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虞太六，许蕤竹
(上海华测品标检测技术服务有限公司，上海 201112)
全氟化合物PFCs(perfluorinated compounds，PFCs)是指氢原子全部被氟取代的直链或者支链碳氢化合物。由于C-F键的键能较大(110 kcal/mol)，使得这类化合物具有很高的化学、生物和热稳定性。同时由于C-F键的生成和断裂需要很高的能量，因此自然界中少有天然氟代烃的存在，部分或全氟代的有机分子绝大多数是人工合成的[1]。
自从问世以来，PFCs是制造氟聚合物高性能材料的一种基本加工助剂。氟聚合物广泛应用于纺织、造纸、灭火剂、杀虫剂、装潢等领域。近年来，以全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)为代表的PFCs不断在多种环境介质、生物体和人体被检出，从人群密集的城市区域到少有人类活动的极地区域，其存在的范围和污染水平超出了人们的预想，已成为当今最令人关注的新兴环境污染物之一。
不同于脂溶性有机污染物，PFCs主要与血清蛋白结合富集于动物体内，进而通过食物链传递放大，最终传递至人类。目前已经在人体、动物体、大气、水生环境及土壤等样品中发现PFCs的存在[2-3]。
然而有研究表明，PFCs难以在环境中降解，具备持久性污染物的基本特征。在人体的血液中也发现有微量的PFOA残留，毒理学研究表明PFCs可影响新陈代谢与生殖系统[4]，并造成肝脏毒性[5]。
目前，关于PFCs食品样品中的检测文章较少，刘嘉颖等[6]建立膳食中PFOA和PFOS超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)测定方法。林钦[7]用聚酰胺固相萃取法检测动物源性食品中全氟辛酸和全氟辛烷磺酸。朱萍萍等[8]用分散固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱法测定羊肝中19种全氟烷基酸。本文用酸化乙腈提取，QuEChERS法净化，建立食品中4种PFCs的HPLC-MS/MS分析方法。
1.1 仪器、试剂与材料
超高效液相色谱-串联质谱Waters Xevo TQ-S，美国Waters公司；
涡旋振荡器，安谱实验科技；
分析天平，美国Mettler Toledo公司；
离心机，湘仪；
具塞离心管，安谱实验科技；
氮气浓缩仪，安谱实验科技；
超纯水仪，美国Millipore公司；
净化管(内含100 mg PSA、40 mg C18、20 mg GCB)。
全氟辛烷磺酸(PFOS,CAS号：1763-23-1)、全氟辛酸(PFOA，CAS号：335-67-1)、全氟壬酸(PFNA，CAS号：375-95-1)和全氟己基磺酸(PFHSX，CAS号：355-46-4)；
甲醇；
乙腈；
盐酸；
氯化钠和乙酸铵。
1.2 标准溶液配制
标准品：全氟辛酸(PFOA，CAS：335-67-1)；
全氟辛烷磺酸(PFOS，CAS：1763-23-1，浓度为1000 μg/mL)，13C4-PFOA(CAS：960315-48-4，浓度为50 μg/mL);1,2,3,4-13C4-PFOS CAS：960315-53-1，浓度为50 μg/mL；
全氟壬酸(PFNA),CAS：375-95-1，纯度为97.2%);全氟己基磺酸(PFHSX,CAS：355-46-4，纯度为95.0%)；
13C5-PFNA(CAS：960315-49-5，浓度为50 μg/mL);18O2-PFHSX(CAS:1585941-14-5，浓度为50 μg/mL)。
标准中间溶液(10 mg/L)：准确移取PFOA、PFOS、PFNA和PFHSX混合标准品，用甲醇稀释并定容，使其浓度为10 mg/L，置-20 ℃冰箱中保存。
内标使用溶液(1&5 mg/L)：准确移取13C4-PFOA、13C5-PFNA 和1,2,3,4-13C4-PFOS、18O2-PFHSX标准品，用甲醇定容，使13C4-PFOA浓度为1 mg/L，使1,2,3,4-13C4-PFOS浓度为5 mg/L，置-20 ℃冰箱保存。
内标使用溶液Ⅰ(10&50 μg/L)：移取内标使用溶液1 mL，用甲醇稀释至100 mL，使13C4-PFOA、13C5-PFNA浓度为10 μg/L，使1,2,3,4-13C4-PFOS、18O2-PFHSX浓度为50 μg/L，置-20 ℃冰箱保存。
内标使用溶液Ⅱ(1&50 μg/L)：移取内标使用溶液Ⅰ1 mL，用甲醇稀释至10 mL，使13C4-PFOA、13C5-PFNA浓度为1 μg/L，使1,2,3,4-13C4-PFOS、18O2-PFHSX浓度为5 μg/L，置-20 ℃冰箱保存。
吸取标准储备溶液以及内标混合使用溶液Ⅰ(113C4-PFOA、13C5-PFNA 和1,2,3,4-13C4-PFOS、18O2-PFHSX浓度分别为10.0 μg/L和 50.0 μg/L)，用甲醇稀释, 配制成 PFOA 、PFNA和PFOS、PFHSX浓度依次为0.05 μg/L、0.1 μg/L、0.2 μg/L、0.5 μg/L、1.0 μg/L、2.0 μg/L、10.0 μg/L、20.0 μg/L、40.0 μg/L，以及13C4-PFOA、13C5-PFNA 和1,2,3,4-13C4-PFOS、18O2-PFHSX浓度均分别为1.0 μg/L 和5.0 μg/L 的含有13C同位素内标的混合系列标准工作溶液。
-4 ℃ 环境下保存, 有效期为2个月。
1.3 样品前处理
1.3.1 提取
称取试样5 g(准确至0.01 g)(样品使用前解冻均质)，置于50 mL聚丙烯离心管中,加入内标混合使用溶液Ⅱ(13C4-PFOA、13C5-PFNA和1,2,3,4-13C4-PFOS、18O2-PFHSX 浓度分别为1.0 μg/L 和5.0 μg/L)400 μL,加水5 mL,漩涡混合 1 min,加入10 mL乙腈和30 μL 盐酸, 震荡10 min。加入2 g 氯化钠, 再次振摇10 min, 以5000 r/min离心10 min。移取上层乙腈溶液于另一试管中, 在45 ℃ 水浴中氮气吹至约4 mL，待净化。
1.3.2 净化
将上述溶液转移至装有100 mg PSA、40 mg C18和20 mg GCB的15 mL聚丙烯离心管中，振摇10 min，以5000 r/min离心10 min,移取上清溶液于另一试管中，在45 ℃水浴中氮气吹至干，用1 mL甲醇溶解,吸入1 mL注射器，经0.22 μm 有机滤膜过滤后，待测。
1.4 分析条件
(1)色谱柱：Waters ACQUITY HSS T3色谱柱(1.8 μm，2.1 mm×100 mm)。
(2)流动相：5 mmol乙酸铵溶液(A)+甲醇(B)，见表1。
表1 流动相梯度表Table 1 Mobile phase gradient table
(3)流速：0.35 mL/min。
(4)柱温：35 ℃。
(5)进样量：10 μL。
(6)质谱条件：
①电离源：ESI-；
②毛细管电压：2.5 kV；
③离子源温度：150 ℃；
④脱溶剂温度：400 ℃；
⑤脱溶剂气流量：800 L/h；
⑥检测方式：多反应监测(MRM)；
⑦定性离子对、定量离子对、锥孔电压和碰撞电压见表2。
表2 4种PFCs的MS/MS参数Table 2 MS/MS parameters of 4 PFCs
2.1 分析条件优化
2.1.1 质谱条件优化
质谱的电离模式采用电喷雾(ESI)负离子化模式，根据一级质谱显示的分离子峰的丰度分别对锥孔电压、离子源温度、脱溶剂温度等质谱参数进行优化。
为了达到更好的灵敏度和精密度，采用了MRM模式，选择目标化合物的二级离子进行定性与定量。PFOA经碰撞裂解，丢掉2个氧原子和1个碳原子形成1个子离子m/z 369，而PFOS经碰撞裂解后产生2个子离子，质量数分别为m/z 80和m/z 99，其中m/z 80的子离子响应较高，大约为子离子m/z 99的两倍。因此选择子离子m/z 80为定量离子。PFNA经碰撞裂解后产生2个子离子，质量分数分别为m/z 219和m/z 419，其中m/z 219的子离子响应较高，最终选m/z 219为定量离子。PFHSX经碰撞裂解后产生2个子离子，质量分数分别为m/z 80和m/z 99，其中m/z 219的子离子响应较高，最终选m/z 219为定量离子。4个全氟化合物的质谱参数优化结果如表2所示。
2.1.2 液相条件优化
优化流动相使分离度增加并增加灵敏度，pH6.0时，乙酸铵的存在使PFOS和PFOA的离子化程度增强[9-10]。而且乙酸铵的离子抑止效应较弱，是较为理想的缓冲液。在乙酸铵浓度为5 mmol/L时可得到最大信噪比，5 mmol/L乙酸铵缓冲液为最佳水相流动相。有机相一般使用乙腈或甲醇，最终实验发现甲醇的实验效果最佳，因此本文选择甲醇为最佳有机流动相。
2.1.3 方法的线性范围、检出限和定量限
采用内标法定量，分别以3倍和10倍信噪比(S/N)确定目标分析物的检出限(LOD)和定量限(LOQ)。测得鸡肉、鸡蛋和苹果中4种PFCs的检出限为0.00062～0.00226 μg/kg，定量限为0.00167～0.00615 μg/kg。4种PFCs的标准曲线的相关系数(r)均大于0.995。
表3 4种PFCs的线性关系、检出限和定量限Table 3 Linear relationships，LOD and LOQ of 4 PFCs
2.1.4 方法的回收率和精密度
采用空白样品中添加标准溶液的方法，进行添加回收实验，PFOS和PFHSX添加水平分别为0.02、0.2、1 μg/kg，PFOA和PFNA添加水平分别为0.002、0.02、0.1 μg/kg，按照优化后的方法进行测定，每个质量浓度点平行测定6次，内标法校正。从表4可知，在添加范围内PFCs的平均回收率在76.5%～106.0%之间，相对标准偏差为0.87%～12.0%。
表4 分析方法的回收率和相对标准偏差Table 4 The recovery ranges and RSD ranges of analysis method
续表4
续表4
2.1.5 实际样品测定
通过分析肉类、蛋类和水果类135个样本数据分析，使用建立的方法对食品中4种PFCs 残留进行分析。所有水果类样本4种PFCs全部均是未检出，1个鸭肉中检出PFNA的值为0.0471 μg/kg，1个鸭蛋中检出PFOA的值为1.15 μg/kg，2个牛肉中检出PFOS的值分别为0.132和0.0704 μg/kg，1个鹅肉中检出PFOA的值为0.242 μg/kg，1个鸡肉中检出PFOS的值为0.0324 μg/kg，1个鸭肉中检出PFOS的值为0.092 μg/kg，1个羊排中检出PFOS的值为0.0885 μg/kg，1个鸡蛋中检出PFOA的值为2.02 μg/kg，另1个鸡蛋中检出PFOS的值为0.146 μg/kg。其他蛋类和肉类的其他PFCs全部均是未检出。
本文建立了分散固相萃取法结合HPLC-MS/MS技术测定肉类、蛋类和水果类样品中4种PFCs残留的检测分析方法。该方法的线性关系、准确度和精密度均能满足残留分析要求，其前处理方法简单、净化效果良好，适用于大量食品样品中4种PFCs含量的快速检测。
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