氣質(zhì)聯(lián)用培訓(xùn)資料GC-MS(廖濤)

GC-MS在食品平安中的應(yīng)用廖濤湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所提綱關(guān)于食品平安問題1氣質(zhì)聯(lián)用在食品平安中的應(yīng)用2環(huán)境雌激素檢測分析34一關(guān)于食品平安問題1.食品平安定義2.食品平安的影響3.影響食品平安的因素4.我國食品平安的現(xiàn)狀5.應(yīng)對(duì)措施

1.1食品平安定義1食品的污染導(dǎo)致的質(zhì)量安全問題。例：生物性污染、化學(xué)性污染、物理性污染等

2食品工業(yè)技術(shù)發(fā)展所帶來的質(zhì)量安全問題。如：食品添加劑、食品生產(chǎn)配劑3濫用食品標(biāo)識(shí)。例：偽造食品標(biāo)識(shí)、缺少警示說明、虛假標(biāo)注食品功能或成分食品平安是指食品質(zhì)量狀況對(duì)食用者健康、平安的保證程度。包括三方面內(nèi)容：食品安全引起人類社會(huì)的普遍關(guān)注社會(huì)穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)發(fā)展食品安全是國際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)人民身體健康和生命安全國際貿(mào)易經(jīng)濟(jì)全球化1.2食品平安影響倉儲(chǔ)害蟲、寄生蟲腐敗、致病微生物農(nóng)藥、獸藥殘留生物毒素、食物過敏原蟲蝕的小麥豬肉寄生蟲果實(shí)蠅黃曲霉毒素獸藥花生致敏蛋白農(nóng)藥1.3影響食品平安的因素1.4我國食品平安的現(xiàn)狀現(xiàn)狀BECDA微生物造成的食源性疾病問題化學(xué)污染所導(dǎo)致的食品問題食品加工過程中的污染食品保障體系不夠完善違法生產(chǎn)、經(jīng)營帶來的食品安全問題我們還能吃什么？？“食〞面埋伏1234完善與食品平安相關(guān)的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提高食品平安領(lǐng)域的科技水平加大檢查打擊力度加大對(duì)食品檢測檢驗(yàn)研究和應(yīng)用的投入1.5

應(yīng)對(duì)的措施二氣質(zhì)聯(lián)用在食品平安中的應(yīng)用2.1GC-MS簡介2.2樣品前處理技術(shù)2.3氣質(zhì)聯(lián)用在食品平安中的應(yīng)用安捷倫5975C安捷倫6890A2.1GC-MS簡介氣相色譜法定性依據(jù)是色譜峰的保存時(shí)間，定量依據(jù)那么是色譜峰高或峰面積。作為定性和定量方法，氣相色譜法最大特點(diǎn)在于高效的別離能力和高的靈敏度，是別離混合物的有效手段。質(zhì)譜法是依據(jù)帶電粒子在磁場或電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，按其質(zhì)荷比〔質(zhì)量和電荷的比〕實(shí)現(xiàn)別離分析，測定離子質(zhì)量及其強(qiáng)度分布。主要特點(diǎn)是能給出化合物的分子量、元素組成、經(jīng)驗(yàn)式及分子結(jié)構(gòu)信息，具有定性專屬性強(qiáng)、靈敏度高、檢測快速的優(yōu)勢(shì)技術(shù)特點(diǎn)色譜儀有很強(qiáng)的別離混合物的能力，但是對(duì)化合物定性的能力差。而質(zhì)譜本身無別離混合物的能力，但是能用來測定化合物的相對(duì)分子質(zhì)量和化學(xué)結(jié)構(gòu)，是一個(gè)優(yōu)良的定性工具。因此，GC-MS聯(lián)用在分析檢測和研究的許多領(lǐng)域中起著越來越重要的作用，特別是在許多有機(jī)化合物常規(guī)監(jiān)測工作中成為一種必備的工具。

1、儀器接口接口技術(shù)中要解決的問題是氣相色譜儀的大氣壓的工作條件和質(zhì)譜儀的真空工作條件的聯(lián)接和匹配。接口要把氣相色譜柱流出物中的載氣盡可能多的除去，同時(shí)保存和濃縮待測物，使近似大氣壓的氣流轉(zhuǎn)變成適合離子化裝置的粗真空，并協(xié)調(diào)色譜儀和質(zhì)譜儀的工作流量。2、掃描速度由于氣相色譜峰很窄，有的僅幾秒鐘時(shí)間，一個(gè)完整的色譜峰通常需要至少6個(gè)以上數(shù)據(jù)點(diǎn)。這樣就要求質(zhì)譜儀有較高的掃描速度，才能在很短的時(shí)間內(nèi)完成屢次全質(zhì)量范圍的質(zhì)量掃描。另一方面，要求質(zhì)譜儀能很快在不同的質(zhì)量數(shù)之間來回切換，以滿足選擇離子檢測的需要。GC-MS聯(lián)用中的主要技術(shù)問題GC-MS系統(tǒng)的組成樣品各組分在流動(dòng)相和固定相中的分配情況不同來進(jìn)行別離。與固定相作用較強(qiáng)的組分，較慢流出色譜柱，從而得以別離。GC-MS的常用測定方法總離子流色譜法〔totalionizationchromatography，TIC〕——類似于GC圖譜，用于定量。反復(fù)掃描法〔repetitivescanningmethod，RSM〕——按一定間隔時(shí)間反復(fù)掃描，自動(dòng)測量、運(yùn)算，制得各個(gè)組分的質(zhì)譜圖，可進(jìn)行定性。質(zhì)量色譜法〔masschromatography，MC〕——記錄具有某質(zhì)荷比的離子強(qiáng)度隨時(shí)間變化圖譜。在選定的質(zhì)量范圍內(nèi)，任何一個(gè)質(zhì)量數(shù)都有與總離子流色譜圖相似的質(zhì)量色譜圖。選擇性離子監(jiān)測〔selectedionmonitoring，SIM〕——對(duì)選定的某個(gè)或數(shù)個(gè)特征質(zhì)量峰進(jìn)行單離子或多離子檢測，獲得這些離子流強(qiáng)度隨時(shí)間的變化曲線。其檢測靈敏度較總離子流檢測高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。

樣品前處理的新技術(shù)：SPE(固相萃取〕SFE〔超臨界萃取〕ASE(加速溶劑萃取〕GPC〔凝膠滲透色譜〕SPME〔固相微萃取〕QuEChERS方法2.2樣品前處理技術(shù)

有效去除目標(biāo)化合物以外的干擾組分，并保證高回收率。

固相萃取SPE〔SolidPhaseExtraction〕

固相萃取〔Solid-PhaseExtraction，簡稱SPE〕是近年開展起來一種樣品預(yù)處理技術(shù)，由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合開展而來，主要用于樣品的別離、純化和濃縮，與傳統(tǒng)的液液萃取法相比較可以提高分析物的回收率，更有效的將分析物與干擾組分別離，減少樣品預(yù)處理過程，SPE具有有機(jī)溶劑用量少、便捷、平安、高效等特點(diǎn)。廣泛的應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、環(huán)境、商檢、化工等領(lǐng)域。SFE〔超臨界萃取〕

超臨界CO2流體萃取〔SFE〕別離過程的原理是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待別離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)上下和分子量大小的成分依次萃取出來。當(dāng)然，對(duì)應(yīng)各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以控制條件得到最正確比例的混合成分，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)那么完全或根本析出，從而到達(dá)別離提純的目的，所以超臨界CO2流體萃取過程是由萃取和別離過程組合而成的。具有平安、高效、無有機(jī)溶劑殘留、低本錢并有效保持萃取物的活性等特點(diǎn)。ASE〔加速溶劑萃取〕

加速溶劑萃取或加壓液體萃取(AcceleratedSolventExtraction)是在較高的溫度(50~200℃)和壓力(1000~3000Psi)下用有機(jī)溶劑萃取固體或半固體的自動(dòng)化方法。提高的溫度能極大地減弱由范德華力、氫鍵、目標(biāo)物分子和樣品基質(zhì)活性位置的偶極吸引所引起的相互作用力。液體的溶解能力遠(yuǎn)大于氣體的溶解能力,因此增加萃取池中的壓力使溶劑溫度高于其常壓下的沸點(diǎn)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)溶劑用量少、快速、基質(zhì)影響小、回收率高和重現(xiàn)性好。GPC〔凝膠滲透色譜〕凝膠滲透色譜(GelPermeationChromatography，GPC)1964年，由首先研究成功。不僅可用于小分子物質(zhì)的別離和鑒定，而且可以用來分析化學(xué)性質(zhì)相同分子體積不同的高分子同系物。(聚合物在別離柱上按分子流體力學(xué)體積大小被別離開〕SPME〔固相微萃取〕固相微萃取(solid-phasemicroextraction,SPME)技術(shù)(是20世紀(jì)90年代興起的一項(xiàng)新穎的樣品前處理與富集技術(shù),它最先由加拿大Waterloo大學(xué)的Pawliszyn教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組于1989年首次進(jìn)行開發(fā)研究,屬于非溶劑型選擇性萃取法。美國的Supelco公司在1993年實(shí)現(xiàn)商品化，固相微萃取技術(shù)幾乎可以用于氣體、液體、生物、固體等樣品中各類揮發(fā)性或半揮發(fā)性物質(zhì)的分析。幾乎克服了以往一些傳統(tǒng)樣品處理技術(shù)的所有缺點(diǎn)，集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，便于攜帶，真正實(shí)現(xiàn)樣品的現(xiàn)場采集和富集，能夠與氣相、氣相-質(zhì)譜、液相、液相-質(zhì)譜儀聯(lián)用。開展至今短短的10年時(shí)間，已在環(huán)境、生物、工業(yè)、食品、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的各個(gè)方面得到廣泛的應(yīng)用。

QuEChERS方法

(USdepartmentofAgriculture)Quick,Easy,Cheap,Effective,Rugged,andSafeQuEChERS是由美國化學(xué)家Lehotay和德國的Anastassiadas于2003年提出的一種快速(Quick)、簡便(Easy)、廉價(jià)(Cheap)、有效(Effective)、可靠(Rugged)及平安(Safe)的樣品處理技術(shù)，目前已在農(nóng)藥多殘留中廣泛使用。2.3氣質(zhì)聯(lián)用在食品平安中的應(yīng)用◆農(nóng)藥及魚藥殘留◆持久性有機(jī)污染物◆激素類化合物◆揮發(fā)性化合物◆食品添加劑

三

環(huán)境雌激素檢測分析3.1什么是環(huán)境雌激素3.2環(huán)境雌激素的來源3.3環(huán)境雌激素的分類3.4環(huán)境雌激素的危害3.5環(huán)境雌激素的檢測方法3.1什么是環(huán)境雌激素

環(huán)境雌激素是指具有雌激素活性或拮抗雄激素效應(yīng)，能夠模擬或干擾天然雌激素生理和生化作用的一類化合物。這類化合物進(jìn)入機(jī)體后，能干擾體內(nèi)正常分泌物質(zhì)的合成、釋放、運(yùn)轉(zhuǎn)、代謝、結(jié)合其中任何一個(gè)過程，激活或抑制內(nèi)分泌系統(tǒng)功能，從而破壞其維持機(jī)體穩(wěn)定性和調(diào)控的作用。3.2環(huán)境雌激素的來源動(dòng)植物排放人工合成物排放生活、醫(yī)療用品釋放的廢棄物養(yǎng)殖業(yè)用藥來源交通運(yùn)輸垃圾燃燒2.3

環(huán)境雌激素的分類農(nóng)藥真菌性雌激素工業(yè)污染物合成雌激素植物性雌激素天然雌激素環(huán)境雌激素類雌激素的種類及其代表物質(zhì)天然雌激素:植物雌激素:藥物雌激素:環(huán)境化學(xué)污染物:雌二醇(17β-estradiol)異黃酮，白藜蘆口服避孕藥〔已烯雌酚〕塑料添加劑(鄰苯二甲酸酯和雙酚-A),外表活性劑(壬基苯酚)等天然雌激素雌酮雌三醇雌二醇合成雌激素美雌醇己烯雌酚炔雌醇烷基酚類雌激素辛基酚雙酚A壬基酚此外，還有其他一些工業(yè)污染物，垃圾燃燒產(chǎn)生的二噁英等物質(zhì)，農(nóng)藥中的DDT等物質(zhì)，以及局部重金屬鉛、錫等，都具有雌激素效應(yīng)3.4環(huán)境雌激素的危害〔水生動(dòng)物〕1985年，在英國的沙布塔河發(fā)現(xiàn)有5%的鯉科魚類的雄性魚出現(xiàn)了雌雄同體化，日本河川中的一種鯉魚也出現(xiàn)雌雄同體化。其原因被認(rèn)為是受了污水處理廠中的避孕藥DES的污染所引起的；另外，有人在下水道處理設(shè)施的下流水中飼養(yǎng)的雄性鱒魚中也發(fā)現(xiàn)了魚的卵黃荷爾蒙增多，其原因被認(rèn)為是由于非離子外表活性劑的NPEO的分解產(chǎn)物———壬基苯酚〔NP〕的雌激素的作用造成的環(huán)境雌激素對(duì)水生生物的生殖系統(tǒng)有較大危害，是雌魚產(chǎn)生Vtg的主要誘導(dǎo)因素

生殖系統(tǒng)的危害免疫系統(tǒng)的危害

神經(jīng)系統(tǒng)的危害男性突出表現(xiàn)為性腺發(fā)育不良，生殖道腫瘤和先天畸形等，女性那么是乳腺癌的發(fā)生率增加。對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損害表現(xiàn)為智能低下、神經(jīng)行為異常等。

通過擾亂內(nèi)分泌物質(zhì)的合成，從而損害人的免疫系統(tǒng)，降低免疫功能。環(huán)境雌激素對(duì)人類的影響*對(duì)雌激素危害的認(rèn)識(shí)與有關(guān)平安條例已經(jīng)發(fā)現(xiàn)雌激素的危害很大，再考慮到雌激素可能存在的潛在危害性，所以在對(duì)雌激素進(jìn)行研究的同時(shí)就要開始考慮限制性立法。歐盟于2007年7月在WTO/TBT通報(bào)中,規(guī)定將全面禁止在食源性動(dòng)物中使用雌甾二醇及其衍生物(《關(guān)于禁止在畜牧業(yè)中使用具有激素或甲亢療效物質(zhì)以及β-沖動(dòng)藥的理事會(huì)指令96/22/EC的修正》),在動(dòng)物性食品中不得檢出。已烯雌酚及其鹽在《中華人民共和國農(nóng)業(yè)部公告第235號(hào)》中被列為禁止使用的藥物,在動(dòng)物性食品中不得檢出。3.5環(huán)境雌激素的檢測方法儀器分析法生物分析法酶聯(lián)免疫放射免疫3.發(fā)光免疫GC,GC-MS2.HPLC,HPLC-MS檢測方法2.1.1.

免疫法的特點(diǎn)是檢測靈敏度高、特異性好，缺點(diǎn)是不能同時(shí)檢測多種雌激素殘留，而環(huán)境中的雌激素物質(zhì)那么是分布很廣泛，因此人們逐漸采用GC-MS，HPLC-MS等方法來檢測環(huán)境中的雌激素殘留以O(shè)P、NP、BPA、DES、E1、E2、EE3ME、EE2、E3等9種環(huán)境雌激素物質(zhì)為例，談?wù)凣C-MS對(duì)這水體中幾種環(huán)境雌激素物質(zhì)的檢測環(huán)境雌激素污染物因?yàn)榉悬c(diǎn)較高，所以檢測前一般先要進(jìn)行衍生化GC-MS聯(lián)用中衍生化的作用改善了待測物氣相色譜性質(zhì)改善了待測物的熱穩(wěn)定性改變了待測物的分子質(zhì)量改善了待測物的質(zhì)譜行為引入鹵素原子或吸電子基團(tuán)通過一些特殊的衍生化方法，可以拆分一些難別離的手性化合物水樣0.45um濾膜過濾固相萃取

衍生化氮吹至干洗脫真空枯燥冷卻至室溫進(jìn)GC-MSGC-MS聯(lián)用中常用的衍生化方法硅烷化衍生化〔1〕BSTFA和BTA衍生化胺基和羥基〔2〕MTBSTFA常用于藥物、類固醇類檢測