王成云,徐 嶸,楊左軍
(深圳出入境檢驗檢疫局工業(yè)品檢測技術中心,廣東深圳 518067)
卡拉花醛具有出色的留香能力,留香時間可長達數月,因此在香水、玩具、紡織品、洗滌用品中獲得了廣泛的應用[1-2]。鑒于其廣泛使用,人們對其毒性進行了研究,結果發(fā)現卡拉花醛具有高生物累積性和強持久性,可威脅人體健康和環(huán)境安全,因此歐盟委員會發(fā)布決議96/335/EC,限制其在化妝品中的使用[3];歐洲化學品管理局(ECHA)更是將其列入第13批高關注物質(SVHC)清單。目前人們大量使用各種擦手紙和面巾紙,這些紙品多含有香味,也就是說,這些產品中都使用了留香物質。卡拉花醛作為一種出色的留香物,很可能會被使用在這些產品中。關于卡拉花醛的測定,目前報道的文獻均只涉及玩具和洗滌用品[4-7],尚未見紙品中卡拉花醛含量測定的文獻報道。
本文建立了一種測定紙品中卡拉花醛含量的氣相色譜/串聯質譜(GC/MS-MS)分析方法,并對萃取條件和分析條件進行了優(yōu)化,建立的方法定量下限低至0.10 mg/kg,可完全滿足紙品中卡拉花醛日常檢測工作的需要。
儀器有:7890A-7000B三重四極桿氣質聯用儀(美國Agilent公司);5210超聲波清洗器(美國Bransonic公司);Coolacecca-1100旋轉蒸發(fā)儀(日本Eyela公司);氮吹儀(北京康林科技有限責任公司)。
試劑有:色譜純乙醇、甲醇,美國Tedia公司;乙醚、甲醇、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷、乙腈、三氯甲烷、石油醚、丙酮,均為分析純,成都金山化學試劑有限公司;卡拉花醛標準品(純度>90%)(美國國際實驗室公司),用色譜純甲醇配制成質量濃度分別為14.09、11.98、7.05、4.93、2.82、1.41、0.71、0.35 和 0.14μg/mL的標準工作液。
自制陽性樣品:將不含卡拉花醛的面巾紙在卡拉花醛溶液中浸漬24h,取出后在溫度105℃干燥24h。
將紙品剪碎成尺寸為5 mm×5 mm的碎片,混勻,稱取1 g樣品,置于150 mL錐形瓶中,加入25 mL乙醇,在溫度45℃下超聲萃取30 min,過濾,將濾液轉移至旋轉蒸發(fā)儀中,蒸發(fā)至近干,再轉移至氮吹儀中,用干燥氮氣緩慢吹干。用1 mL甲醇溶解殘留物,所得溶液用0.45 μm濾膜過濾,進行GC/MS-MS分析。
1.3.1 色譜條件
DB-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),初始溫度100℃,保留1.0 min,以10℃/min速度升至溫度300℃,保留5.0 min;載氣為氦氣(純度>99.999%),載氣流速為0.8 mL/min;不分流進樣,進樣量為1.0μL,進樣口溫度為290℃;傳輸線溫度為280℃。
1.3.2 質譜條件
EI離子源,離子源溫度為210℃,電離能量為70 eV;四極桿溫度為150℃;溶劑延遲為4.0 min;氮氣流速為1.5 mL/min,氦氣流速為2.25 mL/min;采用多反應離子監(jiān)測(MRM)模式,定量離子對為m/z 69→m/z41,定性離子對為 m/z120→m/z105,碰撞電壓均為10 V,駐留時間均為150 ms。
超聲萃取效果首先取決于所用萃取溶劑,萃取時間、萃取溫度和萃取溶劑體積也有一定影響。首先以甲醇為萃取溶劑,分別考察萃取溫度(因素A)、萃取時間(因素B)和萃取溶劑體積(因素C)這3個因素對萃取量的影響,結果發(fā)現,這3個因素的最佳值分別為45℃、30 min和25 mL。為考察這3個因素對萃取量的綜合影響,按表1設計的條件進行3因素3水平正交實驗,結果見表1。
表1 超聲萃取正交實驗
根據表1的數據計算各因素的k值和極差,結果表明,萃取溫度對萃取量影響最大,其次是萃取時間,萃取溶劑體積影響則最小,1號體積下萃取量最大。在此條件下,分別以甲醇、乙醇、乙腈、乙醚、丙酮、正己烷、丙酮/正己烷(1∶1,V/V )、二氯甲烷,乙酸乙酯、乙酸乙酯/二氯甲烷(1∶1,V/V)、三氯甲烷和石油醚等12種常見溶劑為萃取溶劑,對自制陽性樣品進行萃取,其萃取量分別為157.3、167.7、115.2、113.6、123.2、98.3、117.2、113.2、93.8、96.7、111.9 和 98.2mg/kg,其中乙醇的萃取量最大。因此,萃取條件最終優(yōu)化如下:以25 mL乙醇為萃取溶劑,超聲萃取30 min,萃取溫度為45℃。
卡拉花醛中含有多種手性同分異構體,其全掃描質譜圖中出現多個譜峰,這些譜峰對應的質譜圖的特征離子相同,主要特征離子有m/z120、107、157、59和69等,但各特征離子的相對豐度各異。以這些特征離子作為母離子,在不同碰撞電壓(5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 V)下進行電離轟擊,產生二級子離子,觀察不同碰撞電壓下各二級子離子的強度變化,選取強度最大的2個離子對來進行定性定量分析。經比較,最終選擇離子對m/z69→m/z41為定量離子對,m/z120→m/z105作為定性離子對,其碰撞電壓均為10 V。在此條件下對卡拉花醛標準溶液進行分析,結果見圖1。
卡拉花醛分別在保留時間(tR)12.324、12.521、12.558、12.660、12.786、13.115、13.337 和 13.427 min處出現8個譜峰,除2號和3號峰未完全分離外,其余6個譜峰均完全分離。這8個譜峰均是卡拉花醛的手性同分異構體產生的,因此利用其峰總面積來進行定量。
圖1 卡拉花醛的GC/MS-MS圖
對系列質量濃度的卡拉花醛標準工作液進行測定,以總峰面積對質量濃度作圖,結果發(fā)現,在0.14~14.09 μg/mL范圍內,總峰面積與質量濃度線性相關,線性方程為A=935351ρ-622117,線性相關系數r=0.998 3。在信噪比(S/N)=10的條件下,方法的定量下限為0.10 mg/kg。
進行空白樣品添加回收實驗來確定方法的回收率和精密度,在不含卡拉花醛的紙品中分別添加3個不同質量濃度水平的卡拉花醛,制成回收實驗測試樣,每個添加濃度水平制備9個平行樣,按上述方法對測試樣中的卡拉花醛含量進行測定,實驗結果見表2。
表2 方法的回收率和精密度
由表2可見,方法的平均添加回收率為88.73%~94.61%,精密度(RSD,n=9)為3.91%~7.94%。
采用本文建立的方法對市售紙品進行測試,測試樣品分為面巾紙和擦手紙二大類,產地分別為韓國(35個樣品)、日本(27個樣品)、中國(19個樣品)。測試結果表明,上述樣品中均未檢出卡拉花醛。
建立了一種氣相色譜/串聯質譜分析方法,對紙品中卡拉花醛的含量進行了測定。該方法簡便快速,靈敏度高,定量下限低至0.10 mg/kg,可完全滿足紙品中卡拉花醛含量測定的需要。