赖佳佳1 陈旻实1* 唐 熙1 邱 凌1

摘 要 建立了液相色谱-电喷雾串联质谱同时测定食品接触材料中三乙胺（Triethylamin, TEN）、间苯二胺（m-Phenylenediamine, MPDA）、二乙醇胺（Diethanolamine, DEA）、三乙醇胺（Triethanolamine, TEA）、二异丙醇胺（Driisopropanolamine, DIPA）、三异丙醇胺（Triisopropanolamine, TIPA）、N,N-二乙基乙醇胺（N,N-Diethylethanolamine, DEAE）、己内酰胺（epsilon-Caprolactam, CL）、月桂内酰胺（Laurolactam, LL）共9种有机胺物质迁移量的方法。选用水、3%（W/V：质量体积分数）乙酸、4%（V/V：体积分数）乙酸、10%（V/V）乙醇、20%（V/V）乙醇、50%（V/V）乙醇、95%（V/V）乙醇、异辛烷、橄榄油共9种物质作为食品模拟物，满足水性、酸性、醇类与脂类食品的模拟。在优化条件下，9种目标物在50～2000μg/L范围内线性良好，相关系数均大于0.995，检出限在1.5～54.1μg/L之间（S/N=3）。目标物的加标平均回收率在82.86%～105.81%之间，重复性精密度小于6.67%（n=6）)。结果表明，该方法操作简单快速、重现性好、准确度高。

关键词 液相色谱-电喷雾串联质谱；有机胺；食品接触材料；迁移

 Simultaneous Detection of Migrations of 9 Organic Amine Substances in Food Contact Materials by Liquid Chromatography Electrospray IonisationTandem Mass Spectrometry

LAI Jia-Jia1  CHEN Min-Shi1*  TANG Xi1  QIU Ling1

Abstract A method was established to simultaneously determine migrations of 9 organic amine substances including Triethylamin (TEN), m-Phenylenediamine (MPDA), Diethanolamine (DEA), Triethanolamine (TEA), Diisopropanolamine (DIPA), Triisopropanolamine (TIPA), N,N-Diethylethanolamine (DEAE), epsilon-Caprolactam, CL), and Laurolactam (LL) in food contact materials. 9 solutions-water, 3% (Mass volume fraction, W/V) acetic acid, 4% (volume fraction, V/V) acetic acid, 10% (V/V) ethanol, 20% (V/V) ) Ethanol, 50% (V/V) ethanol, 95% (V/V) ethanol, isooctane, and olive oil - were selected to simulate aqueous, acidic, alcoholic and fatty foods respectively. The 9 targets have good linearity in the range of 50-2000μg/L, all correlation coefficients greater than 0.995, and the detection limit between 1.5-54.1μg/L (S/N=3). The average recovery rates of the target substances were all in the range of 82.86%-105.81%, and the repeatability precision was less than 6.67% (n=6). The results indicate that the method is simple, fast, reproducible, and accurate.

Keywords Liquid chromatography electrospray ionisation tandem mass spectrometry; organic amines; food contact materials; migration

有机胺物质的分子特性和生物特性突出，大多具有迁移性、高毒性和生物蓄积性等，摄入某些胺类物质对人体某些器官具有一定损伤，长期摄入引发癌变的可能性极大^[1-7]。有机胺物质常以有机色料的表面改良剂、基质固化剂等形式，在以各种塑料等高分子材料为原料的食品接触材料中被广泛应用^[8-9]。目前，国内对于食品接触材料中有机胺物质的可迁移量研究较少，检测方法大多针对一个有机胺物质或单类有机胺物质进行测定，且前处理方法较为烦琐^[8-10]。本文建立了液相色谱-电喷雾串联质谱同时测定食品接触材料中TEN、MPDA、DEA、TEA、DIPA 、TIPA、DEAE、CL、LL共9种包括脂肪胺类、醇胺类、酰胺类在内的有机胺物质迁移量的方法，为同时简便快速检测食品接触材料中多种有机胺物质的迁移量提供依据。

1  实验部分

1.1 仪器与试剂

4000 Q TRAP 串联四级杆-线性离子阱质谱仪（美国Applied Biosystems公司）；ED-115恒温干燥器（德国Binder公司）；BSA224S 分析天平［赛多利斯科学仪器（北京）有限公司］；KQ-500DE超声清洗器［艾本德（中国）有限公司］；AnKe TDL-5-A 离心机（上海安亭科学仪器厂）；MS3 basic旋涡振荡器（德国IKA公司）。

N,N-二乙基乙醇胺标准物质(99.0%，美国International Laboratory)；三乙醇胺标准物质（99.0%，北京振翔技术有限公司）；己内酰胺标准物质（99.3%，美国CATO Research Chemicals Inc.）；间苯二胺标准物质（96%，加拿大多伦多化学品研究有限公司）；二异丙醇胺标准物质（99.5%，美国ChemService Inc.）；二乙醇胺标准物质（100.0%，美国AccuStandard）；三异丙醇胺标准物质（99.5%，美国ChemService Inc.）；月桂内酰胺标准物质（美国ChemService Inc.）。

N,N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺、己内酰胺、间苯二胺、二异丙醇胺、二乙醇胺和三异丙醇胺（分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；三乙胺（分析纯，麦克林生化科技有限公司）；月桂内酰胺（纯度＞99.0%，东京化成工业株式会社）；甲醇（色谱纯，德国默克公司）；甲醇（分析纯，常州市鸿盛精细化工有限公司）；甲酸、乙酸、乙酸铵（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。

1.2 标准溶液的配制

1.2.1 标准储备溶液

分别取适量有机胺标准物质（TEN、MPDA、DEA、TEA、DIPA、TIPA、DEAE、CL、LL）于10 mL容量瓶中，用色谱纯甲醇稀释定容至刻度，使得目标物的浓度约为10 mg/mL；置于4℃冰箱中，避光保存，备用。

1.2.2 水基食品模拟物

准确移取适量标准储备溶液，用水基食品模拟物配制成标准工作溶液，过滤膜后供质谱进样。

水基食品模拟物，包括水、3%（W/V）乙酸、4%（V/V）乙酸、10%（V/V） 乙醇、20%（V/V）乙醇、50%（V/V）乙醇、95%（V/V）乙醇。

1.2.3 油基食品模拟物

1.2.3.1 异辛烷

取适量标准储备溶液于10 mL异辛烷中，配制成标准工作溶液；加入10 mL 50%甲醇水溶液，混匀，超声萃取20 min，然后于2500 r/min下离心5 min，使两相分层；吸取下层溶液于10 mL容量瓶中，用50%甲醇水溶液定容，过滤膜后供质谱进样。

1.2.3.2 橄榄油

取适量标准储备溶液于10 g橄榄油中，配制成标准工作溶液；加入10 mL正己烷和10 mL 50%甲醇水溶液，混匀，重复1.2.3.1中的超声萃取、离心及定容步骤，过滤膜后供质谱进样。

1.3 样品处理

1.3.1 水基食品模拟物处理

将样品裁成6.0 cm×10.0 cm大小，完全浸没于100 mL水基食品模拟物中，60℃下恒温浸泡2 h，取浸泡液过滤膜后供质谱进样。

1.3.2 油基食品模拟物处理

1.3.2.1 橄榄油

将样品裁成6.0 cm×10.0 cm大小，完全浸没于100 g橄榄油中，60℃下恒温浸泡2 h。准确称取此迁移试验中得到的浸泡液10 g于50 mL具塞试管中，加入10 mL正己烷和10 mL 50%甲醇水溶液，混匀，重复1.2.3.1中的超声萃取、离心及定容步骤，过滤膜后供质谱进样。

1.3.2.2 异辛烷

将样品裁成6.0 cm×10.0 cm大小，完全浸没于100 mL异辛烷中，20℃下恒温浸泡2 h。准确移取此迁移试验中得到的浸泡液10 mL于50 mL具塞试管中，加入10 mL 50%甲醇水溶液，混匀，重复1.2.3.1中的超声萃取、离心及定容步骤，过滤膜后供质谱进样。

1.4 实验条件

1.4.1 色谱条件

(a)色谱柱：Thermo Hypercarb多孔石墨碳色谱柱（150 mm×2.1 mm，5μm）；

(b)流动相A：5 mmol/L乙酸铵缓冲液-0.2%甲酸溶液，pH=4；

(c)流动相B：乙腈；

(d)柱温：35℃；

(e)进样量：2μL；

(f)梯度洗脱程序见表1。

表1  梯度洗脱程序

Table 1  The gradient elution procedure

1.4.2 质谱条件

(a)电离模式：电喷雾电离正负离子模式；

(b)检测方式：多反应监测（MRM）；

(c)离子源喷雾电压（Ionspray Voltage）：5500 v；

(d)气帘气压力（Curtain Gas）：0.276 Mpa；

(e)离子源温度（Temperature）：500℃；

(f)雾化气压力（Gas 1）：0.345 Mpa；

(g)加热辅助气压力（Gas 2）：0.345 Mpa。

2  结果与讨论

2.1 食品模拟物与浸泡条件

目前，食品接触材料标准体系主要分为欧美体系与日韩体系，两种体系在食品模拟物和浸泡条件的选择上有较大不同，早期我国多参照日韩体系，2017年后已全面转向参照欧美体系。本实验结合两体系共性，选用欧美体系模拟物的3%（W/V）乙酸、10%（V/V）乙醇、20%（V/V）乙醇、50%（V/V）乙醇、95%（V/V）乙醇、异辛烷、橄榄油和日韩体系的水、4%（V/V）乙酸、20%（V/V）乙醇作为食品模拟物，全面覆盖了水性、酸性、醇类、油脂类等食品领域。

迁移试验的浸泡条件一般按照物品实际使用中严苛的条件进行，结合我国新旧两种标准体系的要求，实验采用塑料包装材料作为实验样品，水基模拟物的接触温度均为60℃、接触时间均为2 h，油基模拟物橄榄油的接触温度和时间与水基模拟物一致，异辛烷的接触温度为20℃、接触时间为2 h。

2.2 色谱柱的选择

9种目标物大部分都含有羟基和氨基，极性较强，而月桂内酰胺含有环型长链烃，极性较弱。分别选用C18、C8、HILIC以及多孔石墨碳（PGC）4种类型色谱柱进行分离试验，结果表明，8种物质在C18、 C8柱保留较弱；键合醇羟基的HILIC柱也无保留，且基体抑制效应较强；多孔石墨碳（PGC）是由碳原子排列成片状六边形而形成的独特固定相，对极性分析物有更高保留。

2.3 质谱条件的优化

选择ESI作为电离源对9种目标物标准溶液（1 mg/L）进行M2全离子扫描（M2 Scan）。采用负离子模式和正离子模式各扫描1次，结果发现，9种物质在正离子模式下峰强度更高，因此最终选择正离子扫描模式。根据全扫描图谱确定各种酰胺准分子离子，在此过程中，依据离子丰度的高低优化各酰胺类物质的毛细管出口电压（Fragmentor），然后分别以其准分子离子为母离子进行子离子扫描（Product Ion Scan），优化碰撞能量（Collosion energy），降低检测方法的检测限。选择相对离子丰度最高的子离子作定量特征离子，根据物质的出峰时间及质谱信息对有机胺物质进行定性分析。优化得到的9种目标物的质谱参数及保留时间见表2。

采用表2中9种目标物的特征离子对流向质谱仪的待测液进行多反应检测（MRM），则可得到4种酰胺类物质检测色谱图。所得各物质的特征离子及单一离子流图谱如图1所示。

表2  9种目标物的主要LC-MS/MS参数

Table 2  Main parameters for the 9 compounds by LC-MS/MS

图1-1

图1-2

图1-3

图1-4

图1-5

图1-6

图1-7

图1-8

图1-9

 图1  9种目标物的单离子色谱图和质谱图

Fig.1  Single ion chromatograms and mass spectrums of the 9 compounds

2.4 线性范围和检测限

采用基质标准曲线法绘制标准曲线，以保证定量的准确性。采用已优化的液相色谱串联质谱法条件测定有机胺物质的含量，以酰胺类物质的质量浓度为横坐标，以对应的峰面积为纵坐标，绘制基质校准曲线，并采用逐渐稀释法确定方法的检测限，实验结果见表3。

表3  线性相关系数与检测限

Table 3  Linear parameters and detection limits 

2.5 回收率和精密度

用各类食品模拟物对空白样品进行浸泡，在浸泡液中添加高、中、低3个水平的标准物质进行回收试验，以确认液相色谱串联质谱法检测有机胺物质的准确度和精密度，见表4。各种浓度水平进行6次平行测定，以平均值作为最终测定结果，并计算各种物质的回收率及相对标准偏差，见表5。

表4  9种物质在各食品模拟液中回收率

Table 4  Recovery of 9 compounds in food simulants 

表5  9种物质在各食品模拟液中相对标准偏差(n=6)

Table 5  RSDs of 9 compounds in food simulants (n=6)

表6  实际样品测试结果

Table 6  Actual sample test results of 9 compounds

各种浓度水平均平行进行3次测定，以其平均值作为最终测定结果，各种物质的回收率均在82.86%～105.81%之间，相对标准偏差均＜6.67%。

2.6 实际样品测试

随机购买市售样品9份，覆盖硅胶、弹性体、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、油纸等材质，选取模拟物水，70℃浸泡2 h。将浸泡后的测试数据结果转化为标准浸泡模式进行表述，见表6。

3  结论

本文建立的液相色谱-电喷雾串联质谱法测定塑料食品接触材料中TEN、MPDA、DEA、TEA、DIPA、TIPA、DEAE、CL、LL共9种脂肪胺、醇胺、酰胺有机胺类物质迁移量的实验方法，简便、准确，具有良好的回收率和精密度，为塑料食品接触材料生产企业和检验监管部门提供了一种同时检测9种有机胺迁移量的检测手段。

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 （文章类别：CPST-A）