本发明涉及一种多环芳烃检测方法，具体涉及4种多环芳烃含量检测的样品前处理方法以及气相色谱质谱联用技术。
技术背景
多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hhydrocarbons，PAHs)是一类由两个或两个以上苯环组成的碳氢化合物，其化学结构稳定，难以降解，环境中的多环芳烃主要来源于煤、石油和木材等含碳有机物的不完全燃烧，由于其具有半挥发性，能够随大气污染物迁移，容易沉降在植物表面，并随着生产进入植物提取物中，是一类具有致癌，致畸和致基因突变的持久性有机污染物。
目前已发现200多种PAHs,具有致癌作用的多为重质PAHs。2015年欧盟规定，从2016年4月1日起，将对所有出口欧盟的产品进行4种多环芳烃的检测，这四种多环芳烃分别为苯并[a]蒽，屈，苯并[b]荧蒽和苯并[a]芘，并规定这4种多环芳烃的总量不能超过50ug/kg，苯并芘单项不能超过10ug/kg。
目前对于多环芳烃的检测以及样品前处理的主要方法有皂化法、SPE小柱净化法、GCP凝胶色谱法，酶联免疫吸附法等，这些样品前处理方法周期长，成本高，操作复杂；且采用气相色谱质谱联用检测时，由于多环芳烃类化合物不易电离，导致其质谱检测时响应非常低，达不到限量的检测要求。为了解决上述问题，技术人员研发了以下多种方法来进行多环芳烃的检测：
申请号为200810237007.X，一种检测塑料制品中多环芳烃的方法，该发明将塑料制品粉碎后，采用丙酮和二氯甲烷的混合溶剂提取后，将提取液过florisil净化SPE小柱，用气相色谱-FID检测器进行检测。
申请号为201110022991.X,一种多环芳烃检测方法，该发明合成了一种核壳式Fe3O4@Ag磁性纳米颗粒，利用戊硫醇对纳米颗粒表面进行修饰。将修饰后的磁性纳米颗粒用于PAHs的富集，并通过便携式拉曼光谱仪观察到了PAHs的拉曼特征峰，使用ENWAVE便携式拉曼光谱仪进行信号采集，得到多环芳烃的SERS谱图进行检测分析。
申请号为201310331973.9，植物提取物中多环芳烃和邻苯二甲酸酯的检测方法，该发明对样品采用水和有机相溶剂对样品提取后，直接进行气相色谱串联质谱法进行检测。
申请号为201410002007.7，一种检测油炸食品中多环芳烃的方法，该发明将样品粉碎后加正己烷提取得到油样，再将油样加氮氮二甲基甲酰胺和水萃取后得到有机相，将有机相经过固相萃取小柱进行富集纯化后，用气相色谱质谱进行检测。
申请号为201410658017.6，一种含油污泥中多环芳烃的检测预处理方法，该发明取含油污泥，加入硅藻土，研磨，过筛，混匀后用萃取液进行萃取，收集萃取液并浓缩，得到萃取浓缩液；将萃取液经柱层析洗脱后，收集洗脱液，浓缩，并氮气吹扫浓缩液得到多环芳烃样品。
申请号为201410832327.5，一种食用油中多环芳烃的检测方法，该发明将油样用丙酮和乙腈的混合溶剂提取后，离心，取上清液，上清液加碱液进行皂化，将皂化液离心后，取上清液过净化柱进行洗脱，将洗脱液浓缩干燥后加乙腈丙酮的混合溶液溶解定容，采用气相色谱质谱法进行检测。
王晓东等人采用溶剂提取，过固相分离小柱的方法，用气相色谱-串联质谱法对多环芳烃进行检测。
徐文君等人采用溶剂提取，过凝胶色谱柱的方法，用气相色谱质谱法对食用油中的多环芳烃进行检测。
但上述方法均存在周期长、操作不便以及检测成本高的问题，而这些问题严重影响了多环芳烃的检测，为产品的质量安全和出口带来了巨大的隐患。为此建立快速，简便，低成本的检测技术显得尤为重要。
硫酸净化法用于样品前处理除杂，由于其简便，快速，成本低，除杂效果彻底等优点，目前主要用在农药残留的检测上，但由于行业认知以及其自身性质导致尚未有人将硫酸净化法用于多环芳烃检测。
技术实现要素：
针对以上检测技术上的不足，本发明的目的是提供一种快速、低成本、简便高效的多环芳烃检测方法。
本发明的具体技术解决方案如下：
该多环芳烃检测方法包括以下步骤：
1】提取
取固体样品粉碎或取粉碎状固体样品，再加入5～10倍于样品质量体积的弱极性溶剂提取，提取液浓缩至干后加入5倍于样品质量体积的弱极性溶剂溶解；
或取液体油状样品，直接加入5～10倍于样品质量体积的弱极性溶剂提取；
所述弱极性溶剂是正己烷，环己烷或石油醚；
2】酸化除杂
向步骤1制备所得的溶液中加入0.5～1倍于步骤1中所得溶液体积的浓度为50％～80％的硫酸溶液，充分振摇，静置，使分层；将上层有机相过微孔滤膜后，待质谱检测；
3】酸化处理
称取已知浓度的对照品并用有机溶剂溶解，加入0.1～0.2倍于对照品溶液体积的浓度为50％～80％的硫酸溶液，充分振摇，静置，使分层，将上层有机相过微孔滤膜后，待质谱检测；
4】气相色谱质谱检测
将步骤2与步骤3所得的物质同时用气相色谱质谱进行检测，并用外标法进行定量分析，得到检测结果。
上述步骤1中加入5～10倍于样品质量体积的弱极性溶剂提取具体是采用超声提取方法，共提取一至三次。
上述步骤4中气相色谱质谱检测的检测条件是：进样口温度280℃，进样量2.0μL，进样方式：不分流进样；色谱柱：HP-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)；载气：氦气(纯度≥99.999％)，流速1.5mL/min，传输线温度280；程序升温：初始温度60℃，保持2min，以20℃/min升到200℃，再以5℃/min升到300℃，保持5min；电离能70eV；离子源温度230℃；扫描方式SIM模式。
本发明具有以下优点：
采用5～10倍量和多环芳烃极性相近的弱有机相溶剂(正己烷，环己烷或石油醚)提取，降低了样品中极性成分对检测的干扰。
采用一定浓度(50％～80％)和一定量(0.5ml～1.0ml)的硫酸对样品进行酸化处理，使得样品的前处理简单，容易操作，成本低，且除杂效果明显，同时酸化处理提高了多环芳烃在质谱检测时的电离效率，有效地提高了质谱对4种多环芳烃检测的灵敏度。
对标准品也采用一定浓度和一定量的硫酸进行酸化处理，使标准品和样品在质谱检测时具有相同的电离效率，从而保证了样品酸化除杂过程对4种多环芳的影响在质谱检测时的一致性。
具体实施方式
本发明的技术思想是：
一、原料预处理；针对多环芳烃的性质，采用弱极性有机溶剂提取，大大降低了极性成分的溶出，降低了杂质成分的干扰。
二、将提取液浓缩至规定体积后，直接加入一定浓度和一定量的硫酸进行净化。硫酸会和大多数物质发生磺化反应，使其性质发生改变从而达到除杂的效果。不但操作简单，成本低，除杂净化效果好，而且硫酸的作用使4种多环芳烃在质谱检测时的电离效应明显增强，使检测的响应值在质谱上有很大的提高，增加了质谱检测的灵敏度。
三、将4种多环芳烃的标准品用溶样的有机溶剂溶解后，取适当的体积，加入一定浓度和一定量的硫酸进行酸化处理，使对照品和样品在质谱检测时有相同的电离效应。
四、将酸化处理后的样品和标准品同时用气相色谱质谱进行检测。
上述整个检测过程硫酸除杂净化彻底，操作简单，成本低，而且在质谱检测时，对标准品同时进行酸化处理，使4种多环芳烃的电离效应明显增强，有效地提高了质谱对4种多环芳烃检测的灵敏度。
具体地讲，上述步骤包括：
本发明的具体方案如下：
1】提取
固体样品经粉碎后，采用5～10倍量弱极性溶剂(石油醚、环己烷或正己烷)超声提取2次，每次30min，过滤，合并提取液，浓缩至干。残渣加5ml正己烷溶解。液体油类样品直接用正己烷超声溶解。
2】样品的酸化除杂
向正己烷液中加入0.5～1.0ml的50％～80％的硫酸溶液，充分振摇，静置，使分层。将上层有机相过微孔滤膜后，待质谱检测。用硫酸酸化法处理多环芳烃的时候，硫酸的浓度对反应有着很重要的影响，当硫酸的浓度低于50％的时候，样品溶液达不到很好的除杂效果，当硫酸的浓度高于80％的时候，多环芳烃的回收率会降低。因此硫酸浓度的选择对于多环芳烃样品检测时非常重要。
3】对照品的酸化处理
称取一定量的对照品用有机溶剂(石油醚、环己烷或正己烷)溶解，加入0.5～1.0ml的50％～80％的硫酸溶液，充分振摇，静置，使分层。将上层有机相过微孔滤膜后，待质谱检测。
4】气相色谱质谱检测
将步骤2与步骤3所得的物质同时用气相色谱质谱进行检测，并用外标法进行定量分析，得到检测结果。其中气相色谱质谱检测条件是：色谱柱：HP-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)；载气：氦气(纯度≥99.999％)，流速1.5mL/min，传输线温度280；进样口温度280℃，进样量2.0μL，进样方式：不分流进样。程序升温：初始温度60℃，保持2min，以20℃/min升到200℃，再以5℃/min升到300℃，保持5min；电离能70eV；离子源温度230℃；扫描方式SIM模式。
以下结合实施例进行进一步说明：
实施例一
以固体样品为例，并添加4种多环芳烃的标准品进行加标回收率研究。称取5g左右的固体样品，加入5倍量的正己烷超声提取两次，每次30min，将提取液合并浓缩至5ml，加0.6ml 80％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。称取适量的对照品溶液，加正己烷溶解定容后，取5ml至刻度试管中，加入0.6ml 80％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。将样品溶液和对照品溶液同时用气相色谱质谱进行检测，用外标法进行定量分析。实际测得4种多环芳烃的回收率分别为苯并[a]蒽92％，屈95％，苯并[b]荧蒽90％和苯并[a]芘85％。
实施例二
以液体油状样品为例，并添加4种多环芳烃的标准品进行加标回收率研究。称取0.2g左右的油状液体样品，加入5倍量的环己烷超声溶解后，加0.8ml60％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。称取适量的对照品溶液，加环己烷溶解定容后，取5ml至刻度试管中，加入0.8ml 60％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。将样品溶液和对照品溶液同时用气相色谱质谱进行检测，用外标法进行定量分析。实际测得4种多环芳烃的回收率分别为苯并[a]蒽90％，屈93％，苯并[b]荧蒽87％和苯并[a]芘84％。
实施例三
以固体样品为例，并添加4种多环芳烃的标准品进行加标回收率研究。称取5g左右的固体样品，加入6倍量的石油醚超声提取两次，每次30min，将提取液合并浓缩至5ml，加0.9ml 50％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。称取适量的对照品溶液，加石油醚溶解定容后，取5ml至刻度试管中，加入0.8ml 50％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。将样品溶液和对照品溶液同时用气相色谱质谱进行检测，用外标法进行定量分析。实际测得4种多环芳烃的回收率分别为苯并[a]蒽83％，屈87％，苯并[b]荧蒽90％和苯并[a]芘93％。
实施例四
以液体油状样品为例，并添加4种多环芳烃的标准品进行加标回收率研究。称取0.2g左右的油状液体样品，加入8倍量的正己烷超声溶解后，加0.6ml80％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。称取适量的对照品溶液，正己烷溶解定容后，取5ml至刻度试管中，加入0.6ml80％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。将样品溶液和对照品溶液同时用气相色谱质谱进行检测，用外标法进行定量分析。实际测得4种多环芳烃的回收率分别为苯并[a]蒽85％，屈90％，苯并[b]荧蒽91％和苯并[a]芘94％。
实施例五
以固体样品为例，并添加4种多环芳烃的标准品进行加标回收率研究。称取3g左右的固体样品，加入8倍量的有机溶剂石油醚超声提取一次60min，将提取液合并浓缩至5ml，加0.8ml 70％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。称取适量的对照品溶液，加石油醚溶解定容后，取5ml至刻度试管中，加入0.8ml 70％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。将样品溶液和对照品溶液同时用气相色谱质谱进行检测，用外标法进行定量分析。实际测得4种多环芳烃的回收率分别为苯并[a]蒽93％，屈97％，苯并[b]荧蒽88％和苯并[a]芘87％。
实施例六
以液体油状样品为例，并添加4种多环芳烃的标准品进行加标回收率研究。称取2g左右的油状液体样品，加入7倍量的有机溶剂正己烷超声溶解后，加1ml 50％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。称取适量的对照品溶液，加有机溶剂正己烷溶解定容后，取5ml至刻度试管中，加入1ml 50％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。将样品溶液和对照品溶液同时用气相色谱质谱进行检测，用外标法进行定量分析。实际测得4种多环芳烃的回收率分别为苯并[a]蒽90％，屈93％，苯并[b]荧蒽87％和苯并[a]芘84％。
实施例七
以固体样品为例，并添加4种多环芳烃的标准品进行加标回收率研究。称取33g左右的固体样品，加入10倍量的有机溶剂环己烷超声提取两次，每次35min，将提取液合并浓缩至5ml，加0.5ml 80％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。称取适量的对照品溶液，加有机溶剂环己烷溶解定容后，取5ml至刻度试管中，加入0.5ml80％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。将样品溶液和对照品溶液同时用气相色谱质谱进行检测，用外标法进行定量分析。实际测得4种多环芳烃的回收率分别为苯并[a]蒽89％，屈91％，苯并[b]荧蒽91％和苯并[a]芘90％。
实施例八
以液体油状样品为例，并添加4种多环芳烃的标准品进行加标回收率研究。称取0.8g左右的油状液体样品，加入10倍量的有机溶剂正己烷超声溶解后，加1ml 77％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。称取适量的对照品溶液，加有机溶剂正己烷溶解定容后，取5ml至刻度试管中，加入1ml 77％的硫酸溶液，充分振摇1分钟，静置，取上清液经微孔滤膜过滤后待检测。将样品溶液和对照品溶液同时用气相色谱质谱进行检测，用外标法进行定量分析。实际测得4种多环芳烃的回收率分别为苯并[a]蒽93％，屈94％，苯并[b]荧蒽92％和苯并[a]芘82％。