Analisi degli ftalati con il metodo GB usando il GC Agilent 8890 e rivelatore MSD con Agilent JetClean

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1 Nota applicativa Analisi alimentare e agricoltura Analisi degli ftalati con il metodo GB usando il GC Agilent 9 e rivelatore MSD con Agilent JetClean Autore Jie Zhang Agilent Technologies Co. Ltd Shanghai Abstract L analisi degli ftalati negli alimenti è fondamentale per evitare di esporre i consumatori a questi composti, alcuni dei quali sono cancerogeni. La presente nota applicativa combina il GC Agilent 9 con un MSD Agilent 5977B per l analisi degli ftalati secondo il metodo standard nazionale cinese per la sicurezza alimentare GB I risultati dimostrano che questo sistema accoppiato presenta ripetibilità e sensibilità eccellenti.

2 Introduzione Le materie plastiche sono progettate per mantenere freschi gli alimenti per periodi di tempo più lunghi. Alcune sostanze chimiche come gli ftalati vengono aggiunte alle materie plastiche per renderle più morbide e flessibili, facilitando la loro lavorazione in forme diverse. Questi additivi, però, passano negli alimenti se le materie plastiche sono usate come imballaggi o contenitori alimentari. Alcuni ftalati sono nocivi per la salute umana. Ad esempio, il di(-etilesil)ftalato (DEHP) è un interferente endocrino e può causare il cancro. Altri ftalati possono avere effetti negativi sulla riproduzione o lo sviluppo umano. È quindi necessario analizzare gli ftalati negli alimenti per controllare l assunzione di tali composti e proteggere i consumatori dai rischi per la salute ad essi correlati. Il metodo GB è lo standard cinese per l analisi degli ftalati negli alimenti. Descrive la preparazione dei campioni, i metodi di analisi qualitativa/quantitativa e requisiti quali la precisione del metodo e i limiti di rivelabilità. Il sistema GC Agilent 79 è una piattaforma ampiamente utilizzata nell analisi degli ftalati. Con la commercializzazione del GC 9, è stata effettuata l analisi degli ftalati con rivelazione MSD per dimostrarne le eccellenti prestazioni in termini di ripetibilità, sensibilità e linearità. Condizioni sperimentali Apparecchiature Lo studio è stato effettuato su un GC 9 dotato di iniettore split/splitless e di un MSD Agilent 5977B con sorgente ionica autopulente JetClean. È stato usato anche un campionatore automatico per liquidi Agilent 7693A. Prodotti chimici Una miscela di ftalati a 16 componenti (CDGG ml) è stata acquistata da ANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) Inc. La concentrazione di ciascun componente era di 1. ng/µl in esano. Tabella 1. Condizioni strumentali. Iniettore S/SL Sistema GC Tre standard monocomponente, il diisononil ftalato (DINP), il diallil ftalato (DAP) e il diisodecil ftalato (DIDP) sono stati acquistati da ANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) Inc. La loro concentrazione era di 1. ng/µl in CH Cl per il DIDP, di 1 ng/µl in esano per il DINP, mentre il DAP era puro. Il DAP è stato quindi disciolto nella miscela a 16 componenti fino a una concentrazione di 5 ng/µl in esano. Gli standard di calibrazione sono stati preparati secondo i requisiti del metodo GB , ossia sette livelli di concentrazione per 17 ftalati: 1,, 5, 1,, 5 e 1. ng/ml in esano. Gli isomeri di DIDP e DINP sono stati disciolti in esano a otto livelli di concentrazione: 15 ng/ml, 5 ng/ml, 5 ng/ml, 1 ng/µl,,5 ng/µl, 5 ng/µl, 1 ng/µl e ng/µl. GC 9A C, modalità: splitless; flusso di spurgo allo split vent: 6 ml/min a,5 minuti Liner Splitless, Ultra Inert, senza lana (codice 519-9) Programmata del forno Gas di trasporto Colonna MSD Temperatura della sorgente ionica JetClean 6 C (1,5 minuti), C/min fino a C (1 minuto), 5 C/min fino a C (4 minuti) Elio 1, ml/min, modalità a flusso costante, Agilent J&W HP-5ms, 3 m,5 mm,,5 µm (1991S-433) 3 C Quadrupolo MS 1 C Interfaccia GC/MS C JetClean Tipo di acquisizione GC/MSD 5977B Modalità acquisisci e pulisci, H :,13 ml/min SIM Gain factor,5

3 Risultati e discussione Il metodo GB analizza 1 ftalati. Diciassette componenti sono stati testati nella stessa analisi mentre gli isomeri del DINP sono stati testati in un analisi separata. Il DIDP è stato aggiunto all elenco perché è uno dei sette ftalati chiave analizzati dai metodi UE ed EPA per i giocattoli e i prodotti per la cura dei bambini. DIDP e DINP sono stati testati nella stessa analisi. Il rivelatore MSD è stato utilizzato in modalità SIM e la Tabella elenca gli ioni quantificatori e qualificatori per ogni componente target. Tabella A. Ioni quantificatori e qualificatori, MDL, limite di quantificazione (LOQ) e precisione di tempo di ritenzione (RT)/ area per gli ftalati N. picco Nome RT/min RT Quantificatore Qualificatore (i) dell area di 5 ppb dell area di 1 ppm MDL LOQ *LOQ (mg/kg) per campione reale 1 DMP,119, ,194,133 4,3,4 6,4 1,55, DEP,94, ,15, 4,3,3 6,4 1,53, 3 DAP 9,, ,13,19 4,6,6 6,71 3,17,3 4 DIBP 1,65, ,14,167 4,5,1 6,51,49,3 5 DBP 11,41, ,5,14 4,6,1 6,6 3,6,3 6 DMEP 11,733, ,14,176 3,,1 5,4 1,93,19 7 BMPP 1,473, ,5,51 4,6, 6,66,99,3 DEEP 1,73, 149 7,14,193 4,3, 6,35 1,9, 9 DPP 13,15, ,19,14 4,6 1,9 6,67 3,4,3 1 BBP 15,39, ,51,33 4,3 6, 1,4,1 11 DHXP 15,49, ,14,6 4,7 1, 6,6 3,6 1 DBEP 16,34, ,11,193 4,7 1,9 6,76 3,35,3 13 DCHP 17,45, ,167,49 4,4 6,4,15, 14 DPHP 17,9,9 5 77,14,153 3, 1, 5,44 1,79,19 15 DEHP 17,75, ,79,113 4,5 1,9 6,54,5, 16 DNOP,15, ,14,79 4,7 1,7 6,76 3,33,3 17 DNP,595, ,167,93 4,3 1,7 6,17 1,9,1 * LOQ: valido per gli ftalati in campioni reali che possono essere rilevati con il GC 9 con rivelazione MSD JetClean. Il valore non rappresenta i LOQ strumentali per ciascun componente. Vedere il paragrafo Risultati e discussione per i calcoli della concentrazione degli ftalati in campioni reali. Tabella B. Ioni quantificatori e qualificatori, MDL, LOQ e precisione di RT/area per gli ftalati 1 e 19. N. picco Nome RT/min Quantificatore Qualificatore (i) dell area di 5 ppb dell area di 1 ppm MDL LOQ *LOQ (mg/kg) per campione reale 1 DINP 19,-, ,167,1, 6 7,7 19 DIDP,3-4, ,167 5,, ,7 1, * LOQ: valido per gli ftalati in campioni reali che possono essere rilevati con il GC 9 con rivelazione MSD JetClean. Il valore non rappresenta i LOQ strumentali per ciascun componente. Vedere il paragrafo Risultati e discussione per i calcoli della concentrazione degli ftalati in campioni reali. 3

4 La Figura 1 mostra la somma dei SIM per la miscela di 17 ftalati a 1 ng/ml. La Figura mostra il cromatogramma estratto per il DINP (m/z 93) e il DIDP (m/z 37) a 1. ng/ml. La ripetibilità del sistema accoppiato 9/5977B GC/MSD è stata valutata mediante otto iniezioni degli standard di calibrazione a 17 componenti alle concentrazioni di 5 e 1. ng/ml. La Tabella A elenca gli RT e la dell area. La precisione degli RT è inferiore allo,13% e la precisione dell area è inferiore al 5%. La precisione di RT e area era eccellente e ha dimostrato l eccellente ripetibilità del sistema GC 9. La Tabella B elenca la dell area per il DINP e il DIDP a 5 e 1. ng/ml. Il livello di concentrazione di 5 ng/ml per il DINP e il DIDP è molto vicino al LOQ dello strumento. A questo livello, la precisione dell area per il DINP e il DIDP era dell,1 e del 5,%, valori superiori al 5% ma ancora accettabili. La precisione dell area per gli isomeri era molto migliore (~%, come indicato nella Tabella B) alla concentrazione di 1. ng/ml, che corrispondono a 1 mg/kg in un campione reale. Il LOQ del DINP richiesto nel metodo GB è di 9 mg/kg. La precisione della quantificazione (%) del sistema accoppiato 9A/5977B GC/MSD a 1 mg/kg ha quindi soddisfatto il requisito di precisione del metodo GB.,,4, 1, Figura 1. Somma dei SIM per 17 ftalati a 1 ng/ml *1,347,59, Figura. Somma dei SIM per DINP e DIDP, EIC di DINP (93) e DIDP (37) a 1. ng/ml. 4

5 Il metodo GB quantifica gli ftalati target in base al metodo ESTD. Sono state sviluppate curve di calibrazione per ciascun componente nell intervallo di concentrazione richiesto. La Tabella 3 elenca le formule del CF e i coefficienti di regressione per i 19 composti, tra cui 11 componenti con R della curva >,999 e tutti gli analiti con R della curva >,995. In questo modo è stata dimostrata una buona linearità del sistema ed è stata garantita l'accuratezza della quantificazione nell intervallo di concentrazione calibrato. La Figura 3 è la curva di calibrazione rappresentativa di DEHP, DBP e DINP. La Figura 4 mostra i cromatogrammi di linearità per 17 ftalati. Il limite minimo di rivelabilità (MDL) per i 19 ftalati è calcolato in base alla precisione dell area a 1 ng/ml (per 17 componenti) e a 5 ng/ml (per DINP e DIDP). Come mostrato nella Tabella A, i valori di MDL per 17 ftalati sono inferiori a 1 ng/ml, mentre per DINP e DIDP sono rispettivamente di 6 e di 37 ng/ml. Tabella 3. Formula del CF e coefficiente di regressione per 19 ftalati. N. Nome Formula del CF R CF 1 DMP y = 199,543 * x + 695,6757,99 DEP y = 15,94431 * x + 199,37773, DAP y = 4,631 * x + 376,146,999 4 DIBP y = 3, * x ,5576, DBP y = 66,3475 * x + 537,3419, DMEP y = 14,441 * x - 3,446533, BMPP y = 57,73779 * x + 173,96931,993 DEEP y = 5,1994 * x - 66,764,995 9 DPP y = 66,1511 * x + 53,715,999 1 BBP y = 93, * x + 14,5935, DHXP y = 46,7195 * x + 44,673543, DBEP y = 35,63473 * x - 37,64571, DCHP y = 149,434 * x + 33,49443, DPHP y = 15,5793 * x + 33,76571, DEHP y = 131,34535 * x + 94,49154, DNOP y = 6, * x + 13,617, DNP y = 19,7736 * x + 11,765,999 1 DINP y = 1,36 * x + 4,4,993 Risposte Risposte DEHP 1,3 y = 131,34535 * x + 94, , R =,9993 1,1 1,,9,7,6,5,3,,1 -, Concentrazione DBP,6 y = 66,3475 * x + 537,3419,4 R =,996,, 1, 1,4 1, 1,,6, Concentrazione 19 DIDP y = 11,1* x + 733,4,991 5 DINP y = 1,36x + 4,4 R =,993 ionici Concentrazione (µg/ml) Figura 3. Curva di calibrazione di DEHP, DBP e DINP. 5

6 Facendo riferimento al metodo di preparazione dei campioni descritto in GB , solitamente,5 o 1 g di campione reale sono estratti con 5 o 1 ml di solvente di estrazione, quindi gli estratti puliti sono iniettati nel sistema GC/MS per essere analizzati. La concentrazione di ftalati nel campione reale è calcolata con la seguente formula: v X = ρ m 1, 1, X = Concentrazione di ftalati nel campione reale (mg/kg) V = Volume finale del campione (ml) m = Peso del campione (g) ρ = Concentrazione di ftalati calcolata dalla curva di calibrazione (µg/ml) In base al valore di MDL dello strumento e alla formula di cui sopra, i LOQ per i 1 ftalati (il DIDP non è stato incluso perché non richiesto nel metodo GB ) sul sistema accoppiato 9/5977B GC/MSD sono ben al di sotto del limite di quantificazione richiesto nel metodo GB Nella presente nota applicativa, è stata utilizzata la modalità on line acquisisci e pulisci in configurazione JetClean. Per attivare questa funzione, nella sorgente ionica viene fatto flussare gas idrogeno a,13 ml/min in modo da proteggere la sorgente ionica dalla contaminazione della matrice in casi reali. Per una migliore linearità nell intero intervallo di calibrazione è stata usata una drawout plate da 9 mm. La nota applicativa non contiene analisi di campioni reali perché questo lavoro si è incentrato principalmente sulle prestazioni dello strumento. Verranno effettuati ulteriori,,4, 1, 1, 1,4 1, 1,,6, 1, , 1,3 1,4 1,5 1,7 1, 1,9 13, 13,1 13, 13,3 13,4 13,5 13,6 13,7 Figura 4. Linearità della somma dei SIM per 17 ftalati da 1 a 1. ng/ml. lavori con analisi di campioni reali per dimostrare ulteriormente l efficacia e la robustezza del sistema 9/5977B GC/MSD nell analisi degli ftalati. Conclusione Il sistema combinato 9/5977B GC/MSD fornisce un identificazione riproducibile, sensibile e accurata di 19 ftalati, che è stata provata da eccellenti valori di precisione degli RT e dell area dello strumento e da un MDL sufficientemente basso. La formula di regressione lineare per 17 ftalati produce un R >,995 nell intervallo 1-1. ppb. La formula di regressione lineare per il DINP e il DIDP nell intervallo 1 ppb - ppm produce un R >,99. Questo ha dimostrato la buona linearità del sistema accoppiato 9/5977B MSD. L uso della modalità acquisisci e pulisci della JetClean permette di proteggere la sorgente ionica dalla contaminazione della matrice e di ottenere una rivelazione sensibile degli ftalati per soddisfare i requisiti del metodo GB in termini di limiti di rivelabilità. Bibliografia 1. GB : Determination of Phthalates in food.. Feng Shuang; Hom Brian J. Sensitive and Reproducible Phthalate analysis using the Agilent 5977 series GC/MSD, Agilent Technologies Application Note, publication number EN, Le informazioni fornite possono variare senza preavviso. Agilent Technologies, Inc. 19 Stampato negli Stati Uniti, 1 febbraio ITE