根据欧盟修订的污染物检测法令规定：测定食品中的多环芳烃（PAK）时，必须测定其中4种特殊的PAK化合物，即苯并（a）芘、苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽及稠二萘（即PKA4）。本文介绍了欧陆集团的科研人员如何应用GC/MS来有效地优化PAK分析。

欧盟食品安全管理局（EFSA）食品污染科学委员会于2008年提出的鉴定意见，一反迄今所有的观点，认为苯并（a）芘不再是食品中多环芳烃出现的标志，而是以4种特征性的PAK化合物组成的体系作为食品中PAK含量的指示剂。随即，欧盟制定了以这4种PAK最高含量为基础的法令Nr.1881/2006，并补充了相应的变更法令（EU）Nr.835/2011。自2012年9月以来，除了对苯并（a）芘的单个边界值进行限定之外，还有一种适用于苯并（a）芘、苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽及稠二萘（即PKA4）的总边界值, 来作为食品中多环芳烃污染的特征性标志。

图1. 欧陆集团部门负责人Holger Fritz、研发部Ansgar Ruthenschroer及商务经理Cludia Schulz博士（左起）。

应用在线固相萃取法

“直到2008~2009年，我们在进行油类和其他食材中PAK的GC/MS的检验时，还一直采用凝胶色谱法（GPC）来纯化样品。” 欧陆集团商务经理Cludia Schulz博士介绍道。研发部化学工程师Ansgar Ruthenschroer 补充说：“凝胶色谱法虽然是一种有效的解决方案，也能够提供满意的结果，但却相当费时，且会消耗大量有机溶剂。我们的目的是尽可能取消手工式的样品处理步骤，尽量实现分析自动化。”部门负责人Holger Fritz向笔者介绍，研究期间也曾考虑过应用一种小型化的凝胶色谱，以降低大量使用有机溶剂所造成的污染以及实验成本。但在进行该实验过程中，尝试了另一种固相萃取法（SPE），该方法的优势之处在于可实现在线作业中的完全自动化。

欧陆集团研发部化学工程师Ansgar Ruthenschroer介绍，开发和建立SPE-GC/MS法来验证油类和其他食材中多环芳烃，是源自于某色谱杂志一篇文章的启发。该文章介绍：在样品预先以环己烷为萃取剂经加压溶液萃取法（PLE）或加速溶液萃取法（ASE）处理之后，再应用聚乙烯二乙烯苯相进行样品的SPE纯化。这一举动的确令人瞩目。Ansgar Ruthenschroer虽也试验过其他的SPE相，如欧盟验证熏香的法令 （EG）Nr.2065/2003，也试验了硅胶，但最后还是决定弃之不用。经过初步测试后，欧陆集团的科研人员在 中针对聚乙烯二乙烯苯相进行了深入研究，并取得了令人满意的结果，找到了实现自动化的可能性，实现了SPE方法从手工向机器化的转变。

图2. 参照样品。样品基体为含有每种溶质各0.8μg/kg的食品油。上图为总离子色谱图TIC；下图为质荷比为m/z 252时的苯并（b）荧蒽（BbF）、苯并（k）荧蒽（BkF）、苯并（j）荧蒽（BjF）、苯并（e）芘（BeP）、苯并（a）芘（BaP）以及菲（Perylen）。

“我们的合作便从此展开。”德国Gerstel公司销售经理Michael Groeger表示，随后，Gerstel公司便与欧陆集团开展了紧密合作，Gerstel应用部门的Oliver Lerch博士也加入到研发团队中。Gerstel公司的双轨式多用性进样器（MPS-Prep-Station）在此发挥了核心作用，满足了欧陆集团所提出的特定要求：对油类和食材样品在很宽泛的范围内进行纯化、萃取，并立即以在线方式注射到GC/MS系统中。

在合作之初，Ansgar Ruthenschroer和Oliver Lerch博士进行的实验就已经得出了近乎理想的结果。经过两位专家在应用 对该法进行的多次修正，终于取得了满意的结果。此后，由Ansgar Ruthenschroer单独推进实验的优化工作。

经过一段时间的研究，Ansgar Ruthenschroer检验了应用聚乙烯二乙烯苯相的SPE的参数。最终方法可以转入到多用性进样器（MPS）的双轨式进样器之上，并于实际条件下进行关键测试。

图3. 质荷比为m/z 226和228时苯并 (a)蒽（BaA）、cyclopenta（c，d）pyrene （CPP）、苯并[9,10]菲（TP）以及稠二萘（CHR）。

采用多用性进样器能够完成开发工作所要求的7个操作步骤：用环己烷对SPE相进行条件化→加入样品→分离基体→洗脱PAK→浓缩洗脱液→将分取液注射到GC/MS系统→进行样品的GC/MS分析。与之相应地将方法的参数输入到Maestro控制软件的预置序列表中，通过简单的操作轻松地实现软件控制。据Cludia Schulz博士介绍，该方法的另一优点是样品制备和分析中的时间嵌套功能（提前预置功能）：在一个样品尚未完全走完分析过程时，就启动下一个样品的分析。这样就缩短了分析时间，可以满足用户的需求。

成功通过对照实验

为验证能否借助于自动化的MPS-GC/MS系统满足欧陆集团的要求，并保证在实践操作中行之有效，科研人员采用了比较测量的方式加以检验。Ansgar Ruthenschroer称：“根据相互对照结果，由凝胶色谱法和新的自动化在线SPE法所得到的结果基本一致。表明新方法已通过了考验，可用于具有重要实际意义的油类和食品的检测”。

图4. 分析苯并（a）芘采用的（包括多用性进样器处理样品）全套方法的线性。

“该方法已按照DIN EN ISO/IEC 17025的要求在不同的物料分析中得到有效应用。一般情况下其检测限（量化的极限LOQ）＜0.5μg/kg；对于稍晚洗脱出来的高沸点PAK如双苯并芘则小于1μg/kg。方法的线性、重现性以及对比精度均通过满意的结果得到确认。通过 的比对试验，以及通过加入法的样品分析的相互考验，使得方法的正确性无容置疑。”Cludia Schulz博士如是称。

关于PAK分析

多环芳烃对人体产生的急性毒性较轻（其毒性随着其分子量及芳香环数目的增加而增加）。然而，若长期接触几种具代表性的多环芳烃会影响受孕、产生诱变因素并可能诱发癌症。通过应用带有固相萃取的气相色谱法来进行PAK分析，相对于普通的液相色谱技术而言，可以节约许多时间和成本，还避免了可能导致误差的样品前处理步骤。