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基于CSR技術和內標法GC-MS 測定白酒中氨基甲酸乙酯含量
閱讀：1837 發布時間：2019-2-28【概述】
氨基甲酸乙酯(Ethyl Carbamate，EC)，又叫烏拉坦（Urethane），是一種多位點致癌物，可導致肺癌、淋巴癌、肝癌、皮膚癌等疾病。人類從膳食中攝入的氨基甲酸乙酯，主要來自發酵食物和飲品，其中酒*品是已知的氨基甲酸乙酯主要來源。
調查顯示，如果飲用氨基甲酸乙酯含量超過30×10-6g/kg的酒，人飲用后患癌的機率大大增加。根據加利福尼亞環保機構的一項統計數據得知，假設每個人的患癌癥的機率為1×10-5，推斷氨基甲酸乙酯的攝入量大約為0.7μg/d。因此黃酒中氨基甲酸乙酯是危害人類健康的一個不可忽視的因素。上已就不同酒*品的氨基甲酸乙酯含量進行了廣泛研究，一些國家已制定出酒*品的氨基甲酸乙酯高*，如加拿大是多種酒*品制訂氨基甲酸乙酯高*的國家，由30μg/L (葡萄酒)至400μg/L(水果白蘭地)不等。美國、日本、韓國等亦相繼制訂出部分酒的氨基甲酸乙酯高限值。
【實驗/設備條件】
1.色譜柱：TG-WAXMS 30 m×0.25 mm×0.25μm石英毛細管柱；
2.進樣口溫度：220℃；
3.升溫程序：初始溫度為50℃，保持1min，以8℃/min
升至180℃，保持10min；
4.載氣：氦氣（純度≥99.999%）；
5.載氣流速：1.0mL/min；
6.進樣量：13μL；
7.進樣方式：不分流進樣。
8.離子源：EI源；
9.離子源溫度：250℃；
10.傳輸線溫度：280℃；
11.采集模式：SIM模式(44,62,74,89,64,76)。
【樣品提取】
標準溶液的制備
1）稱取0.0161g（至0.0001g）氨基甲酸乙酯標準品（純度為98.5%），用甲醇溶劑、定容至10mL，此時
溶液濃度為1585.85μg/mL；
2）稱取0.0334g（至0.0001g）D5-氨基甲酸乙酯標準品（純度為98.7%），用甲醇溶劑、定容至10mL，此時溶液濃度為3296.58μg/mL；
3）100μg/mL氨基甲酸乙酯標準品溶液：取63μL（1）溶液，加937μL甲醇，定容至1mL，混勻。
4）100μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準品溶液：取30μL（2）溶液，加970μL甲醇，定容至1mL，混勻。
5）2μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準品溶液：取20μL（4）溶液，加980μL甲醇，定容至1mL，混勻。
6）10μg/mL氨基甲酸乙酯標準品溶液：取100μL（3）溶液，加900μL甲醇，定容至1mL，混勻。
7）0.5μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準品溶液：取50μL（6）溶液，加950μL甲醇，定容至1mL，混勻。
標準工作曲線溶液的制備
分別準確吸取氨基甲酸乙酯中間液（0.5μg/mL）20、50、100、200、400μL和氨基甲酸乙酯標準中間（10.0μg/mL）40、100μL于進樣小瓶中，各加2.00μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準液100μL，用甲醇定容至1mL，得到10.0、25.0、50.0、100、200、400、1000ng/mL的標準曲線工作溶液，現配現用，供GC-MS分析。
樣品制備
取100μL樣品（95%乙醇），加入2.00μg/mL D5-氨基甲酸乙酯標準液100μL，用甲醇定容至1mL搖勻待測。
【實驗/操作方法】
本文按照GB 5009.223-2014《食品安全國家標準食品中氨基甲酸乙酯的測定》，建立了ISQ-LT GC-MS結合CSR大體積進樣技術測定白酒中氨基甲酸乙酯的含量，考察了方法檢出限、校準曲線及線性范圍、響應值日內日間重復性、保留時間日內日間重復性、系統抗污染能力等，同位素內標法定量。
【實驗結果/結論】
1采用CSR大體積進樣技術測定白酒中氨基甲酸乙酯
1.1 CSR大體積進樣原理介紹
溶劑濃縮大體積進樣技術（Concurrent Solvent Recondensation,簡稱CSR），即在進樣口和分析柱間連接一段空的預柱，且襯管中裝填玻璃棉，采用傳統的分流不分流進樣口，進樣口處于恒定的較高溫度，自動進樣器插入汽化室5 mm，保持針頭部分溫度較低，快速注入樣品。樣品以帶狀液體的狀態離開注射器，被收集在襯管底部的少量玻璃棉上，開始緩慢汽化。由于襯管是一個密閉體系，蒸汽體積迅速膨脹，取代和壓縮載氣，使得襯管內壓力迅速增大，而載氣阻止了溶劑蒸汽從汽化室溢出，從而產生了“壓力涌浪”效應，迫使溶劑蒸汽轉移到低溫的預柱上。溶劑蒸汽在柱頭上冷凝形成液膜，進一步加速了蒸汽的轉移，此時溶劑汽化和冷凝同時發生，使得進樣體積不再受汽化體積的限制，從而實現大體積進樣，預柱起承載樣品的作用。圖1為CSR基本原理圖解，圖2為CSR進樣過程。
圖1. CSR基本原理圖解
圖2. CSR進樣過程
1.2 CSR大體積進樣技術特點
PTV進樣雖然進樣體積可高達250μL，但是在溶劑蒸發的過程中會造成低沸點化合物的損失；而OCI進樣雖然不會造成低沸點化合物損失，但由于樣品溶液直接注入到色譜柱中，很容易造成色譜柱的污染，導致某些化合物響應偏低、且影響分離。相比，CSR技術更具有*性，具備以下三個特點。
（1）特點一：顯著提高檢測靈敏度
CSR大進樣體積為50μL，能顯著提高檢測靈敏度。例如：CSR大體積進樣氣相色譜質譜中的應用，如圖3所示，進樣量為1、2、3、4、5μL時所得的結果比較，從圖中可以得出，隨著進樣體積的增加，響應值幾乎呈線性倍數增加，充分表明增加進樣量可以顯著提高檢測靈敏度。
圖3.不同進樣體積結果
（2）特點二：分析高、低沸點化合物無歧視
如圖4所示，以正己烷為溶劑，不同環數烷烴的大體積進樣分析，進樣體積35μL。從圖中可以看出比正己烷溶劑多兩個碳的化合物C8，并未隨溶劑蒸發損失，且高沸點的C40具有較好的響應及分析精密度，進一步證明了CSR對低沸點和高沸點化合物均無歧視效應。
圖4.低、高沸點化合物無歧視
（3）特點三：簡化前處理過程，避免低沸點化合物濃縮時有損失
如圖5所示，在環境水體中PAHs的分析，一般需要濃縮1000倍，進樣量為1μL，采用液液萃取和SPE小柱富集兩種方式均消耗大量溶劑，且費時，在氮吹濃縮過程中容易造成低沸點PAHs的損失。因此可以采用類似液液微萃取的方式，只需1mL有機溶劑，20mL水樣，無需氮吹濃縮，萃取后可直接進樣分析，進樣量為50μL，可達到相同效果，甚至更好，既可以大大減少樣品前處理過程，并避免低沸點化合物的損失。同樣，在農殘分析過程中，如JIA胺磷等低沸點農藥在旋轉蒸發和氮吹濃縮過程中也容易損失一部分，從而造成結果不準確，因此可以采用CSR技術來解決這一問題。
圖5.簡化前處理過程
2典型色譜圖
圖6. std200μg/L
圖7. 95%乙醇樣品
其中樣品中氨基甲酸乙酯平行測試結果為：27.15和23.41 ng/mL，平均值為25.125 ng/mL。
3檢出限及線性相關系數R2
連續5天每天的校準曲線，相關系數R2范圍0.9997～0.9999。
表1.檢出限及線性相關系數R2
4響應值重復性
（1）日內重復性：將25.0 ng/mL的氨基甲酸乙酯標準溶液（含同位素內標）一天內連續進樣6次，計算TIC峰面積RSD%。分別報告氨基甲酸乙酯及同位素內標結果。
（2）日間重復性：將上述標準溶液6天內每天進樣3次（每次間隔應≥2小時），計算TIC峰面積RSD%，分別報告氨基甲酸乙酯及同位素內標結果。
（3）結果表明：目標峰和內標峰響應值日間重復性分別為2.74%、4.20%；日內重復性分別為2.55 %、2.89%，重復性良好。
表2.響應值重復性
5保留時間重復性
（1）日內重復性：將25.0 ng/mL的氨基甲酸乙酯標準溶液
（含同位素內標）一天內連續進樣6次，計算目標峰保留時間RSD%。分別報告氨基甲酸乙酯及同位素內標結果。
（2）日間重復性：將上述標準溶液6天內每天進樣3次（每次間隔應≥2小時），計算目標峰保留時間RSD%，分別報告氨基甲酸乙酯及同位素內標結果。
（3）結果表明：目標峰和內標峰保留時間日間重復性為0.00、日內重復性為0.06%，重復性良好。
表3.保留時間重復性
6系統抗污染能力
使用標準中規定的校準曲線大濃度標樣（1 mg/mL），連續進樣分析20次，報告響應值重復性RSD%，次和
后一次響應值之差的值與平均響應值的比值。表4所示，系統抗污染能力目標峰為0.02、RSD為3.44%；內標峰為
0.03、RSD為3.05%，系統抗污染能力強。
表4.系統抗污染能力
結論
按照GB 5009.223-2014《食品安全國家標準食品中氨基甲酸乙酯的測定》，建立了ISQ-LT GC-MS結合CSR大體積進樣技術測定白酒中氨基甲酸乙酯的含量，進樣量為13μL，考察了方法檢出限、校準曲線及線性范圍、響應值日內日間重復性、保留時間日內日間重復性、系統抗污染能力等，同位素內標法定量。實驗結果表明：在10.0～1000ng/mL濃度范圍內，相關系數R2范圍0.9997～0.9999，線性良好；檢出限為0.033 ng/mL；響應值日間日內重復性2.55～4.20%
之間；保留時間日間日內重復性0.00～0.06%之間；系統抗污染能力目標峰為0.02，內標峰為0.03，結果良好，同時
CSR大體積進樣技術可以提高檢出限和靈敏度，該方法滿足分析檢測的要求。
【儀器/耗材清單】
儀器
Thermo ScientificTM ISQ單四極桿氣質聯用儀，包括：
-TRACE 1310氣相色譜，配分流不分流進樣口
-ISQ LT單四極桿質譜
- AS1310自動進樣器
Thermo ScientificTM TraceFinder 3.2.512.0數據處理系統統