LCMS／MS檢測乳粉中的雙酚A

圖1.  2,2-二（4-羥基苯基）丙烷，俗稱雙酚A（BPA）。

雙酚A（BPA）被廣泛應用于食品、飲料包裝的生產中，攝入BPA會對人體尤其是嬰兒的健康造成一定的傷害。本文介紹了通過TurboFlow技術與TSQ Vantage三重四極桿質譜技術聯用，自動分析多個樣品，且能快速、靈敏地檢測BPA的方法。

雙酚A（BPA），即2,2-二（4-羥基苯基）丙烷，是生產塑料的主要原料之一，也被大量用于食品、飲料包裝的加工。由于BPA能從食品金屬包裝的塑料內層浸出，因此與之接觸可能帶來的潛在危害備受人們關注。研究表明，攝入較高劑量的雙酚A可導致心臟病、糖尿病和肝酵素過高；而嬰兒接觸極低濃度的BPA也可能受到傷害。美國環保署規定BPA的最高攝入量不得超過50 μg/kg/天。目前，測定食品中的BPA含量主要應用液相色譜-質譜（LC-MS）聯用技術。

測定罐裝嬰兒配方奶粉中的BPA含量，其樣品前處理需進行復雜的萃取步驟，如固相萃取、溶劑萃取和微萃取技術，同時還需使用合適的溶劑進行濃縮和制備樣品。不僅耗時較長，人工操作的誤差也會導致結果不穩定。

研究人員在負離子大氣壓化學電離（APCI）模式下，采用氘化內標物（BPA-d16）開發了一種測定乳粉中BPA含量的LC-MS/MS方法，該方法采用了自動樣品前處理技術，全程歷時約6min。

圖2.  濃度為LLOQ 0.78 ng/ml（左）和ULOQ 100 ng/ml（右）的BPA H-SRM m/z 133離子對（上）和BPA-d16（下）的色譜圖對比。

檢測雙酚A的實驗

樣品前處理

用于制備空白、QC和標樣的嬰兒配方奶粉購自馬薩諸塞州當地超市，瓶蓋涂有低密度聚乙烯，瓶身材料為聚酯纖維；BPA和BPA-d16購自密蘇里州圣路易斯；稀釋液（AmAcACN溶液）為含3%醋酸銨的乙腈-水（70:30，v/v）溶液；使用AmAcACN溶液配制BPA工作液，濃度為10 μg/ml。

配制嬰兒配方奶粉溶液，在1g嬰兒配方奶粉中加入10ml AmAcACN溶液，并在10000 RPM轉速下離心30min。取上清液稀釋配制成一系列濃度的BPA標樣和QC標樣，分別加入25ng/ml的BPA-d16內標物。標樣濃度范圍為0.78~1000 ng/ml,進樣體積為25μl。

實驗方法

萃取液的凈化通過在TLX-1 LC系統上運行TurboFlow方法來完成，萃取柱為TurboFlowCyclone P聚合物柱。在上樣步驟中，大分子直接進入廢液中，目標分析物則進入萃取柱中。用有機溶劑洗脫進入到HypersilGOLD aQ封端硅膠C18反相色譜柱中，通過梯度洗脫進入到帶有APCI源的TSQ Vantage MS中。在負離子電離化模式下，監測BPA母離子m/z 227>133和212的高分辨率選擇反應監測（H-SRM）離子對。BPA的子離子133 m/z用于定量分析，子離子212 m/z用于驗證。由于BPA-d16在水中會轉化成BPA-d14（MW 242），BPA-d16監測的是母離子m/z 241>223的H-SRM離子對。LC-MS/MS方法的總運行時間為5.6 min。

圖3.  基于BPA標樣與內標BPA-d16峰面積比值的BPA線性回歸曲線。

AriaTMTLX-1系統參數

TurboFlow Cyclone P色譜柱（0.5× 50mm）；Hypersil GOLDTM aQ（4× 50mm，3μm粒徑）。

上樣泵流動相

流動相A，10mM碳酸氫銨pH10；流動相B，含0.1%甲酸的乙腈溶液；流動相C，丙酮：乙腈：異丙醇(20:40:40 )。

圖4.  嬰兒配方奶粉基體中預空白（左）和后高空白（右）的BPA H-SRM m/z 133離子對（上）和BPA-d16（下）的色譜圖對比。

洗脫泵流動相

流動相A：水；流動相B：甲醇。

MS分析在TSQ Vantage三重四極桿質譜上進行，MS條件如表1所示。

整個實驗由Aria操作軟件1.6.2控制，采用Xcalibur 2.0.7 SP1數據系統軟件扣除背景后，用LCQUAN 2.5.6定量軟件進行數據處理。

圖5.  基體加標12.5 ng/ml（A），水加標12.5 ng/ml（B），基體加標25 ng/ml（C）和水加標25 ng/ml（D）樣品中的BPA H-SRM m/z 133離子對（上）和BPA-d16（下）的色譜圖對比。

結果與討論

由于BPA存在于空氣（2~208 ng/m3）、灰塵（0.2~199ng/g）、水（5~320ng/L）

等各種來源中，因此很難在實驗室獲得真正的BPA空白。為此，研究人員使用XcaliburTM系統的內置軟件扣除所有定量數據中的標準雙空白峰。BPA和BPA-d16在定量檢出下限（LLOQ，0.78 ng/ml）和上限（ULOQ，100ng/ml）濃度下的色譜圖見圖2。應用LCQUANTM2.5.6數據定量軟件處理數據，BPA的基體匹配校準曲線在2個數量級濃度范圍內為線性，相關系數r2=0.9921（見圖3）。校準曲線上LLOQ濃度點的%CVs（n=3）小于20%，其他數據點小于10%。預空白和后高空白（扣除前）的對比說明其區別可以忽略（見圖4）。基體的干擾通過比較相同濃度BPA加標到基體和水中的色譜圖進行評估，12.5ng/ml和25ng/ml濃度下的對比如圖5所示，由此判斷基體的干擾是很小的。

小結

本文介紹了一種快速、靈敏且樣品前處理自動化的LC-MS/MS方法，能夠篩選、測定嬰兒配方奶粉中濃度為7.80μg/kg（ppb）干奶粉（檢出限）的BPA，并定量測定濃度為31.3μg/kg（ppb）干奶粉（LLOQ）的BPA（背景調節后）。與離線液/液或固相萃取相比，TurboFlow在線樣品前處理技術更卓越、快速。此外，LC-MS/MS方法的運行時間僅為5.6min，且樣品通量在Aria TLX-2（或TLX-4）系統上還能提高。