实验四高效液相色谱-质谱联用检测饮料中的苯甲酸和山梨酸含量
(一)目的与要求
1.了解液相色谱-质谱联用的基本原理及分析流程;
2.了解液相色谱-质谱联用操作技术;
3.掌握常见防腐剂的测定方法。
(二)原理
苯甲酸和山梨酸是饮料中较为常用的有机酸类防腐剂,对霉菌等微生物有抑制作用。
苯甲酸作为苯系的化合物,会在身体内有所蓄积对身体造成损害,而山梨酸是一种不饱和脂肪酸,毒性虽然较之苯甲酸小,但是过量、长期食用将危害人体肝脏、肾脏功能。
我国食品标准中规定苯甲酸、山梨酸在碳酸类饮料中的加入量不得超过0.2 g/kg。
液相色谱-质谱法(Liquid Chromatography/Mass Spectrometry,LC-MS)将应用范围极广的分离方法——液相色谱法与灵敏、专属、能提供分子量和结构信息的质谱法结合起来,必然成为一种重要的现代分离分析技术。
但是,LC是液相分离技术,而MS是在真空条件下工作的方法,因而难以相互匹配。
LC-MS经过了约30年的发展,直至采用了大气压离子化技术Atmospheric pressure ionization,API)之后,才发展成为可常规应用的重要分离分析方法。
现在,在生物、医药、化工、农业和环境等各个领域中均得到了广泛的应用,在组合化学、蛋白质组学和代谢组学的研究工作中,LC-MS已经成为最重要研究方法之一。
质谱仪作为整套仪器中最重要的部分,其常规分析模式有全扫描模式(Scan)、选择离子监测模式(SIM)。
(一)全扫描模式方式(Scan):最常用的扫描方式之一,扫描的质量范围覆盖被测化合物的分子离子和碎片离子的质量,得到的是化合物的全谱,可以用来进行谱库检索,一般用于未知化合物的定性分析。
(二)选择离子监测模式(Selective Ion Monitoring,SIM):不是连续扫描某一质量范围,而是跳跃式地扫描某几个选定的质量,得到的不是化合物的全谱。
主要用于目标化合物检测和复杂混合物中杂质的定量分析。
(三)实验部分
3.1 试剂与仪器
高效液相色谱仪(美国安捷伦),C18反相色谱柱,单级四极杆质谱(美国安捷伦)。
苯甲酸、山梨酸、乙酸铵均为分析纯,甲醇为色谱纯,饮料购于超市,实验用水均为超纯水。
3.2 色谱条件
色谱柱:C18反相柱(4.6 mm×150 nm,10 μm),流动相:甲醇:乙酸铵水溶液(0.02 mo l·L-1)=5:95,等度洗脱,流速:0.2 mL·min-1,柱温:30 ℃,进样量:20 μL。
3.3 质谱条件
电喷雾离子源(ESI);电喷雾电压 3.5 kv,毛细管电压:3.5 kv,干燥气:N2,干燥气温度:300 ℃,流速为10.0m L·min-1,扫描方式:单级扫描;离子极性:负离子;扫描范围(m·z-1):100~150,苯甲酸、山梨酸荷质比分别选择为:121、111。
3.4 样品处理
取适量饮料样品经0.45μm滤膜过滤,其滤液供测定。
(四)实验步骤
取一定量混合标准溶液(苯甲酸、山梨酸)和样品溶液,稀释至中性,过滤后进高效液相色谱-质谱检测器检测,根据保留时间和m/z进行定性。
表1
(五)问题与讨论
1. 质谱如何定性和定量?
2. 质荷比和分子量是否一样?
3. 电喷雾离子源原理?。