进一步地,所述振荡提取时振荡速率为200-250r/min,振荡提取的时间为8~10min。
合适的振动频率和振荡提取的时间能够提高磁性微球对待测组分的提取效果并节省时间成本。
进一步地,所述磁性微球在每次提取结束后用甲醇清洗后重复使用。
磁性微球经过甲醇清洗后重复使用,可以降低样品检测的成本。
附图说明
图1为本发明的测定方法流程图;
图2为本发明中使用的提取管主视图;图中:1为提取管堵头、2为毛细管、3为提取管口、4为左侧净化腔、5为玻璃隔断、6为活塞旋钮、7为体积刻度、8为右侧净化腔、9为取液口、10为取液口堵头;
图3为实施例5中添加对羟基苯甲酸酯同分异构体的含量均为1.0μg/g的待测样品的色谱图;
图4为对比例1中添加对羟基苯甲酸酯同分异构体的含量均为1.0μg/g的待测样品的色谱图;
图5为对比例4中添加对羟基苯甲酸酯同分异构体的含量均为1.0μg/g的待测样品的色谱图;
图6为对比例5中添加对羟基苯甲酸酯同分异构体的含量均为1.0μg/g的待测样品的色谱图;
图7为对比例6中添加对羟基苯甲酸酯同分异构体的含量均为1.0μg/g的待测样品的色谱图。
具体实施方式
实施例中涉及的试剂规格与仪器型号如下:
对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸异丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸异丁酯浓度分别为100μg/mL的甲醇标准溶液(坛墨质检);甲醇为色谱级;C18磁性微球(粒径约0.5~1μm,购自北京京京未来科技发展有限公司);氨基化磁性微球(粒径约为0.5~1μm,表面氨基含量约600nmol/mg,磁含量35~45%,购自南京先丰纳米科技有限公司)。
Waters超临界流体色谱串联质谱仪;感量为0.0001g的AE 163电子天平和感量为0.01g的AE 166电子天平(瑞士Mettler公司)。
为了实现操作的便捷性以及两种磁性微球的分类回收,本发明使用的提取管如下图2所示,本领域技术人员公知采用普通的提取装置也能实现提取的效果。此外,同时使用C18磁性微球和氨基化磁性微球进行混合提取也适用于本发明中对待测样品的处理。
本发明使用的提取管,结构示意图如图2所示,包括管体,管体的内腔形成净化腔,管体中间安装有玻璃隔断5,可通过活塞旋钮6控制玻璃隔断5的开闭。玻璃隔断5将净化腔分为左侧净化腔4和右侧净化腔8,右侧净化腔8上设置有体积刻度7。左侧净化腔4上设置有提取管口3,提取管堵头1与提取管口3适配,提取管堵头1中间带有毛细管2;右侧净化腔8上设置有取液口9,取液口堵头10与取液口9适配。
提取管在使用时,通过活塞旋钮6将玻璃隔断5关闭,将C18磁性微球和氨基化磁性微球分别放在左侧净化腔4和右侧净化腔8中。通过提取管口3向左侧净化腔4内加入样品,再加入甲醇振荡提取,将提取管的左侧朝下放置于磁铁上,对左侧提取管内4的的磁性微球进行吸附。通过活塞旋钮6将玻璃隔断5打开,使提取管的右侧朝下,样品从左侧提取管4中流到右侧提取管8中之后关闭玻璃隔断5,拿掉左侧的磁铁。进行振荡提取之后使提取管的右侧朝下放置于磁铁上,对右侧提取管8内的磁性微球进行吸附。之后使用胶头滴管将待测样品从取液口9出取出进行测试分析。
此外,提取管堵头1中间带有毛细管2,该毛细管2的作用是平衡提取管内的压力,以便于样品在提取管中向由一侧向另一侧流动。
一、本发明的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体待测样品溶液提取的具体实施例如下:
实施例1
本实施例的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体待测样品溶液提取的流程如图1所示,具体包括以下步骤:
(1)在左侧净化腔4中放入20mgC18磁性微球,右侧净化腔8中放入20mg氨基化磁性微球并堵上堵头1和10;
(2)称取0.2g的香精通过提取管口3置于提取管左侧净化腔4中,加入10mL甲醇,振荡提取5min(速率为200r/min),得提取液;
(3)将提取管左侧净化腔4竖立于磁铁上静置分离3min;
(4)打开活塞旋钮6,让液体通过活塞进入右侧净化腔8,振荡提取5min(速率200r/min),将提取管右侧净化腔竖立于磁铁上静置分离3min;
(5)用一次性滴管从取液口9取出提取液,得到待测样品溶液。
(6)从提取管口2加入2mL甲醇,振荡后置于磁铁上静置分离3min,从排液口倒出甲醇,重复清洗3次,磁性微球晾干备用。
实施例2
与实施例1的不同之处在于:待测样品溶液的提取时,采用9mL甲醇对0.18g待处理样品进行提取,C18磁性微球和氨基化磁性微球用量均为18mg。
实施例3
与实施例1的不同之处在于:待测样品溶液的提取时,采用11mL甲醇对0.22g待处理样品进行提取,C18磁性微球和氨基化磁性微球用量均为22mg。
实施例4
与实施例1的不同之处在于:振荡提取时振荡速率为250r/min,两次振荡提取的时间均为4min;两次静置分离的时间均为3min。
二、本发明的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法的具体实施例如下:
实施例5
本实施例的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,使用超临界流体色谱-串联质谱对实施例1所得的待测样品溶液进行分析,具体包括以下步骤:
1.待测样品溶液的制备:按照实施例1的方法获得待测样品溶液。
2.混合标准工作溶液的制备:分别移取0.1mL对羟基苯甲酸酯标准溶液至同一个10mL容量瓶中,用甲醇稀释定容,制得1.0μg/mL的混合标准储备液;分别移取一定体积的混合标准储备液于10mL容量瓶中,用甲醇稀释定容,即配制成不同浓度的混合标准工作溶液,浓度序列为:20、50、100、200、500、1000ng/mL。
3.标准曲线的获得:将配制好的不同浓度的混合标准工作溶液注入SFC-MS/MS,以外标法进行对羟基苯甲酸酯定量分析,即对各标样峰面积(y)和其浓度(x)进行线性回归分析,得到标准曲线,相关系数大于0.999。
4.待测样品溶液的分析:将实施例1所得的待测样品溶液注入SFC-MS/MS,进行测定,测得对羟基苯甲酸酯的色谱峰面积,代入标准曲线,求得样品中对羟基苯甲酸酯的含量,各待测物的含量均低于检出限。
测定时采用的色谱条件为:色谱柱为Chiralpak IG-3column(3mm×100mm,3μm,日本大赛路公司);流动相A为超临界CO2,流动相B为乙醇;两相混合后的流速为2.0mL/min;柱温为40℃;进样量为2μL;洗脱方式为梯度洗脱,梯度洗脱程序见表1。
表1梯度洗脱程序
测定时采用的质谱条件为:扫描方式为负离子扫描;电喷雾离子源;离子源温度为150℃;毛细管电压为2.6kV;锥孔气流量为70L/h;脱溶剂气流量为650L/h;脱溶剂气温度为330℃;采用MRM模式采集,MRM参数见表2。
表2质谱条件
*定量离子
实施例6
与实施例5的不同之处在于:两相混合后的总流速为1.8mL/min。
实施例7
与实施例5的不同之处在于:SFC-MS/MS分离时,柱温为35℃;进样量为5μL。
实施例8
与实施例5的不同之处在于:离子源温度为140℃;毛细管电压为2.4kV;锥孔气流量为60L/h;脱溶剂气流量为600L/h;脱溶剂气温度为300℃。
三、对比例
对比例1
本对比例中待测样品溶液的处理方法以及超高效液相色谱-串联质谱的分析过程和条件与《香精中8种防腐剂的超高效液相色谱-串联质谱法测定》(邓乐乐等,中国食品添加剂,2019,1:156-160)的相同。测试结果如表3所示。色谱图如图4所示,PP和IPP、BP和IBP两组同分异构体无法基线分离。
《香精中8种防腐剂的超高效液相色谱-串联质谱法测定》的样品处理方法为:称取0.5g样品到50mL离心管中,加入20mL甲醇,2500r/min涡旋振荡2min,然后8000r/min离心5min,取上清液经0.22μm有机滤膜过滤后上机分析。
对比例2
本对比例中待测样品溶液的处理方法与《香精中8种防腐剂的超高效液相色谱-串联质谱法测定》(邓乐乐等,中国食品添加剂,2019,1:156-160)的相同。提取液采用本发明的超临界流体色谱-串联质谱条件进行检测。测试结果如表3所示。该对比例色谱图的峰形与图3相似,但是该对比例与实施例5相比,回收率较低,说明本发明的前处理方法能更好的除去杂质,降低对检测结果的干扰。
表3不同方法得到的回收率
测定方法 | 回收率(%) |
实施例5 | 93.3-108.8 |
对比例1 | 87.5-93.5 |
对比例2 | 83.5-89.2 |
对比例3
本对比例中待测样品溶液的处理方法与本发明的一致,提取液采用《香精中8种防腐剂的超高效液相色谱-串联质谱法测定》(邓乐乐等,中国食品添加剂,2019,1:156-160)的超高效液相色谱-串联质谱条件进行检测。该对比例色谱图的峰形与图4相似,两组同分异构体不能分离。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之处在于所使用的色谱柱非手性柱为Viridis BEH(2.1mm×100mm,1.7μm)。色谱图如图5所示,两组同分异构体不能分离。
对比例5
本对比例与实施例1的不同之处在于所使用的色谱柱非手性柱为Viridis HSSC18 SB(3mm×100mm,1.8μm)。色谱图如图6所示,两组同分异构体不能分离。
对比例6
本对比例与实施例1的不同之处在于所使用的色谱柱手性柱Chiralpak IC-3(3mm×100mm,3μm)为测。色谱图如图7所示,两组同分异构体色谱峰拖尾,不能很好分离。
四、实验例
1.灵敏性
在空白香精样品中加入不同浓度的对羟基苯甲酸酯标准工作溶液,经过提取净化后注入SFC-MS/MS,以产生3倍信噪比(S/N=3)的浓度作为方法检测限(LOD),产生10倍信噪比(S/N=3)的浓度作为方法定量限(LOQ)。本发明的测定方法测定对羟基苯甲酸酯同分异构体的检测限分别为0.020-0.026μg/g,定量限分别为0.071-0.084μg/g。
2.准确性和重复性
将空白香精样品中加入1.0μg/mL的对羟基苯甲酸酯标准溶液,使得样品中对羟基苯甲酸酯的含量均为1.0μg/g,得到待测样品。分别采用实施例5和对比例1的方法测定对羟基苯甲酸酯的含量。通过实施例5的测定方法测得的PP、IPP、BP、IBP含量分别为0.94、0.95、0.94、0.96mg/kg,即PP、IPP、BP、IBP的加标回收率为94%、95%、94%、96%,说明本发明的测定方法的准确性较高,采用实施例5和对比例1的方法测得的样品的色谱图如图3和图4所示。
为了判断本发明的测定方法的重复性,在空白香精样品中加入对羟基苯甲酸酯同分异构体的标准溶液,然后按照实施例5的方法进行样品SFC-MS/MS分析,重复5次实验,并按照加标量和测定值计算其回收率,结果见表4。由表4可以看出,对羟基苯甲酸酯同分异构体的回收率在93.3%-108.8%之间,平均相对标准偏差(RSD)小于5.0%,说明本发明的测定方法的回收率高,重复性好。而通过对比例1的测定方法测得的对羟基苯甲酸酯同分异构体的加标回收率略低(87.5%-93.5%),且无法实现同分异构体的分离。
表4方法的回收率和重复性(n=3)
通过实施例5与对比例的测定结果可发现,本发明所采用的前处理条件简便,将提取和净化集于一体。且针对香精的基质特点,选用磁性微球作为净化材料,不仅能很好的除去基质中的干扰物质,而且能获得很好的回收率,并且磁性微球可以多次重复使用。采用SFC-MS/MS与Chiralpak IG-3色谱柱进行分析也大大缩短了色谱分离时间,两组同分异构体(PP和IPP、BP和IBP)可以得到完全的基线分离。相反,对比例中PP和IPP、BP和IBP两组同分异构体无法基线分离,影响定量结果。
Claims (8)
1.一种测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将香精、甲醇和磁性微球进行混合提取,然后磁吸附所述磁性微球,分离得到待测样品溶液;
(2)用超临界流体色谱-串联质谱对待测样品溶液进行测定分析;所述超临界流体色谱-串联质谱中超临界流体色谱的色谱柱为Chiralpak IG-3;
所述对羟基苯甲酸酯同分异构体为对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸异丙酯、对羟基苯甲酸丁酯以及对羟基苯甲酸异丁酯;所述磁性微球为C18磁性微球和氨基化磁性微球;所述C18磁性微球和氨基化磁性微球的用量相对于每0.02g样品均为2mg;所述超临界流体色谱-串联质谱中超临界流体色谱的测定条件为:流动相A为超临界CO2,流动相B为乙醇,两相混合后的总流速为1.8-2.0mL/min,柱温为35-40℃,进样量为2-5μL,洗脱方式为梯度洗脱;所述超临界流体色谱-串联质谱中质谱的测定条件为:扫描方式为负离子扫描,电喷雾离子源,离子源温度为140-150℃,毛细管电压为2.4-2.6kV,锥孔气流量为60-70L/h,脱溶剂气流量为600-650L/h,脱溶剂气温度为300-330℃,采用MRM模式采集。
2.根据权利要求1所述的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,其特征在于,所述梯度洗脱时流动相A的体积占比由99%减少到90%,然后再恢复到99%。
3.根据权利要求1~2任一项所述的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,其特征在于,所述甲醇的用量相对于每0.18-0.22g样品为9-11mL。
4.根据权利要求1所述的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,其特征在于,所述混合提取是在提取容器中进行,所述磁吸附是将提取容器置于磁铁上静置分离。
5.根据权利要求1所述的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,其特征在于,所述C18磁性微球和氨基化磁性微球的粒径为0.5~1μm。
6.根据权利要求1所述的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,其特征在于,所述提取为振荡提取。
7.根据权利要求6所述的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,其特征在于,所述振荡提取时振荡速率为200-250r/min,振荡提取的时间为8-10min。
8.根据权利要求1所述的测定香精中对羟基苯甲酸酯同分异构体的方法,其特征在于,所述磁性微球在每次提取结束后用甲醇清洗后重复使用。
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