多环芳烃

极性的有机物作溶剂,提取物转移至层析柱中后,先用正 戊烷、石油醚等洗脱饱和烃类化合物, 再用环己烷 或苯等洗脱PAHs,最后用二氯甲烷和甲醇洗脱。

2.2.2氧化铝柱层析

层析用的氧化铝吸附剂是三水合氧化铝(A12O3·3H2O)在低于700℃下脱水而成的。一般在170~400℃之间活化,具有很强的吸附能力。所有的有机溶质,除了脂肪烃外,都可能被极性氧化铝表面基团有一定程度的吸附。PAHs或BaP是非极性的,它们被氧化铝的吸附是借助氧化铝表面晶体破损,与铝原子带的π电子形成较强的范德华力。氧化铝填充柱不利之处是洗脱时间长,某些化合物在该吸附剂上有一定的分解作用, 重现性较差。因此,一般不单独使用氧化铝作层析柱填充物, 而是用以一定比例混合的硅胶和氧化铝柱。 2.2.3弗罗里矽土硅镁型吸附剂

将经过干燥(常用无水硫酸钠)的提取液直接倾入弗罗里矽土上,提取液中的PAHs及其他干扰组分都被吸附在弗罗里矽土中, 然后用洗脱剂如二氯甲烷/丙酮(1∶1)浸泡, 洗脱,洗脱液经浓缩后进行分析。弗罗里矽土层析法操作简单, 重现性较好,较适合分析PAHs,但是环数较少的PAHs有可能丢失。 3 定性和定量分析

目前广泛采用HPLC、GC、薄层扫描分析法和纸层析法分离PAHs。在HPLC和GC-MS技术出现之前,纸层析和薄层析等技术是分离PAHs的常用方法,特别是与紫外和荧光检测技术相配合,更是分析PAHs的有效方法。即使采用现代化的分析仪器, 这些技术仍是极为重要的纯化分离方法,尤其是样品成分比较复杂时,必须先用这些方法对样品进行分离后方可进行仪器分析。GC特别是毛细管色谱法的出现,使填充柱色谱法难于分离的“难分物质对”问题得 到了解决。毛细管柱色谱与质谱的迅速扫描技术结合而产生的GC/MS联用技术,既发挥了前者的高分离能力,又发挥了后者作为检测器可一次检测多种组分的特长,是对PAHs混合物中各组分逐一进行定性和定量的有效方法。食品中多环芳烃的提取和测定的主要方法有以下几种。 3.1 高效液相色谱法(HPLC)

高效液相色谱(HPLC)法是近30年来发展起来的一 项新的仪器分析技术,该技术具有速度快、灵敏度高的特点。现已逐步应用于物质分析的许多方面。 王

立斌[15]等利用高效液相色谱(HPLC)测定食品中的多 环芳烃, 效果良好。叶运奎和王绪卿利用高效液相 色谱(HPLC)测定熏烤肉类中的8种PAH化合物分离度良好, 回收率和重现性符合痕量分析要求,适合于肉类食品中的PAH化合物的轮廓分析。

3.2 毛细管电泳分析法

毛细管电泳是色谱和电泳相结合的分离分析技术。毛细管电泳技术具有的特点:(1)高效率:理论塔板数高,柱子长,且进样端和检测端都无死体积,因此高柱效; (2)高灵敏度: 毛细管电泳分离后,用激光诱导荧光检测法(Lm)和安培型电化学检测法(EC), 均可检测至10mol/L, 甚至可达1mol/L,即可达几十个至几个分子及单细胞检测, 故HPCE-LIF称为分子光谱的“指纹识别”法;(3)高速度:使用细内径(25~75)的毛细管,径(25~75)的毛细管,场(100~500V/cm)。高电场的应用提高了分离效率,缩短了分离时间, 通常只需几十秒至几十分钟内就 可完成分离[16]。芯片式CE则更快, 能以秒计算; (4) 易实现高自动化: CE是目前自动化程度最高的分离分析方法之一。所需的进样少(可少到1μg,消耗体积在1~50nL), 运行成本低, 应用范围广,几乎可以分离除挥发性和难溶物之外的各种物质。Xue等[17]采用毛细管去带电泳和胶束电泳,在激光诱导荧光检测下分离测定了6种PAHs。Koch等[18]用非水毛细管电泳分离分析了13种水中的2~7环的PAHs,进样前采用固相微萃取技术把PAHs从水中预富集到甲醇中。Yan等采用填充柱毛细管电色谱,在45min内分离了16种PAHs。Kuijt等[19]采用环糊精修饰的胶束电动色谱(CD-MEKC)方法, 激光诱导荧光检测分离出5种酚羟 基PAHs。 3.3 气相色谱/质谱法(GC/MS)

近年来色质联用技术日臻成熟。质谱法的优点 就是可在多种有机化合物同时存在的情况下对其进 行定性定量分析, 尤其适合于多环芳烃分析。在一 些发达国家, GC/MS已成为常规的多环芳烃分析监测 手段,成为定性及定量分析最得力的工具。在国内也经常有报道, 李永新等用气相色谱/质谱法测定熏 肉中的多环芳烃能同时测定熏肉中20余种多环芳烃,各PAH的分离度好,回收率和重现性均符合食品样品分析的要求,适用于烟熏肉类食品中的多环芳烃的分析检测[20]。Simko评述了国外熏肉中和熏制品中多环芳烃的检测方法、提取及纯化过程,并对各种方法的优缺点进行了比较。

3.4薄层扫描法

薄层层析法是分析研究中最常用的分离手段, 薄层层析是层析分离中应用最为普遍的方法之一,20世纪70年代以后随着薄层扫描仪的发展,其在有机化学物质测定中日益受到重视, 其灵敏度可达纳克水平。薄层层析分离效率高, 不易受溶剂和杂质的干扰, 其 缺点是线性范围较窄、操作技术要求较高。 3.5 气相色谱法(GC)

气相色谱法是以气体为流动相的色谱法, 按固 定相的聚集状态分为气-固色谱(GSC)及气-液色谱(GLC),按柱的粗细不同分为一般填充柱和毛细管柱两种色谱法,毛细管柱的主要优点是分离效率大大提高。可用GC测定的多环芳烃至少已有20多种。缺点是操作比较复杂, 使用高压气作为流动相,有一定的危险性, 且对测定物质的理化特性有一定要求。

GC适用于低沸点、易汽化、热稳定性好的化合物的 分析, 而熔点高、极性大、不易挥发、对热不稳定的 多环芳烃则峰形差、保留时间长、有时甚至不易出 峰, 对于这类物质一般需先进行衍生化, 增加挥发 性和热稳定性, 减少吸附,提高检测灵敏度。当GC 与质谱仪联用时, 质谱仪即为GC的检测器。一般色谱技术的优势在于高效分离混合物中各组分,而质谱技术是用高灵敏的方法对单一组分提供特征的质谱, 从而确定其分子结构, 因此二者联用既可分离混合物, 又可分析各组分的分子结构,还可测定其含量。

3.6 SFC

SFC是以超临界流体作为色谱流动相的色谱,能通过调节压力、温度、流动相组成多重梯度,选择最佳色谱条件。SFC既综合了GC与HPLC的优点,又弥补了它们的不足, 可在较低温度下分析分子量较大、对热不稳定的化合物和极性较强的化合物,可与大部分GC、HPLC的检测器联用, 还可与红外(FTIR)、MS联用, 极大地拓宽了其应用范围。许多在GC或HPLC上需经衍生化才能分析的有机化合物,都可用SFC直接测定。 3.7 荧光光度法

某些物质受紫外光或可见光照射激发后能发射出比激发光波长较长的荧光。荧光的产生是由于一些化学物质能从外界吸收并储存能量(如光能、化学 能等)而进入激发态, 当其从激发态再回复到基态时, 过剩的能量可以电磁辐射

的形式放射(即发光)。荧光发射的特点是:可产生荧光的分子或原子在接受能量后即刻引起发光; 而一旦停止供能,发光(荧光)现象也随之在瞬间内消失。 物质的激发光谱和荧光发射光谱,可以用作该物质的定性分析。荧光分析法的灵敏度一般较紫外分光光度法或比色法为高, 浓度太大的溶液会有 “自熄灭”作用, 以及由于在液面附近溶液会吸收激 发光, 使发射光强度下降, 导致发射光强度与浓度不成正比, 故荧光分析法应在低浓度溶液中进行。 荧光分析法因灵敏度高, 故干扰因素也多。溶剂不 纯会带入较大误差, 应先作空白检查, 必要时, 应用 玻璃磨口蒸馏器蒸馏后再用。

荧光分析法在食品分析中的应用已有报道,对于苯并[a]芘1985年颁布了国家标准检验方法,但很少用于食品中其余的多环芳烃的测定,有待于进一步的研究。

4影响回收率的因素

为了准确地测定食品中的PAHs或BaP,必须全面考虑下列影响回收率的因素:(1)超声波提取PAHs的效率比索氏提取器的略低;(2)部分PAHs在硅胶柱上发生不可逆吸附; (3)基体中的脂肪烃类及部分含氧化合物影响个别PAHs在吸附柱上的迁移; (4)沸点相 对较低的化合物在提取和浓缩过程中部分挥发损失。 这就要求在浓缩过程中, 尽量不要将溶剂全部蒸发, 以免造成PAHs的损失, 同时还要尽量简化实验流程, 避免不必要的损失; (5)样品分子和基体成分在色谱 分离中发生竞争性吸附, 使吸附等温线成为非线性, 从而导致样品分子的峰高或峰面积与其浓度不成线 性关系, 即所谓的非线性效应。在PAHs分析中常采用层析法来分离不同极性的组分,在洗脱剂的用量上就存在这种问题,洗脱剂量过少可能洗脱不完全, 洗脱剂过多则会导致非线性效应的产生。因此, 在实验中应该寻找完全洗脱被测组分的最小洗 脱剂用量。 5 结束语

从食品中PAHs的提取率和可操作性来看,微波辅助萃取、加速溶剂萃取、超临界流体萃取法是目前比较先进的方法, 但是, 采用超声波法提取食品中的PAHs操作相对简单, 回收率相对较高,且易于实施。可采用二氯甲烷、环己烷、甲醇等常规有机溶

剂作提取剂, 用硅胶柱进行层析, GC/MS或者HPLC荧光检测法进行测定。但随着我国加入WTO,食品标准越来越国际标准化,食品分析也越来越趋于灵敏和