气质联用培训资料GC-MS(廖涛)

GC-MS在食品平安中的应用廖涛湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所提纲关于食品平安问题1气质联用在食品平安中的应用2环境雌激素检测分析34一关于食品平安问题1.食品平安定义2.食品平安的影响3.影响食品平安的因素4.我国食品平安的现状5.应对措施

1.1食品平安定义1食品的污染导致的质量安全问题。例：生物性污染、化学性污染、物理性污染等

2食品工业技术发展所带来的质量安全问题。如：食品添加剂、食品生产配剂3滥用食品标识。例：伪造食品标识、缺少警示说明、虚假标注食品功能或成分食品平安是指食品质量状况对食用者健康、平安的保证程度。包括三方面内容：食品安全引起人类社会的普遍关注社会稳定及经济发展食品安全是国际社会关注的焦点人民身体健康和生命安全国际贸易经济全球化1.2食品平安影响仓储害虫、寄生虫腐败、致病微生物农药、兽药残留生物毒素、食物过敏原虫蚀的小麦猪肉寄生虫果实蝇黄曲霉毒素兽药花生致敏蛋白农药1.3影响食品平安的因素1.4我国食品平安的现状现状BECDA微生物造成的食源性疾病问题化学污染所导致的食品问题食品加工过程中的污染食品保障体系不够完善违法生产、经营带来的食品安全问题我们还能吃什么？？“食〞面埋伏1234完善与食品平安相关的法律、法规和标准体系建设提高食品平安领域的科技水平加大检查打击力度加大对食品检测检验研究和应用的投入1.5

应对的措施二气质联用在食品平安中的应用2.1GC-MS简介2.2样品前处理技术2.3气质联用在食品平安中的应用安捷伦5975C安捷伦6890A2.1GC-MS简介气相色谱法定性依据是色谱峰的保存时间，定量依据那么是色谱峰高或峰面积。作为定性和定量方法，气相色谱法最大特点在于高效的别离能力和高的灵敏度，是别离混合物的有效手段。质谱法是依据带电粒子在磁场或电场中的运动规律，按其质荷比〔质量和电荷的比〕实现别离分析，测定离子质量及其强度分布。主要特点是能给出化合物的分子量、元素组成、经验式及分子结构信息，具有定性专属性强、灵敏度高、检测快速的优势技术特点色谱仪有很强的别离混合物的能力，但是对化合物定性的能力差。而质谱本身无别离混合物的能力，但是能用来测定化合物的相对分子质量和化学结构，是一个优良的定性工具。因此，GC-MS联用在分析检测和研究的许多领域中起着越来越重要的作用，特别是在许多有机化合物常规监测工作中成为一种必备的工具。

1、仪器接口接口技术中要解决的问题是气相色谱仪的大气压的工作条件和质谱仪的真空工作条件的联接和匹配。接口要把气相色谱柱流出物中的载气尽可能多的除去，同时保存和浓缩待测物，使近似大气压的气流转变成适合离子化装置的粗真空，并协调色谱仪和质谱仪的工作流量。2、扫描速度由于气相色谱峰很窄，有的仅几秒钟时间，一个完整的色谱峰通常需要至少6个以上数据点。这样就要求质谱仪有较高的扫描速度，才能在很短的时间内完成屡次全质量范围的质量扫描。另一方面，要求质谱仪能很快在不同的质量数之间来回切换，以满足选择离子检测的需要。GC-MS联用中的主要技术问题GC-MS系统的组成样品各组分在流动相和固定相中的分配情况不同来进行别离。与固定相作用较强的组分，较慢流出色谱柱，从而得以别离。GC-MS的常用测定方法总离子流色谱法〔totalionizationchromatography，TIC〕——类似于GC图谱，用于定量。反复扫描法〔repetitivescanningmethod，RSM〕——按一定间隔时间反复扫描，自动测量、运算，制得各个组分的质谱图，可进行定性。质量色谱法〔masschromatography，MC〕——记录具有某质荷比的离子强度随时间变化图谱。在选定的质量范围内，任何一个质量数都有与总离子流色谱图相似的质量色谱图。选择性离子监测〔selectedionmonitoring，SIM〕——对选定的某个或数个特征质量峰进行单离子或多离子检测，获得这些离子流强度随时间的变化曲线。其检测灵敏度较总离子流检测高2-3个数量级。

样品前处理的新技术：SPE(固相萃取〕SFE〔超临界萃取〕ASE(加速溶剂萃取〕GPC〔凝胶渗透色谱〕SPME〔固相微萃取〕QuEChERS方法2.2样品前处理技术

有效去除目标化合物以外的干扰组分，并保证高回收率。

固相萃取SPE〔SolidPhaseExtraction〕

固相萃取〔Solid-PhaseExtraction，简称SPE〕是近年开展起来一种样品预处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合开展而来，主要用于样品的别离、纯化和浓缩，与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率，更有效的将分析物与干扰组分别离，减少样品预处理过程，SPE具有有机溶剂用量少、便捷、平安、高效等特点。广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。SFE〔超临界萃取〕

超临界CO2流体萃取〔SFE〕别离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待别离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点上下和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最正确比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质那么完全或根本析出，从而到达别离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和别离过程组合而成的。具有平安、高效、无有机溶剂残留、低本钱并有效保持萃取物的活性等特点。ASE〔加速溶剂萃取〕

加速溶剂萃取或加压液体萃取(AcceleratedSolventExtraction)是在较高的温度(50~200℃)和压力(1000~3000Psi)下用有机溶剂萃取固体或半固体的自动化方法。提高的温度能极大地减弱由范德华力、氢键、目标物分子和样品基质活性位置的偶极吸引所引起的相互作用力。液体的溶解能力远大于气体的溶解能力,因此增加萃取池中的压力使溶剂温度高于其常压下的沸点。该方法的优点是有机溶剂用量少、快速、基质影响小、回收率高和重现性好。GPC〔凝胶渗透色谱〕凝胶渗透色谱(GelPermeationChromatography，GPC)1964年，由首先研究成功。不仅可用于小分子物质的别离和鉴定，而且可以用来分析化学性质相同分子体积不同的高分子同系物。(聚合物在别离柱上按分子流体力学体积大小被别离开〕SPME〔固相微萃取〕固相微萃取(solid-phasemicroextraction,SPME)技术(是20世纪90年代兴起的一项新颖的样品前处理与富集技术,它最先由加拿大Waterloo大学的Pawliszyn教授领导的研究小组于1989年首次进行开发研究,属于非溶剂型选择性萃取法。美国的Supelco公司在1993年实现商品化，固相微萃取技术几乎可以用于气体、液体、生物、固体等样品中各类挥发性或半挥发性物质的分析。几乎克服了以往一些传统样品处理技术的所有缺点，集采样、萃取、浓缩、进样于一体，便于携带，真正实现样品的现场采集和富集，能够与气相、气相-质谱、液相、液相-质谱仪联用。开展至今短短的10年时间，已在环境、生物、工业、食品、临床医学等领域的各个方面得到广泛的应用。

QuEChERS方法

(USdepartmentofAgriculture)Quick,Easy,Cheap,Effective,Rugged,andSafeQuEChERS是由美国化学家Lehotay和德国的Anastassiadas于2003年提出的一种快速(Quick)、简便(Easy)、廉价(Cheap)、有效(Effective)、可靠(Rugged)及平安(Safe)的样品处理技术，目前已在农药多残留中广泛使用。2.3气质联用在食品平安中的应用◆农药及鱼药残留◆持久性有机污染物◆激素类化合物◆挥发性化合物◆食品添加剂

三

环境雌激素检测分析3.1什么是环境雌激素3.2环境雌激素的来源3.3环境雌激素的分类3.4环境雌激素的危害3.5环境雌激素的检测方法3.1什么是环境雌激素

环境雌激素是指具有雌激素活性或拮抗雄激素效应，能够模拟或干扰天然雌激素生理和生化作用的一类化合物。这类化合物进入机体后，能干扰体内正常分泌物质的合成、释放、运转、代谢、结合其中任何一个过程，激活或抑制内分泌系统功能，从而破坏其维持机体稳定性和调控的作用。3.2环境雌激素的来源动植物排放人工合成物排放生活、医疗用品释放的废弃物养殖业用药来源交通运输垃圾燃烧2.3

环境雌激素的分类农药真菌性雌激素工业污染物合成雌激素植物性雌激素天然雌激素环境雌激素类雌激素的种类及其代表物质天然雌激素:植物雌激素:药物雌激素:环境化学污染物:雌二醇(17β-estradiol)异黄酮，白藜芦口服避孕药〔已烯雌酚〕塑料添加剂(邻苯二甲酸酯和双酚-A),外表活性剂(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类雌激素辛基酚双酚A壬基酚此外，还有其他一些工业污染物，垃圾燃烧产生的二噁英等物质，农药中的DDT等物质，以及局部重金属铅、锡等，都具有雌激素效应3.4环境雌激素的危害〔水生动物〕1985年，在英国的沙布塔河发现有5%的鲤科鱼类的雄性鱼出现了雌雄同体化，日本河川中的一种鲤鱼也出现雌雄同体化。其原因被认为是受了污水处理厂中的避孕药DES的污染所引起的；另外，有人在下水道处理设施的下流水中饲养的雄性鳟鱼中也发现了鱼的卵黄荷尔蒙增多，其原因被认为是由于非离子外表活性剂的NPEO的分解产物———壬基苯酚〔NP〕的雌激素的作用造成的环境雌激素对水生生物的生殖系统有较大危害，是雌鱼产生Vtg的主要诱导因素

生殖系统的危害免疫系统的危害

神经系统的危害男性突出表现为性腺发育不良，生殖道肿瘤和先天畸形等，女性那么是乳腺癌的发生率增加。对神经系统的损害表现为智能低下、神经行为异常等。

通过扰乱内分泌物质的合成，从而损害人的免疫系统，降低免疫功能。环境雌激素对人类的影响*对雌激素危害的认识与有关平安条例已经发现雌激素的危害很大，再考虑到雌激素可能存在的潜在危害性，所以在对雌激素进行研究的同时就要开始考虑限制性立法。欧盟于2007年7月在WTO/TBT通报中,规定将全面禁止在食源性动物中使用雌甾二醇及其衍生物(《关于禁止在畜牧业中使用具有激素或甲亢疗效物质以及β-冲动药的理事会指令96/22/EC的修正》),在动物性食品中不得检出。已烯雌酚及其盐在《中华人民共和国农业部公告第235号》中被列为禁止使用的药物,在动物性食品中不得检出。3.5环境雌激素的检测方法仪器分析法生物分析法酶联免疫放射免疫3.发光免疫GC,GC-MS2.HPLC,HPLC-MS检测方法2.1.1.

免疫法的特点是检测灵敏度高、特异性好，缺点是不能同时检测多种雌激素残留，而环境中的雌激素物质那么是分布很广泛，因此人们逐渐采用GC-MS，HPLC-MS等方法来检测环境中的雌激素残留以OP、NP、BPA、DES、E1、E2、EE3ME、EE2、E3等9种环境雌激素物质为例，谈谈GC-MS对这水体中几种环境雌激素物质的检测环境雌激素污染物因为沸点较高，所以检测前一般先要进行衍生化GC-MS联用中衍生化的作用改善了待测物气相色谱性质改善了待测物的热稳定性改变了待测物的分子质量改善了待测物的质谱行为引入卤素原子或吸电子基团通过一些特殊的衍生化方法，可以拆分一些难别离的手性化合物水样0.45um滤膜过滤固相萃取

衍生化氮吹至干洗脱真空枯燥冷却至室温进GC-MSGC-MS联用中常用的衍生化方法硅烷化衍生化〔1〕BSTFA和BTA衍生化胺基和羟基〔2〕MTBSTFA常用于药物、类固醇类检测