食品原物料與成品中增塑劑的分析：安捷倫科技整體解決方案
近日來，塑化劑事件愈演愈烈，這是繼三聚氰胺事件后，又一重大食品安全危機。從臺灣、香港到中國大陸，乃至亞太及世界其他國家，民眾聞“塑”色變。而且，最近某知名藥廠生產的抗生素粉針劑中也被發現含有塑化劑。 在塑化劑事件發生后，安捷倫科技公司在最短的時間內開發出準確、靈敏、高效的檢測方法解決方案，包括復雜食源性基質中高靈敏度定量分析和準確的定性鑒別。圖1展示了安捷倫科技用于增塑劑分析解決方案的技術平臺，包括GC、GC-MS、HPLC/UHPLC-MS (QQQ、SQ和QTOF質譜技術)，安捷倫高效液相和質譜技術的最新進展（超高壓液相色譜和高分辨率飛行質譜等）在增塑劑高靈敏度和高通量分析平臺中發揮著重要作用。
圖1. 安捷倫科技用于增塑劑分析解決方案的技術平臺
塑化劑對生物體有很大危害：1. 塑化劑被證實會干擾人體內分泌，引響生殖系統，臺師大研究團隊更發現，塑化劑會造成基因毒性，會傷害人類基因，長期食用對心血管疾病危害風險最大。2. 對肝臟和泌尿系統也有很大傷害，而且被毒害之后，還會透過基因遺傳給下一代。3. 臺師大生命科學系助理教授沈林琥和高雄醫學大學環境醫學研究中心教授李水龍研究團隊，經過一年時間，分析出這些塑化劑暴露產生的基因交互作用會造成心臟、肝臟和腎臟毒性，對人類疾病風險最大是心血管疾病。4. 塑化劑DEHP即鄰苯二甲酸酯，為人工合成的化學物質，據資料顯示，塑化劑DEHP將會對人體的生殖系統、免疫系統、消化系統帶來危害，如損害男性生殖能力，促使女性性早熟，可能造成兒童性別錯亂，長期大量攝取還會導致肝癌。
塑膠中最常添加的鄰苯二甲酸酯類有下列六種：
- Diisononyl Phthalate (DINP) 鄰苯二甲酸二異壬酯
- Di-n-octyl Phthalate (DNOP) 鄰苯二甲酸二辛酯
- Diisodecyl Phthalate (DIDP) 鄰苯二甲酸二異癸酯
- Bis-(2-ethylhexyl) Phthalate (DEHP) 鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯
- Dibutyl Phthalate (DBP) 鄰苯二甲酸二丁酯
- Benzylbutyl Phthalate (BBP) 鄰苯二甲酸苯基丁酯
復雜基質中增塑劑成分的樣品制備技術非常重要，表1列出了法規中常用的提取溶劑和方法。
表1. 法規中增塑劑常用的提取溶劑和方法。
| Methods | Extract Solvent | Reference Regulation |
| Soxhlet extraction | Chloroform/MeOH | ASTM D3421-75 |
| Soxhlet extraction | Ethyl Ether | EN 14372:2004 |
| Soxhlet extraction | DCM | GBT 22048-2008 |
| Sonication | Chloroform | SNT 1779-2006 |
| Sonication | Ethyl Methyl Ketone (MEK) | GBT 24613-2009 |
| Sonication/Microwave | THF | CPCS CH-E100-09.3 |
| Microwave | EA | SNT 2249-2009 |
| Healing Extraction | DCM/MeOH | Health Canada Method C-34 |
安捷倫科技的樣品前處理參考臺灣FDA的方法：秤取1g樣品， 加入45ml MeOH 進行提取和震蕩30min, 降溫后用MeOH 定容到50ml，3500rpm離心,取上清液裝瓶，待測。
1．GC-MS：
| GC Conditions | |
| Column: | DB-5ms Ultra inert column, 30 m×0.25 mm×0.25 μm,(P/N 122-5532UI ) |
| Inlet Temperature: | 290 °C |
| Carrier Gas: | Helium at 1 mL/min |
| Injection Mode: | Splitless, pulse injection at 35 psi for 0.5 min, splitless injection liner (P/N 5188-3316) |
| Injection Volume: | 1 μL |
| Oven Program: | 100 °C for 1 min, to 280 °C at 30 oC/min, to 310 °C at 15 °C /min and hold for 4 min |
| MS Conditions | |
| Solvent Delay: | 5 min |
| MS Temp : | 230 ºC (Source); 150 ºC (Quad) |
| Transfer Line Temp: | 280 °C |
| MS : | EI, SIM/Scan |
| Scan Mode : | mass range (50-500 amu) |
| Sample: | Five calibration solutions at 0.25, 0.5, 1, 2, 5 and 10 μg/mL were prepared by dilution in cyclohexane, along with one calibration blank (cyclohexane). Each standard solution contains 5 μg/mL of benzyl benzoate as internal standard. |
圖2：TIC of infant pacifier extract (A) and
pacifier extract spiked with 2-ppm phthalate mixture (B)
GC-MS的分析結果見圖2，嬰兒 奶嘴按照CPSC的方法做前處理，回收率高，對于DMP、DEP、 DBP、 DHP、BBP、 DEHP 和 DNOP為97–105%。
2．快速5975T LTM GC-MS：
| GC 條件 | |
| 色譜柱: | LTM HP-5MS, 10m,0.18mm,0.18um |
| 進樣口: | 280 °C ；無分流；不分流襯管（P//N 5062-3587） |
| 載氣流量: | 1.2 mL/min 氦氣 |
| 進樣量: | 1 μL |
| 柱溫程序: | 60℃(0.2min), 100 ℃/min,220 ℃(0.2min), 25℃/min,280℃(0.8min) |
| 質譜條件 | |
| MS 溫度 : | 230 ºC (離子源); 150 ºC (四級桿) |
| 掃描模式: | EI, SIM/Scan |
| 質量數范圍: | 50-500 amu |
圖3. 17種增塑劑成分的SCAN/SIM模式譜圖（參照國標GB/T 21911-2008）
利用Agilent 5975T LTM GCMS儀器系統LTM專利技術的色譜柱快速升降溫優勢，圖3 為以５倍國標GB/T 21911-2008方法的速度分析17種增塑劑2ppm混標SCAN和SIM的譜圖，極大地提高了GC/MS儀器分析食品飲料中17種增塑劑的速度，不到6分鐘能完成分離分析。
利用5975T，不但可以在常規實驗室做快速分析，而且可以通過移動實驗室到采樣現場做分析，更及時地提供分析結果。
3．LC-SQ分析29種塑化劑成分：
| Column： | Zorbax Eclipse plus Phenyl-Hexyl（2.1×50mm，1.8um） |
| Mobile phase： | A=水，B=MeOH（A、B均加入0.1%甲酸） |
| Flow： | 0.5mL/min；梯度洗脫（60-100% within 5min） |
| Column-Oven： | 25 ℃ |
| Injection Volume： | 10uL |
| Run Time： | 6.0min；Post Time：1.0min |
| Source: | ESI, Positive |
| Dry Gas Temp： | 350℃ |
| Drying Gas FLow： | 10.0 L/min |
| Neb Pres： | 50 psig |
| VCap (Positive)： | 4000 V |
| Scan Mode： | SIM |
圖4為29種增塑劑成分及其異構體的分離，實驗表明所建立的方法高通量、高靈敏度，分離在6分鐘內完成。
圖4. 29種增塑劑成分的LC-SQ的TIC
4．LC-QQQ:
| Column： | Zorbax Eclipse-plus C18（2.1×100mm，1.8um） |
| Mobile phase： | A=ddH2O，B=MeOH（A加入5mM ammonium acetate） |
| Flow： | 0.55mL/min |
| Column-Oven： | 50 ℃ |
| Injection Volume： | 10uL |
| Run TIme： | 10.0min；Post Time：2.0min |
| A: | H2O+5mM ammonium formate ( or ammonium acetate) |
| B: | MeOH |
| Min | A | B | Flow (ml/min) |
| 0 | 10 | 90 | 0.2 |
| 5 | 10 | 90 | 0.55 |
| 6 | 0 | 95 | 0.55 |
| 8 | 0 | 95 | 0.55 |
| 8.1 | 0 | 100 | 0.55 |
| 10 | 0 | 100 | 0.55 |
| Post time=2 min | |||
圖5. 標準品品定性結果: (20ppb)
安捷倫利用超高靈敏的分析工具-快速液相串聯質譜儀進行微量分析。快速液相色譜串聯質譜儀可以減少系統背景干擾與溶劑使用量，同時搭配簡單萃取與稀釋的樣品前處理方法，可以同時分析13種鄰苯二甲酸酯類：DMP、DEP、DAP、DPP、DBP、BBP、DCP (Dicyclohexyl phthalate) 、DNHP、DEHP、DEHA、DNOP、DINP和DIDP。本方法快捷、準確，是解決大批量樣品高通量分析的最佳方法。
5. LC-QTOF分析食品基質中增塑劑成分：
高分辨的飛行時間質譜（TOF MS）能夠提供高準確度的質量數（＜2×10－6），結合四極桿-飛行時間串聯質譜（QTOF MS）提供的碎片離子的精確質量數，具有強大的復雜基質中痕量組分的定性確認能力。對TOF總離子流圖中目標化合物進行精確質量數窗口的提取（＜2×10－5），利用提取離子流峰面積進行定量分析。同時通過QTOF的target M/SMS功能獲取二級質譜，能夠在一次分析中完成高靈敏度的定量分析和高選擇性的定性分析。圖6為UHPLC 1290-QTOF 6550對14種增塑劑及其異構體的分離檢測結果， 10分鐘內完成所有成分的分析，通量高。
圖6. 為UHPLC 1290-QTOF 6550分析14種增塑劑及其異構體
通過MS/MS與PCDL 數據庫中標準圖譜的比對，可以對復雜食品基質中的增塑劑成分進行快速和準確的定性篩查（圖7）；運用MSC軟件自動對二級質譜中的碎片離子進行結構解析及其相互關系的剖析（圖8）。
圖7. 食品基質中未知增塑劑成分的數據庫快速篩查
圖8. MSC軟件自動解析二級質譜碎片離子的結構及其相互關系
6. 增塑劑成分在體內的代謝物分析：
增塑劑在體內能夠代謝成對生物體有害的代謝物，因此其分析非常重要。表2列出6種法規控制的增塑劑成分及其可能的體內代謝物。
表2. 6種法規控制的增塑劑成分及其可能的體內代謝物。
圖9為22種增塑劑代謝物的online SPE-HPLC-QQQ的分析結果，檢測靈敏度高（LOQ: 0.05~0.5ug/L），所建立的方法為增塑劑代謝物在體內的分布和毒性評估奠定了方法學基礎。
