曹翔

摘要

采用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和高效液相色譜法（HPLC）對(duì)紡織品禁用偶氮染料中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的測(cè)定進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：采用DB-200中等極性色譜柱，優(yōu)化氣相色譜條件；采用C18色譜柱，優(yōu)化液相色譜條件，均能實(shí)現(xiàn)二者的分離。GC-MS檢測(cè)中，通過(guò)對(duì)比保留時(shí)間和特征離子相對(duì)豐度進(jìn)行定性分析；HPLC檢測(cè)中，通過(guò)對(duì)比保留時(shí)間和紫外光譜圖進(jìn)行定性分析，GC-MS法和HPLC法均能對(duì)2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺進(jìn)行良好的定量，且快捷、準(zhǔn)確，有效解決了這兩種同分異構(gòu)體精確定性及定量的難題，同時(shí)也避免了假陽(yáng)性檢出。

關(guān)鍵詞：紡織品；GC-MS；HPLC；2，4-二甲基苯胺；2，6-二甲基苯胺；同分異構(gòu)體

1 引言

紡織品在我們生活中應(yīng)用很廣泛，其染色過(guò)程中經(jīng)常要用到一些染料，其中就有可能使用到偶氮染料。偶氮染料是指染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)中至少含有一個(gè)偶氮基（—N=N—），且與其相連的部分至少含有一個(gè)芳香族結(jié)構(gòu)。其與我們?nèi)梭w皮膚長(zhǎng)期接觸，就會(huì)被皮膚吸收和擴(kuò)散，這些染料在人體環(huán)境中會(huì)發(fā)生還原裂解反應(yīng)，進(jìn)而分解出可致癌芳香胺，而使機(jī)體致病[1-3]。GB 18401—2010《國(guó)家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》中針對(duì)24種可分解致癌芳香胺偶氮染料進(jìn)行了限量說(shuō)明，要求每種致癌芳香胺均不能超過(guò)20mg/kg。而偶氮染料在檢測(cè)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到一些同分異構(gòu)體，干擾檢測(cè)結(jié)果，使檢測(cè)結(jié)果呈假陽(yáng)性。2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺屬于限量使用的偶氮染料中唯一一對(duì)同分異構(gòu)體，在紡織品偶氮染料檢測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)這兩種物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析[4，5]。2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺結(jié)構(gòu)相似，在儀器分析中難以被分離，致使這兩種物質(zhì)的定性和定量存在一定的困難。目前針對(duì)紡織品偶氮染料中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的測(cè)定沒(méi)有有效的解決方法，因此，本文擬采用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和高效液相色譜法（HPLC），通過(guò)篩選色譜柱，優(yōu)化GC-MS的升溫程序和HPLC的洗脫程序，使2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺得到良好的分離，從而可以精確地定性和定量。

2 試驗(yàn)部分

2.1 主要儀器及試劑

儀器：7890B-5977A氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Aglient公司）；1260液相色譜儀（配備二元泵，自動(dòng)進(jìn)樣器，二極管陣列檢測(cè)器，美國(guó)Aglient公司）；電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；HZS-HA恒溫水浴振蕩器（哈爾濱市東明醫(yī)療儀器廠(chǎng)）；硅藻土提取柱（天津博納艾杰爾科技有限公司）；RE-5299真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海振捷實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；移液槍?zhuān)?.5?L～10?L，10?L～100?L，100?L～1000?L）。

試劑：2，4-二甲基苯胺、2，6-二甲基苯胺標(biāo)準(zhǔn)品（德國(guó)Dr Ehrenstorfer公司）；乙醚，叔丁基甲醚，甲醇（色譜純，DIMA Technology Inc）；檸檬酸、氫氧化鈉（分析純，北京化工廠(chǎng)）；試驗(yàn)用水均為超純水；連二亞硫酸鈉（分析純，天津紅巖化學(xué)試劑廠(chǎng)）。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)品的配制

分別稱(chēng)取20mg的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺標(biāo)準(zhǔn)品，用色譜級(jí)叔丁基甲醚分別定容至100mL，配制成所需的單標(biāo)和混標(biāo)溶液，按試驗(yàn)所需依次稀釋到特定的濃度。

2.3 試驗(yàn)步驟

取代表性紡織品試樣，剪成5mm×5mm小片，稱(chēng)取1.00g置于反應(yīng)器中，加入17mL預(yù)熱到（70±2）℃檸檬酸鹽緩沖溶液，將反應(yīng)器密閉，用力振搖，使所有試樣浸于液體中，置于已恒溫至（70±2）℃水浴中振蕩30min，打開(kāi)反應(yīng)器，加入3.0mL連二亞硫酸鈉溶液，并立即密閉振搖，將反應(yīng)器再于（70±2）℃水浴中振蕩30min，取出后2min內(nèi)冷卻到室溫。將反應(yīng)器中所有試液全部倒入提取柱中，吸附15min，用80mL乙醚分4次洗提反應(yīng)器中的試樣，每次應(yīng)混合乙醚和試樣，用圓底燒瓶收集提取液，將提取液用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在不高于35℃條件下，濃縮至1mL，再用氮?dú)饩徛?qū)除乙醚溶液，最后用1mL叔丁基甲醚或甲醇進(jìn)行定容，采用GC-MS和HPLC分析[6]。

2.4 試驗(yàn)條件

2.4.1 GC-MS法

色譜柱：石英毛細(xì)管柱1（DB-5MS 30m×0.25mm×0.25?m），石英毛細(xì)管柱2（DB-200 30m×0.25mm×0.25?m）；載氣：高純氦氣；流速：1mL/min；進(jìn)洋口溫度：250℃；傳輸線(xiàn)溫度：280℃；離子源溫度：230℃；四級(jí)桿溫度：150℃；電離方式：EI；離子化電壓：70ev；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量1?L；溶劑延遲3.5min；質(zhì)量掃描范圍50amu～350amu。

升溫程序1：初始溫度70℃，保持2min；以18℃/min升溫至130℃，保持2min；以30℃/min升溫至220℃，保持1min；以5℃/min升溫至230℃，保持8min。

升溫程序2：初始溫度50℃，保持2 min；以3℃/min升溫至100℃，保持1min；以5℃/min升溫至230℃，保持2min。

2.4.2 HPLC法

色譜柱：Aglient Zorbax Eclipse XDB C18（4.6mm×250mm×5?m）；流速：1mL/min；柱溫：30℃；進(jìn)樣量：5?L；檢測(cè)波長(zhǎng)：280nm。

流動(dòng)相A：0.575g磷酸二氫銨+0.7g磷酸氫二鈉，溶于1000 mL二級(jí)水中，pH=6.9；流動(dòng)相B：甲醇。

梯度洗脫1：0～25min，流動(dòng)相B 15%～60%；25min ～30min，流動(dòng)相B 60%～70%，保持2min。梯度洗脫2：0～25min，流動(dòng)相B 20%～50%；25min～30min，流動(dòng)相B 50%～70%，保持2min。endprint

3 結(jié)果與討論

3.1 定性分析

3.1.1 GC-MS色譜條件的選擇

對(duì)于紡織品中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的測(cè)定，選用GB/T 17592—2011《紡織品 禁用偶氮染料的測(cè)定》中的色譜條件，用弱極性的DB-5MS色譜柱測(cè)定2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混標(biāo)溶液，結(jié)果如圖1所示，這兩種同分異構(gòu)體的峰重疊，未出現(xiàn)分離現(xiàn)象。換用DB-200 中等極性色譜柱，采用升溫程序1進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖2所示，可知這兩種同分異構(gòu)體出現(xiàn)部分峰重疊，部分峰分離；采用升溫程序2進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖3所示， 2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺在升溫程序2條件下的保留時(shí)間分別為11.256 min和11.475 min，二者保留時(shí)間相差0.219min，此時(shí)二者能夠得到良好的分離。

3.1.2 質(zhì)譜圖

2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的結(jié)構(gòu)非常相似，使其在質(zhì)譜中產(chǎn)生的碎片離子結(jié)構(gòu)極其相似，因此兩種同分異構(gòu)體在質(zhì)譜圖中的特征離子類(lèi)型基本相同，由圖4和圖5可知，2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺標(biāo)準(zhǔn)品在質(zhì)譜中產(chǎn)生的特征離子均為122、121、106，但這三種特征離子的相對(duì)豐度有差異，因此可以進(jìn)一步通過(guò)比較質(zhì)譜圖中特征離子的相對(duì)豐度來(lái)鑒別這兩種同分異構(gòu)體。

3.1.3 HPLC色譜條件的選擇

用配有二極管陣列檢測(cè)器的高效液相色譜儀，分別在流動(dòng)相梯度洗脫1和梯度洗脫2條件下，測(cè)定2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混合溶液。結(jié)果如圖6和圖7所示，在梯度洗脫1條件下，兩種同分異構(gòu)體出現(xiàn)共峰，保留時(shí)間重合，均為15.235min；在梯度洗脫2條件下，雖然測(cè)定時(shí)間有所延長(zhǎng)，但這兩種同分異構(gòu)體出現(xiàn)一定的分離，2，4-二甲基苯胺的保留時(shí)間為26.028min，2，6-二甲基苯胺的保留時(shí)間為25.301 min，二者的保留時(shí)間相差0.727 min。圖8和圖9分別為2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的紫外可見(jiàn)吸收光譜圖，二者的最大紫外吸收波長(zhǎng)均為280nm，但其紫外光譜圖仍存在差異。因此這兩種同分異構(gòu)體可以通過(guò)各自的保留時(shí)間和紫外可見(jiàn)吸收光譜進(jìn)行定性。

3.1.4 GC-MS 和HPLC的保留時(shí)間

利用保留時(shí)間對(duì)不同物質(zhì)進(jìn)行定性是色譜分析常用的手段之一。在上述已優(yōu)化好的GC-MS 和HPLC條件下，分別檢測(cè)不同濃度的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混合溶液。其保留時(shí)間的變化如表1所示，保留時(shí)間均隨其濃度的增大而增加，但在一定的濃度范圍內(nèi)，其各自的保留時(shí)間仍具有一定的穩(wěn)定性，因此在日常檢測(cè)中，可以配制與檢出物相當(dāng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)這兩種同分異構(gòu)體各自的保留時(shí)間進(jìn)行初步的定性。

3.2 定量分析

分別采用不同濃度的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺溶液在GC-MS 和HPLC上進(jìn)行測(cè)定，其標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)如圖10和圖11所示，采用GC-MS法分析時(shí)，兩者濃度在10mg/kg～90mg/kg內(nèi)與其色譜峰面積呈良好的線(xiàn)性關(guān)系；采用HPLC法分析時(shí)，濃度在5mg/kg～100mg/kg內(nèi)與其色譜峰面積成良好的線(xiàn)性關(guān)系。

采用不同濃度的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混合溶液做回收率測(cè)試，其結(jié)果如表2和表3所示，GC-MS法和HPLC法在加標(biāo)濃度較小時(shí)，加標(biāo)回收率均較?。患訕?biāo)濃度較大時(shí)，回收率明顯提高；加標(biāo)濃度相同時(shí)，HPLC法測(cè)得的回收率較GC-MS法高。因此HPLC法更適合這兩種同分異構(gòu)體的定量。

4 結(jié)論

針對(duì)GB 18401—2010禁用偶氮染料中唯一一對(duì)同分異構(gòu)體，運(yùn)用GC-MS分析方法，采用DB-200中等極性色譜柱，優(yōu)化氣相色譜條件，同時(shí)，也運(yùn)用HPLC分析方法，采用C18色譜柱，優(yōu)化液相色譜條件，均能使2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺達(dá)到良好的分離，從而可以對(duì)這兩種同分異構(gòu)體進(jìn)行精確定性和定量。GC-MS法和HPLC法，在這兩種同分異構(gòu)體檢測(cè)中，相互補(bǔ)充，相互印證，解決了二者精確定性及定量的難題，同時(shí)也避免了假陽(yáng)性檢出。

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[6]GB/T 17592—2011 紡織品禁用偶氮染料的測(cè)定[S].

（作者單位：北京市紡織纖維檢驗(yàn)所、國(guó)家紡織及皮革產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心）endprint