林型跑 陳海相 孫巖峰 謝甲增 蔣丹丹

摘要：建立了高效液相色譜（HPLC）測(cè)定紡織品中丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺含量的方法。色譜條件：流動(dòng)相為乙腈—水（1∶99，V/V），檢測(cè)波長(zhǎng)為202 nm，流速為0.5 mL/min。用水提取紡織樣品中的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺，提取液經(jīng)C18柱分離，外標(biāo)法定量。結(jié)果表明：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺在0.05～1.00 μg/mL范圍內(nèi)均線性良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，方法檢出低限分別為0.8、0.5、1.5 mg/kg，加標(biāo)回收率在85.81%～107.37%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.13%～4.34%之間。

關(guān)鍵詞：高效液相色譜;測(cè)定;紡織品;丙烯酰胺;甲基丙烯酰胺;N—羥甲基丙烯酰胺

中圖分類號(hào)：TS101.9;O657.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2019）01-0080-07

丙烯酰胺或其聚合物在紡織品的生產(chǎn)加工過(guò)程中用作上漿劑、抗靜電劑、粘合劑、穩(wěn)定劑等;甲基丙烯酰胺或其聚合物可用于纖維的勻染劑、吸濕劑、膠黏劑和抗靜電劑等;N—羥甲基丙烯酰胺常作為交聯(lián)劑，用于纖維改性、染料及紡織染整助劑的加工等[1]。因此，紡織品中可能殘留有丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺。Bluesign認(rèn)證[2]已把丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺納入限用物質(zhì)清單，一般不得超過(guò)0.1%（w/w）。

丙烯酰胺具有明顯的神經(jīng)毒性、生殖毒性和潛在致癌性，可經(jīng)消化道、呼吸道、皮膚黏膜等多種途徑侵入人體，危害健康[3—4]，被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）列為對(duì)人類可疑致癌物，屬嚴(yán)格管制的高風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)[5]。甲基丙烯酰胺與N—羥甲基丙烯酰胺均對(duì)眼睛、皮膚、上呼吸道及粘膜有刺激作用。歐盟Directive 76/768/EEC指令要求化妝品禁用丙烯酰胺[6]。丙烯酰胺超過(guò)0.1%（w/w）的商品不得在歐洲市場(chǎng)銷售，世界衛(wèi)生組織規(guī)定水中丙烯酰胺不得超過(guò)0.5 μg/L[7—8]。丙烯酰胺的檢測(cè)主要采用氣相色譜法、高效液相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法和離子排斥色譜法等分析技術(shù)[9—14]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30166—2013《紡織品丙烯酰胺的測(cè)定》規(guī)定了高效液相色譜法和離子排斥色譜法測(cè)定紡織品中丙烯酰胺的含量[15]。但未見紡織品中甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺含量測(cè)定方法的研究報(bào)道。本文采用高效液相色譜法建立測(cè)定紡織品中丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺含量的方法，對(duì)促進(jìn)紡織品進(jìn)出口貿(mào)易、保護(hù)環(huán)境、保障健康都有積極意義，并為檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)的制修訂提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1實(shí)驗(yàn)

1.1儀器和試劑

1100高效液相色譜儀，配備二極管陣列檢測(cè)器（DAD，美國(guó)Agilent公司），色譜柱：SB—C18（150 mm×4.6 mm，5 μm）和TC—C18（150 mm×4.6 mm，5 μm），KQ—250DB數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），THZ—8型水浴恒溫振蕩器（江蘇太倉(cāng)市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠），AG135電子天平（美國(guó)Mettler Toledo公司）。

丙烯酰胺（純度99%，上海洪昌化學(xué)試劑廠），甲基丙烯酰胺、N—羥甲基丙烯酰胺（純度均為98%，上海麥克林生化科技有限公司），甲醇、乙腈（均為色譜純，美國(guó)Tedia公司）;水為二級(jí)水。

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：分別準(zhǔn)確稱取0.1 g（精確至0.000 1 g）的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)樣品于100 mL棕色容量瓶中，用甲醇溶解并定容，制成1.0 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。分別準(zhǔn)確移取1.0 mL各標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于100 mL容量瓶中，用水稀釋定容，配制成濃度為10 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)中間溶液。

1.2樣品準(zhǔn)備

1.2.1陽(yáng)性樣品制備

選取標(biāo)準(zhǔn)棉貼襯織物樣品，剪碎（約5 mm×5 mm），稱取1.0 g（精確至0.001 g），取適量丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入到織物中后，室溫自然涼干。

1.2.2提取工藝

樣品置于100 mL錐形瓶中，加入提取劑提取，提取液經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾，待測(cè)。

1.3色譜條件

流動(dòng)相為甲醇—水或乙腈—水;流速為0.5 mL/min;柱溫為30 ℃;進(jìn)樣量為20 μL。

2結(jié)果與討論

2.1色譜條件的選擇優(yōu)化

2.1.1波長(zhǎng)的確定

采用二極管陣列檢測(cè)器對(duì)丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)溶液在190～360 nm范圍內(nèi)進(jìn)行光譜掃描，結(jié)果見圖1。丙烯酰胺的最大吸收波長(zhǎng)在198 nm處，甲基丙烯酰胺為202 nm，N—羥甲基丙烯酰胺為200 nm。本文方法選定檢測(cè)波長(zhǎng)為202 nm，對(duì)丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺的響應(yīng)值影響不大（與各自最強(qiáng)吸收波長(zhǎng)比較，靈敏度僅下降8.58%和1.04%），又可盡量減少基質(zhì)對(duì)測(cè)定的干擾。

可見，無(wú)論用何種流動(dòng)相，三組分的保留順序不變，即tR1<tR2<tR3，其中，丙烯酰胺與N—羥甲基丙烯酰胺較難分離。其次，與甲醇—水為流動(dòng)相比較，采用乙腈—水為流動(dòng)相時(shí)三組分保留較弱，洗出較快，分離較差。通過(guò)調(diào)整流動(dòng)相比例，即增加乙腈—水流動(dòng)相中水比例可提高組分間的分離度，當(dāng)超過(guò)99%時(shí)分離度可達(dá)2.98，分離完全。

表2是色譜峰面積響應(yīng)值和計(jì)算得到的理論塔板數(shù)?？梢姡捎靡译妗疄榱鲃?dòng)相時(shí)，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺三組分的峰面積和理論塔板數(shù)均比甲醇—水流動(dòng)相大，說(shuō)明使用乙腈—水為流動(dòng)相時(shí)，色譜峰更優(yōu)，靈敏度會(huì)更高。這是由于乙腈的截止波長(zhǎng)為190 nm，在202 nm波長(zhǎng)下對(duì)三組分的定量測(cè)定沒(méi)有干擾。此外，乙腈—水流動(dòng)相中水比例的提高既有利于組分分離，又更環(huán)保經(jīng)濟(jì)。

2.1.3色譜柱的比較

根據(jù)丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺的分離度R12來(lái)評(píng)價(jià)選擇色譜柱。以乙腈—水（1∶99）為流動(dòng)相，使用TC—C18和SB—C18色譜柱對(duì)丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺進(jìn)行分離，獲得的色譜圖分別見圖2（b）和圖3。根據(jù)保留時(shí)間和峰寬計(jì)算得到分離度分別為：R12（TC）=2.98，R12（SB）=1.46，即色譜柱TC—C18分離性能較好。同時(shí)計(jì)算得到使用SB—C18時(shí)的三組分理論塔板數(shù)n分別為：8 555、8 258和10 147，柱效明顯比TC—C18柱差（表2）。此外，使用SB—C18柱分析時(shí)間較長(zhǎng)，需要18 min;而使用TC—C18柱分析只需要13 min，分析效率較高。

1—丙烯酰胺;2—N—羥甲基丙烯酰胺;3—甲基丙烯酰胺圖3色譜柱SB—C18分離色譜圖

2.2樣品的前處理

2.2.1提取方式

固體樣品中殘留物的提取方式一般有：超聲萃取、加速溶劑萃取、索氏萃取、振蕩萃取等方法。其中，索氏萃取常使用有機(jī)溶劑且耗時(shí)長(zhǎng);加速溶劑萃取設(shè)備昂貴，普及性不高，不適于提取水溶性且不耐高溫的目標(biāo)物;超聲萃取和振蕩萃取是兩種常用的提取方法，操作簡(jiǎn)單，成本較低。由圖4可知使用超聲萃取的提取率在87.4%～102.9%，而使用振蕩萃取的提取率為94.4%～104.9%。兩種方式的提取效果都較好。但由于在超聲萃取過(guò)程中溶液溫度易上升而難控制，因此本文采用了振蕩萃取方式。

2.2.2提取劑的選擇

目前，空氣、食品和材料中的丙烯酰胺檢測(cè)大多使用水為提取劑，也有使用甲酸、甲醇、乙醇等的水溶液作為提取劑[16—17]。丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺極性較強(qiáng)，都易溶于水、乙醇等極性溶劑，為此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇了水、50%乙醇、100%乙醇為提取劑對(duì)紡織品中丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺進(jìn)行提取試驗(yàn)比較，結(jié)果見圖5。

可見，使用上述3種提取劑的檢測(cè)結(jié)果色譜圖存在較大差異。用水為提取劑，檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際含量水平相一致。但使用50%乙醇、100%乙醇為提取劑，檢測(cè)結(jié)果明顯偏高，可能是因乙醇還能提取出紡織品中其他殘留物，從而造成干擾，從圖5分析，若乙醇含量越高，則干擾越嚴(yán)重。

2.3方法學(xué)評(píng)價(jià)

2.3.1線性關(guān)系和檢出低限

取丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，用水配制成0.05、0.10、0.25、0.50、0.75、1.00 μg/mL系列工作溶液，采用上述方法確定的色譜條件進(jìn)行分析測(cè)定，以質(zhì)量濃度C為橫坐標(biāo)、峰面積A為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線（圖6），并線性回歸得到丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)工作曲線方程分別為：A1=407.78C1-0.19，A2=327.50C2-2.46，A3=304.87C3-0.98;相關(guān)系數(shù)分別為：0.999 7、0.999 8、0.999 8，線性關(guān)系良好。若以10倍信噪比確定方法檢出限，可計(jì)算得到丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺的檢出低限分別為0.8、0.5、1.5 mg/kg（紡織品）。

2.3.2加標(biāo)試驗(yàn)

用棉貼襯織物樣品以低、中、高3種加標(biāo)水平（2.5、10、40 mg/kg）進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，采用以上建立的方法測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：加標(biāo)回收率在85.81%～107.37%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD在0.13%～4.34%之間，方法的回收率和精密度都較好（表3）。

3結(jié)語(yǔ)

本文以水為提取劑采用振蕩法提取紡織品中的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺，優(yōu)化了樣品的前處理?xiàng)l件，建立以乙腈—水（1∶99，V/V）為流動(dòng)相的高效液相色譜測(cè)定紡織品中丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺的方法。三組分色譜分離完全，在0.05～1.00 μg/mL濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羥甲基丙烯酰胺的檢出低限分別為0.8、0.5、1.5 mg/kg（紡織品），加標(biāo)回收率在85.81%～107.37%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD在0.13%～4.34%之間，方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)。

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