液相串聯質譜測定麵條和米粉中的硫脲

摘要：硫脲又稱硫代尿素，是一種紡織品的化學漂白劑，曾一度作為防腐劑，廣泛用於各類需要漂白、保鮮防腐的食品。向食品中加入硫脲可阻止褐變，表觀光亮，略帶半透明。硫脲被人體攝入後危害健康，抑制甲狀腺和造血器官的機能，引起中樞神經麻痺及呼吸和心臟功能降低等，甚至導致死亡。

建立了米麵製品中硫脲的液相色譜串聯質譜（LCMS/MS）測定方法。實驗優化了樣品提取方法、液相色譜條件和質譜參數。樣品用80%乙醇超聲波提取，離子交換色譜分離，色譜柱為NUCLEOSIL1005SA陽離子交換柱，流動相為乙腈（1%乙酸 0.2%乙酸銨）水溶液（30∶70），流速0.5mL/min。採用電噴霧質譜正離子模式電離，多反應選擇離子檢測，檢測離子對為m/z77/60和m/z77/43，其中m/z77/60為定量離子對。結果表明:本方法簡便快速、準確可靠，相對標準偏差<4.0%;回收率為83%～90%;檢出限為0.5mg/kg;定量下限為5mg/kg。

【關鍵詞】硫脲，液相色譜，串聯質譜，麵條，米粉

1引言

由於硫脲毒性大，我國已不允許其作為食品添加劑使用。近年有報導，我國東南沿海曾有用硫脲作為麵條的增白劑、增筋劑，而目前我國尚無食品中硫脲測定的相關標準方法。在當今食品安全問題嚴峻的狀況下，迫切需要儘快建立其檢測方法。

目前，空氣、水、土壤和生物等材料中硫脲的檢測方法已有報導[1～4]，通常採用高效液相色譜法;Raffaelli等[5]報導了用大氣壓化學電離質譜法測定廢水中的硫脲。但至今未見食品中硫脲檢測的相關報導。由於食品基質複雜，採用液相色譜法幹擾很大，且靈敏度較低。本研究採用液相色譜串聯質譜（LCMS/MS）法檢測麵條和米粉中的硫脲，考察了樣品的提取方法，優化了色譜條件和質譜條件。本方法簡便快速、準確可靠，檢出限為0.5mg/kg;定量下限為5mg/kg，適用於麵條、米粉等米麵製品中硫脲的測定。

2實驗部分

2.1儀器與試劑

Agilent1200LC/6410BMS液相色譜/串聯四級杆質譜聯用儀;AS3120超聲波發生器（AutoScience公司），功率250W，頻率33kHz。

硫脲（Thiourea，純度≥98.0%）;硫脲標準溶液的配製：以水為溶劑配製質量濃度為1000mg/L的標準溶液，經0.22μm濾膜過濾後作為儲備液。使用時用水逐級稀釋至所需濃度;乙腈和甲醇（HPLC級）;乙酸、乙酸胺、乙醇等（分析純，廣州化學試劑廠）;實驗用水為二次蒸餾水。

2.2樣品預處理

將樣品用粉碎機粉碎，取2.0g粉碎後的樣品置於具塞三角瓶中，加入20.0mL80%乙醇溶液，蓋上蓋，超聲波振蕩提取15min，將超聲波提取後的樣品混合物全部轉移至離心管中，以3500r/min離心15min。移取上清液10.0mL至50mL燒杯中，在68℃水浴上濃縮至約1mL。然後轉移至5mL刻度試管中，用水洗滌燒杯多次，洗滌液合併入1.0mL刻度的梨形瓶中，在50℃下吹氮濃縮定容至1.0mL。

2.3LCMS/MS測定

2.3.1HPLC條件色譜柱：NUCLEOSIL1005SA陽離子交換柱（250mm×4.6mm，5μm）;流動相：乙腈（1%乙酸 0.2%乙酸銨）水溶液（30∶70,V/V），流速0.5mL/min。進樣量5.0μL。

2.3.2質譜條件電噴霧（ESI）正離子電離模式。乾燥氣（N2）溫度350℃;霧化氣（N2）壓力276kPa;乾燥氣（N2）流量9.00L/min;電噴霧電壓4000V;檢測離子對為m/z77/60和m/z77/43，其中m/z77/60為定量離子對;採集時間200ms;碎裂電壓80V;碰撞能量36V（m/z77/60）和48V（m/z77/43）。

2.3.3測定方法取樣品溶液和標準溶液各5.0μL注入液相色譜串聯四級杆質譜儀進行分析，以其標準溶液峰的保留時間和質譜檢測離子對m/z77/60和m/z77/43為依據進行定性分析，以定量離子對m/z77/60的峰面積計算樣品中硫脲的含量。

3結果與討論

3.1液相色譜條件的優化

考察了C18柱、C8柱、NH2鍵合相柱及陽離子交換柱對硫脲分離的影響。結果表明：採用C18色譜柱時，當流動相為乙腈水體系時[4]，硫脲幾乎無保留;當乙腈比例降低至10%時，硫脲僅有少許保留，保留時間為2.7min（色譜柱規格為250mm×4.6mm，流速為1.0mL/min，下同）;當在流動相中添加庚烷磺酸鹽離子對試劑時，硫脲的保留時間並無明顯增加。採用C8色譜柱時，當流動相為乙腈庚烷磺酸鹽體系時，隨著乙腈比例從65%，40%至5%逐漸減少，硫脲的保留時間從2.9min，3.0min至3.3min逐步增加，但保留時間仍太短。採用NH2鍵合相色譜柱時，當流動相為乙腈水體系時，隨著乙腈比例依次從70%，80%，90%增加到100%，硫脲的保留時間也從3.47min，3.55min，3.65min延長到3.79min，但增加幅度不大，保留時間較短，且峰形較寬。採用陽離子交換色譜柱時，當流動相為乙腈磷酸鹽緩衝液和乙腈乙酸銨緩衝液體系時，乙腈比例為30%時，硫脲的保留時間為3.4min，峰形較理想;隨著乙腈比例的減少，硫脲的保留時間雖逐步增加，但增加幅度不大且色譜峰展寬嚴重;改變緩衝液的濃度和pH值，硫脲的保留時間並無明顯改變。

以上實驗表明，硫脲由於相對分子質量很小，極性較強，在各類型的色譜柱上保留時間均較小，用液相色譜紫外檢測法測定實際樣品時受到的幹擾較嚴重。因此採用液相色譜串聯質譜法測定。考慮到質譜法測定不能使用離子對試劑、磷酸鹽緩衝液作流動相，並綜合考慮保留時間和色譜峰形，故選擇陽離子交換色譜柱和乙腈乙酸銨緩衝液體系。經實驗本方法最終選擇的色譜柱為NUCLEOSIL1005SA陽離子交換柱（250mm×4.6mm，5μm），流動相為乙腈（1%乙酸 0.2%乙酸銨）水溶液（30∶70，V/V），流速0.5mL/min。此條件下硫脲的保留時間為6.7min，峰形較好。

3.2質譜參數的優化

用0.5mg/L硫脲標準溶液，採用ESI正離子模式進行一級質譜掃描，得到硫脲準分子離子峰m/z77，即[M H] 。以m/z77為母離子作二級質譜，得到硫脲碎片離子峰m/z60和43，即[M H-NH3] 和[M H-H2S] 。選擇m/z77/60和m/z77/43離子對進行MRM模式檢測，並對各質譜參數進行優化。優化後的質譜條件見2.3.2節。硫脲的（ ）ESI二級質譜圖見圖1。優化後的硫脲標準溶液的HPLCMS/MS色譜圖見圖2。

3.3樣品前處理條件的優化

3.3.1不同提取劑對硫脲提取效果的影響比較了用氯仿、甲醇、乙醇、乙腈和水作提取劑的提取效果。在2.0g粉碎後的麵條樣品中加入11.6mg/L硫脲標準溶液1.0mL，待溶液完全被樣品吸收後，再分別用氯仿、甲醇、乙醇、乙腈和水進行超聲波振蕩提取。按前述LCMS/MS方法測定硫脲的提取效率。結果表明，氯仿幾乎無法提取出硫脲，甲醇、乙醇、乙腈和水的提取效率分別為86.5%，70.0%，67.1%和88.3%，可見以水作提取劑的效率最高。但用水提取時，樣品中的澱粉及其它添加劑也會被提取出來，導致提取液混濁且粘稠，後續處理很麻煩;而用甲醇和乙醇提取雖然效率略低，但提取液較乾淨，處理過程簡便快捷。因此結合二者的優點，考慮用甲醇或乙醇和水的混合溶劑進行提取。分別考察了甲醇比例為20%～80%時的提取效果和乙醇比例為20%～80%時的提取效果，結果見表1。由表1可見，80%乙醇水混合溶劑的提取效果最佳。表1不同比例的醇和水對硫脲的提取效果

3.3.2提取時間對硫脲提取效果的影響考察了超聲波提取10，15，20，25和30min時的提取效果，其回收率分別為87.3%，88.1%，86.3%，85.6%和85.8%。可見超聲波提取時間對硫脲的提取效果影響不明顯，超聲10min後提取率已基本穩定。本實驗選擇超聲波提取時間為15min，可滿足分析要求。

綜合以上結果，確定樣品的最佳前處理條件為2.2節所述。由於採用MRM方式測定，避免了樣品基體雜質的幹擾，故樣品提取後無需淨化即可直接上機分析，簡便快速，回收率較高。

3.4線性範圍、線性方程與檢出限

取硫脲標準儲備液逐級稀釋成0.501，1.002，2.004，5.01，10.02和20.04mg/L的系列標準溶液，進行LCMS/MS分析。以峰面積（A）和質量濃度（ρ，mg/L）作定量工作曲線，線性方程為A=1209ρ-30.91，相關係數為0.9999，在0.5～20mg/L濃度範圍內線性關係良好。當樣品中的硫脲超過此線性範圍時，可適當加大樣品的稀釋倍數。以信噪比S/N=3確定樣品的檢出限為0.5mg/kg，採用標準添加法進行實測確定硫脲的定量下限為5.0mg/kg，可滿足米麵製品中對硫脲的檢測要求。

3.5回收率和精密度

取不含硫脲的麵條和米粉樣品各3組，分別加入5.01，10.02和50.10mg/kg硫脲標準溶液，待完全被樣品吸收後，按實驗方法測定硫脲的回收率，每組樣品平行測定6次，結果見表2。由表2可見，麵條樣品中硫脲在添加水平5～50mg/kg，其回收率為83%～89%，相對標準偏差為0.8%～4.0%;米粉樣品中硫脲在添加水平5～50mg/kg，其回收率為88%～90%，相對標準偏差為1.7%～3.3%。麵條空白及加標樣品的HPLCMS/MS總離子流色譜圖見圖3a和b。本方法回收率較難達到90%以上，可能是基質表2標準加入樣品中硫脲的回收率和相對標準偏差。