离子色谱—质谱联用测定洗虾粉中的未知成份

据报道, 一种被称为“洗虾粉”的化学制剂被普遍用于龙虾的清洗[1]。该物质不仅效果明显, 而且洗涤效率高,只要用水溶解, 将龙虾浸泡在该溶液中, 几分钟后, 黏附在龙虾上的脏东西就会自动掉落。有研究表明这种“洗虾粉”其实是工业领域普遍使用的一种除锈剂-草酸, 该物质常温下为无色透明结晶体或白色粉末, 无特殊气味, 溶于乙醇和水, 是有机酸中的强酸, 其酸性为醋酸的10000倍,主要用于工业上的还原剂和漂白剂。草酸对人体健康有危害, 它是一种有机强酸, 皮肤如果直接接触会被灼伤; 长期少量或微量摄入, 会在体内生成草酸钙沉淀, 导致肾结石;摄入量较大, 会影响人体内的酸碱平衡, 严重者可导致死亡。一些不法的小贩，为了让龙虾看上去颜色鲜亮，有一个好的卖相，会用这种洗虾粉来清洗龙虾。某市疾控中心一开始也把怀疑的目光放在了清洗龙虾的草酸上面，但是经过流行病学调查分析，洗虾粉主要还是抗氧化剂，虽然在食品加工当中不宜使用，但是它本身不会引起肌红蛋白异常升高，致使肌肉溶解。他们目前已经基本上排除了草酸惹祸的可能性。如果小贩们在洗虾粉当中，又加入其它的化学成份，那么情况又会更加复杂。某市质检测所从市场上得两批洗虾粉未知粉末，经初步离子色谱分析，推断含有大量硫酸盐，未检出草酸，但是在色谱图发现有两个明显的未知峰无法确认。采用常规的离子色谱法对这种复杂的所谓洗虾粉粉末进行测定，很难确定其未知成份。因此本方法采用离子色谱-串联电喷雾质谱联用技术[2]对洗虾粉中的未知成份进行了定性和定量分析。

测试条件

仪器：ICS-2100离子色谱仪(ThermoFisher公司);分析柱：IonPac AG19 保护柱，50×2 mm,(P/N: 062888);IonPac AS19 分离柱，250×2 mm，

(P/N: 062886);柱温：30℃;淋洗液：KOH梯度，0-15 min 6.5 mmol/L,15-30 min

6.5-40 mmol/L, 30-35 min 40-70 mmol/L, 35-45 min

70 mmol/L, 45-55 min 6.5 mmol/L;流速：1.0 mL/min;定量环：10µL;抑制器：阴离子自动电解连续再生微膜抑制器ASRS300-2 mm(P/N：064554)，外接水模式，抑制电流26 mA;

检测方式：TSQ质谱仪，配有电喷雾离子化源(ESI)，Xcalibur 1.2数据处理系统;电喷雾离子源，负离子模式;毛细管电压：3000V;离子源温度：550℃;全扫描(Full Sacn)：m/z 30-500。AS-AP自动进样器

样品前处理

准确称取样品0.1 g至100 mL容量瓶，加入适量去离子水，超声振荡10 min，使粉末充分溶解，用去离子水定容至刻度，充分混匀，溶液依次通过活化后的OnGuard RP柱和0.22 µm尼龙滤膜过滤，弃去初滤液3 mL，续滤液直接进样分析。

结果和讨论

色谱柱的选择

由于洗虾粉样品成份复杂，而且很多成份未知，若采用碳酸根体系阴离子交换柱分析，则只能用碳酸盐等度洗脱，很难实现兼顾各成份的分离与强保留成份的快速洗脱。而且碳酸盐淋洗液尽管经过抑制器转化为碳酸，也不适合串联质谱进样。用KOH淋洗液作梯度淋洗分离复杂基体成份是最近发展的热点，而且用抑制型电导检测时成功的梯度淋洗只有用KOH淋洗液才是可能的，更为重要的是，经KOH经抑制器后转化为水，可以很方便的串联接入质谱进行分析。因此，本文选用氢氧根体系阴离子交换柱，以实现KOH梯度淋洗。IonPac AS19(2 mm)柱填料基质材料是大孔的乙基乙烯基苯(EVB)交联55%二乙烯基苯(DVB)聚合物，柱容量为60 µeq/柱[ ]，为高容量色谱柱。AS19基质大小7.5 µm，外层附聚烷醇季铵功能基

胶乳，胶乳微粒带有非常亲水的离子交换基团。因此，本文采用柱容量大、亲水性强、可大体积进样的IonPacAS19 2 mm分析柱，在线发生淋洗液模式，确保了淋洗液的高纯度，有利于得到稳定的基线和较小的噪音。经实验发现，采用AS19色谱柱时，等度淋洗很难把常见阴离子与洗虾粉中传统认为含有的草酸盐与柠檬酸盐这些阴离子分离开。而以优化的梯度条件淋洗，实现了全部目标阴离子的完全分离(色谱图见图1)。最终选择的色谱条件为：淋洗液KOH梯度淋洗，0-15 min 6.5 mmol/L,15-30 min 6.5-40 mmol/L, 30-35 min 40-70 mmol/L, 35-45 min 70 mmol/L, 45-55 min 6.5 mmol/L。

图1. 常见阴离子与草酸根、柠檬酸根分离色谱图

质谱分析条件的优化

Full scan: m/z 30-500, scan time 0.2 s

离子源参数：

离子化方式：ESI, Negative detection (-)

(fast polarity switching 20 ms)

Capillary Temperature: 270.0 ℃, Vaporizer

Temperature: 350.0 ℃, Sheath Gas Pressure: 40.0 bar,

Ion Sweep Gas Pressure: 0 bar, Auxiliary Gas Pressure:

5.0 bar, Collision Gas Pressure): 0 mTorr

质谱扫描参数：分辨率：Q1为0.7 FWHM按样品处理方法，先后制备了两份从市场上得到的不同洗虾粉粉末，分别标为1号样品、2号样品。图2、图3分别为1号和2号样品的离子色谱图，从图上可以看出采用电导检测器进行检测时，在30.7 min处有一个大峰与标准溶液色谱图中硫酸根峰保留时间一致，而1号样品36.0 min处峰与标样保留时间不一致，2

号在36.0 min、39.7 min均出现未知峰。以m/z 30-500分别对标准溶液与样品做全扫描。图4-1图中保留时间30.7 min，m/z 96.93、79.95，与标准溶液中硫酸根一致，可以推断样品中含有大量的硫酸盐。图4-2为保留时间36 min处峰的m/z 112.91 96.91，以分子量推测为硫酸硫酸盐，于样品中加标做质谱全扫描，及色谱标样保留时间确定两个样品均含有硫代硫酸盐。同理，图4-3为2号样品39.8 min处峰m/z 176.88，经确认为焦磷酸盐。

图2. 1号样品色谱图。

图3. 2号样品色谱图。

图4-1 30.66min 处峰的特征离子图

图4-2 36.2min处峰的特征离子图。

图4-3 39.8min处峰的特征离子图。

重现性、线性和灵敏度

以上结合色谱保留时间和质谱图定性，可以确认样品中主要成份为硫酸盐，其它未知峰中确认主要含有硫代硫酸盐和焦磷酸盐。配制含硫代硫酸盐、焦磷酸盐和其它常见无机阴离子的混合标准溶液，质量浓度10~20 mg/L，重复进样11次，记录色谱图，硫代硫酸盐和焦磷酸盐的保留时间、峰面积和峰高的相对标准偏差分别为0.07 %/ 0.18%、1.03 %/1.48%和1.32 %/1.90%，重现性较好。将1000 mg/L硫代硫酸盐、焦磷酸盐标准储备溶液稀释配制得到一浓度系列：0.1、0.2、0.5、1.0、5.0和10.0 mg/L。对上述系列浓度依次测定, 取其峰面积值，

以峰面积为纵坐标，标准液质量浓度为横坐标建立标准工作曲线，并计算二者的检出限等，结果见表1。从表1可以看出，硫代硫酸盐、焦磷酸盐的相关系数r2分别为0.9998、0.9999，线性关系良好，以信噪比(S/N)为3计算，本方法硫代硫酸盐和焦磷酸盐的检出限达5.5 mg/Kg,17.8 mg/Kg。

实际样品分析及加标回收

取市场上得到的两份洗虾粉粉末，并添加硫代硫酸盐和焦磷酸盐做加标回收率实验。照选定的样品前处理方法进行处理，按选定的色谱条件进行测定，外标法定量。实际样品均检出含有硫代硫酸盐，结果含量测定结果及回收率结果见表2.

表1. 方法的标准工作曲线及检出限

表2. 样品测定结果

  小结
本文采用水系滤膜和On-Guard RP 柱对洗虾粉未知样品进行净化，首先利用离子色谱分离及质谱的强大定性能力，将二者联用确定了样品中含有硫代硫酸盐和焦磷酸盐，再用离子色谱法测定了样品中的硫代硫酸盐和焦磷酸盐，其色谱峰分离效果好，方法稳定性强、灵敏度高、干扰少，满足对于这种洗虾粉粉末未知成份的检测与确证要求。将本方法用于对食品加工中非法添加物的确证及检测具有十分重要的意义。