李慧勇，王海洋，熊小婷，譚建華，廖惠媚，賴紅霞，黃日林，李燕飛，陳意光

(廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院 國(guó)家包裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(廣州)，廣東 廣州 511447)

乙醇胺類(lèi)化合物是一類(lèi)重要的化工產(chǎn)品，其中乙醇胺(Monoethanolamine，MEA)、二乙醇胺(Diethanolamine，DEA)和三乙醇胺(Triethanolamine，TEA)總稱為乙醇胺，是氨基醇中最有實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品，占氨基醇總量的90%～95%[1]。N，N-二甲基乙醇胺(N，N-Dimethylethanolamine，DMEA)、N，N-二乙基乙醇胺(N，N-Diethylethanolamine，DEEA)為無(wú)色具有氨味的有機(jī)堿，在化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛用途。乙醇胺類(lèi)化合物被廣泛用作樹(shù)脂和橡膠的分散劑、改性劑、水泥增強(qiáng)劑、硫化氫吸收劑、化妝品增濕劑和乳化劑、涂料穩(wěn)定劑、燃油添加劑以及醫(yī)藥中間體等[2-3]，在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中具有重要地位。然而，乙醇胺類(lèi)化合物對(duì)人體健康具有一定的危害，長(zhǎng)期過(guò)量接觸會(huì)引發(fā)皮炎和濕疹，甚至可能引起肝腎組織器官損傷[4-6]。乙醇胺類(lèi)化合物作為添加劑應(yīng)用于食品接觸材料生產(chǎn)時(shí)，可能殘留在產(chǎn)品中，并隨著與食品接觸的過(guò)程被人體攝入，對(duì)人體健康造成一定的傷害。我國(guó)最新發(fā)布的GB 9685-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)各類(lèi)型的食品接觸材料及制品中乙醇胺類(lèi)化合物的限量要求作出了明確規(guī)定，其中食品接觸用涂料和涂層中MEA的特定遷移限量(SML)為0.05 mg/kg，DMEA的SML為18 mg/kg，DEEA的SML為0.05 mg/kg；在食品接觸用橡膠材料及制品中DEA的最大使用量和SML分別為5%和0.3 mg/kg，TEA的最大使用量和SML分別為5%和0.05 mg/kg；在食品接觸材料及制品用油墨中MEA的SML為0.05 mg/kg，DEEA的SML為0.05 mg/kg；在食品接觸材料及制品用粘合劑中DMEA的SML為18 mg/kg[7]。然而目前尚無(wú)相應(yīng)的檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)食品接觸材料中乙醇胺類(lèi)化合物遷移量的檢測(cè)方法進(jìn)行研究具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)乙醇胺類(lèi)化合物的檢測(cè)研究主要集中在化妝品、食品、水泥工業(yè)領(lǐng)域，測(cè)定方法主要有氣相色譜法[1-2，8]、氣相色譜-質(zhì)譜法[3，5，9]、離子色譜法[4，10]、非水滴定法[11]、高效液相色譜法[6，12-13]。本研究首次建立了同時(shí)測(cè)定食品接觸材料中MEA、DEA、TEA、DMEA和DEEA 5種乙醇胺類(lèi)化合物遷移量的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜方法，該方法操作簡(jiǎn)單、高效靈敏、準(zhǔn)確可靠，可滿足現(xiàn)行國(guó)標(biāo)GB9685-2016[7]的相關(guān)限量要求，為該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施提供了科學(xué)的檢驗(yàn)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與裝置

Shimadzu-20A液相色譜儀(日本島津公司)；AB SCIEX Triple Quad 5500 三重四極桿質(zhì)譜儀(配電噴霧離子源，美國(guó)AB SCIEX 公司)；恒溫烘箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)；Milli-Q 超純水器(美國(guó)Millipore公司)；氮吹儀(上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司)。

1.2 材料與試劑

乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)標(biāo)準(zhǔn)品純度≥99.0%，均為美國(guó)Chem Service公司產(chǎn)品；N，N-二甲基乙醇胺(DMEA)標(biāo)準(zhǔn)品(純度為99.7%，德國(guó)Dr．Ehrenstorfer GmbH)；N，N-二乙基乙醇胺(DEEA)標(biāo)準(zhǔn)品(純度為99.3%，美國(guó)Cato Research Chemicals 公司)；乙醇、乙酸、乙酸銨(分析純，廣州化學(xué)試劑廠)；乙腈(色譜純，德國(guó)Merck公司)；實(shí)驗(yàn)用水為Milli-Q凈化系統(tǒng)處理后的超純水。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別準(zhǔn)確稱取5種乙醇胺類(lèi)化合物的標(biāo)準(zhǔn)品10 mg(精確至0.1 mg)，用水溶解并定容至10 mL棕色容量瓶中，配成質(zhì)量濃度為1 000 mg/L的單標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。移取5種乙醇胺類(lèi)化合物的單標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液適量至10 mL棕色容量瓶中，加水稀釋定容至刻度，配制成MEA質(zhì)量濃度為15.0 mg/L，DEA 為5.0 mg/L，TEA、DMEA、DEEA均為1.0 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，4 ℃下避光儲(chǔ)存，使用時(shí)以相應(yīng)的食品模擬物稀釋成所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 實(shí)驗(yàn)條件

1.4.1色譜條件色譜柱：Waters ACQUITY UPLC BEH Amide(1.7 μm，50 mm×2.1 mm)；柱溫：35 ℃；流動(dòng)相：5 mmol/L乙酸銨(A)-乙腈(B)，梯度洗脫程序：0～3 min，90%～80% B；3～5 min，80% B；5～6 min，80%～60% B；6～10 min，60%～90% B；流速：0.3 mL/min；進(jìn)樣量2 μL。

1.4.2質(zhì)譜條件離子源：電噴霧離子源；掃描模式：正離子掃描模式(ESI+)；監(jiān)測(cè)方式：多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)(MRM)模式；離子源溫度：500 ℃；霧化氣壓力：0.38 MPa；氣簾氣壓力：0.28 MPa；電噴霧電壓：5 500 V；輔助氣壓力：0.38 MPa。5種乙醇胺類(lèi)化合物的母離子、子離子、去簇電壓和碰撞能量見(jiàn)表1。

表1 5種乙醇胺類(lèi)化合物的質(zhì)譜參數(shù)Table 1 MS/MS parameters for 5 ethanolamine compounds

*quantitative ion

1.5 樣品前處理

1.5.1遷移試驗(yàn)食品接觸材料試樣按照GB/T 31604.1-2015[14]和GB/T 5009.156-2016[15]進(jìn)行遷移試驗(yàn)，選取水、4%乙酸、10%乙醇、50%乙醇、95%乙醇作為食品模擬物，按每6 dm2加入1 L(或1 kg，液體模擬液按1 kg/L計(jì))食品模擬物，或加入食品模擬物至容器最高處以下2 mm處(容器類(lèi)產(chǎn)品)進(jìn)行遷移試驗(yàn)。

1.5.2浸泡液的處理遷移試驗(yàn)所得4%乙酸浸泡液：取1 mL浸泡液，氮?dú)獯蹈珊蠹? mL水復(fù)溶，經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾后，供LC-MS/MS 測(cè)定；其他浸泡液：取1 mL 浸泡液經(jīng)0.22 μm 濾膜過(guò)濾后，直接進(jìn)行LC-MS/MS 測(cè)定。

圖1 5種乙醇胺類(lèi)化合物的色譜圖Fig.1 Chromatograms of 5 ethanlamine compounds

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱的選擇

考察了C18柱、氨基柱、HILIC柱3類(lèi)色譜柱對(duì)乙醇胺類(lèi)化合物的分離效果。分別采用Kinetex C18(100 mm×4.6 mm，2.6 μm)、ACQUITY UPLC BEH C18(50 mm×2.1 mm，1.7 μm)、ACQUITY UPLC BEH-HILIC(50 mm×2.1 mm，1.7 μm)、ACQUITY UPLC BEH-Amide(50 mm×2.1 mm，1.7 μm)4種色譜柱對(duì)乙醇胺類(lèi)化合物進(jìn)行分離，結(jié)果表明，乙醇胺類(lèi)化合物在兩種C18柱上幾乎無(wú)保留，其原因可能是乙醇胺類(lèi)化合物具有較強(qiáng)極性，與C18固定相的相互作用較弱；在HILIC柱上雖具有一定的保留效果，但色譜峰形較差，且分離效果不佳；而在氨基柱上5種乙醇胺類(lèi)化合物具有良好的保留，且峰形較好，其原因可能是乙醇胺類(lèi)化合物與氨基柱上的亞乙基雜化顆粒(BEH)技術(shù)鍵合的酰胺基團(tuán)之間產(chǎn)生相互作用力，增強(qiáng)了保留。因此本研究選擇氨基柱作為色譜柱。

2.2 流動(dòng)相的選擇

根據(jù)乙醇胺類(lèi)化合物的特性及氨基柱的特點(diǎn)，本研究對(duì)比考察了乙腈-水和乙腈-乙酸銨溶液作為流動(dòng)相的分離效果。結(jié)果表明，采用乙腈-乙酸銨體系具有較好的色譜峰形。進(jìn)一步對(duì)比分析了不同濃度(0.5～20 mmol/L)乙酸銨溶液對(duì)分離效果的影響，發(fā)現(xiàn)以乙腈-5 mmol/L乙酸銨溶液作為流動(dòng)相時(shí)，5種乙醇胺類(lèi)化合物具有更好的色譜峰形和質(zhì)譜響應(yīng)，因此本研究選擇乙腈-5 mmol/L乙酸銨溶液作為流動(dòng)相。在優(yōu)化條件下，5種乙醇胺類(lèi)化合物的MRM色譜圖見(jiàn)圖1。

2.3 前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

本文在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：4%乙酸浸泡液直接上機(jī)測(cè)試會(huì)使化合物的出峰時(shí)間偏移，峰形變差，而水、10%乙醇、50%乙醇浸泡液的保留時(shí)間比較穩(wěn)定。這可能是由于在酸性環(huán)境中，以BEH技術(shù)鍵合酰胺基團(tuán)為填料的氨基柱對(duì)乙醇胺類(lèi)化合物比較敏感，容易出現(xiàn)溶劑峰，導(dǎo)致化合物出峰時(shí)間改變。而對(duì)4%乙酸浸泡液采用氮?dú)獯蹈杉铀畯?fù)溶進(jìn)行前處理后，可得到穩(wěn)定的色譜圖，有效解決了該問(wèn)題。

2.4 線性關(guān)系與檢出限

用水稀釋“1.3”配制的標(biāo)準(zhǔn)中間液，分別配制成MEA質(zhì)量濃度為15.0～750.0 μg/L，DEA為5～250.0 μg/L，TEA、DMEA、DEEA為1.0～50.0 μg/L的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在優(yōu)化條件下依次進(jìn)樣測(cè)試。以各化合物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x)，相應(yīng)的峰面積(y)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，5種乙醇胺類(lèi)化合物的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量下限見(jiàn)表2。由表2可知，5種乙醇胺類(lèi)化合物的線性關(guān)系良好(r>0.997)，檢出限(S/N=3)為0.3～5.0 μg/kg，定量下限(S/N=10)為1.0～15.0 μg/kg，遠(yuǎn)低于GB 9685-2016的限量要求(0.05～18 mg/kg)，可滿足相關(guān)檢測(cè)需要。

表2 5種乙醇胺類(lèi)化合物的線性方程、線性范圍、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量下限Table 2 Linear equations，linear ranges，correlation coefficients(r)，LODs and LOQs of 5 ethanolamine compounds

2.5 回收率與精密度

取不含該5種乙醇胺類(lèi)化合物的樣品，分別采用水、4%乙酸、10%乙醇、50%乙醇和95%乙醇為食品模擬物，按“1.5”步驟進(jìn)行遷移試驗(yàn)，分別向其中加入3個(gè)不同添加水平的5種混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。每個(gè)添加水平平行測(cè)定6次，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，5種乙醇胺類(lèi)化合物在5種食品模擬物中的回收率為 90.2%～118%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.5%～8.8%，表明該方法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度，可滿足相關(guān)定量分析要求。

表 3 5種乙醇胺類(lèi)化合物的回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)Table 3 Recoveries and relative standard deviations(RSDs) of 5 ethanolamine compounds(n=6) /%

2.6 實(shí)際樣品分析

根據(jù)GB 9685-2016[7]中5種乙醇胺類(lèi)化合物在不同材質(zhì)的分布情況，隨機(jī)選取15份樣品(樣品類(lèi)型包含塑料制品、易拉罐內(nèi)涂層、橡膠制品)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示，3份易拉罐內(nèi)涂層和1份橡膠制品中檢出DMEA，其遷移量為1.0 ～13.9 μg/kg，1份橡膠制品中檢出DEA，其遷移量為5.7 μg/kg，但均低于GB 9685-2016的限量值18 mg/kg(DMEA，SML)和0.3 mg/kg(DEA，SML)，實(shí)際樣品的譜圖見(jiàn)圖2。

3 結(jié) 論

本文建立了一種同時(shí)測(cè)定食品接觸材料中5種乙醇胺類(lèi)化合物遷移量的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析方法。該方法以氨基柱為分離色譜柱，乙腈-5 mmol/L乙酸銨溶液為流動(dòng)相，在優(yōu)化條件下實(shí)現(xiàn)了5種乙醇胺類(lèi)化合物的完全分離，解決了該類(lèi)化合物在普通反相色譜柱上保留差以及峰拖尾的問(wèn)題；同時(shí)對(duì)不同食品模擬物浸泡液的前處理方法進(jìn)行了優(yōu)化。方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、靈敏，已成功應(yīng)用于食品接觸材料中乙醇胺類(lèi)化合物特定遷移量的檢測(cè)。本方法能滿足現(xiàn)行國(guó)標(biāo)GB9685-2016的相關(guān)限量要求，為該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施提供了科學(xué)有效的檢驗(yàn)依據(jù)。