袁曉倩,韓 晶,簡龍海,陳 靜,毛北萍,鄭 榮
(上海市食品藥品檢驗所,國家藥品監(jiān)督管理局化妝品監(jiān)測評價重點實驗室,上海 201203)
雙酚類和烷基酚類化合物是生產(chǎn)聚碳酸酯塑料和環(huán)氧樹脂的重要原料,被廣泛應用于食品、化妝品包裝材料、醫(yī)療器械、工業(yè)及家用洗滌劑等領域[1-4]。作為典型的雌激素類環(huán)境內(nèi)分泌干擾物,這兩類化合物具有不易降解和易蓄積的特性,從空氣到土壤均有被污染的風險[5]。內(nèi)分泌干擾物可以通過食物鏈進入機體,并在體內(nèi)富集,對生物體具有基因毒性、生殖發(fā)育毒性和內(nèi)分泌干擾效應,并且對嬰幼兒的危害尤為嚴重[6-8]。我國《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》(2015年版)和歐盟化妝品法規(guī)(EC No 1223/2009)明確規(guī)定雙酚A、壬基苯酚與支鏈4-壬基苯酚為化妝品中的禁用物質(zhì),但目前尚未收載相關檢驗方法[9-10]。因此,迫切需要開發(fā)同時測定多種雙酚類及烷基酚類內(nèi)分泌干擾物的檢測方法,并應用建立的分析方法對化妝品樣品進行全面調(diào)研。
目前,國內(nèi)外關于雙酚A、4-壬基苯酚和4-辛基苯酚的檢測方法主要有電化學法[11-12]、高效液相色譜法[13-15]、分光光度法[16]、毛細管電泳法[17]、酶聯(lián)免疫吸附分析法[18]、氣相色譜-質(zhì)譜法[19-20]和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[21-26]等。但光譜法、色譜法存在選擇性差、靈敏度低等不足,無法解決化妝品基質(zhì)復雜的問題,陽性樣品需經(jīng)質(zhì)譜進一步確證。而現(xiàn)有的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法響應低,需進一步優(yōu)化色譜與質(zhì)譜條件。此外,目前已有文獻報導的檢測方法覆蓋化合物較少,僅限于1~2種化妝品基質(zhì)。
本研究采用超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法對化妝品中的雙酚類化合物(雙酚A、雙酚S、雙酚F)和烷基酚類化合物(對特辛基苯酚、2,4-二叔丁基酚、支鏈4-壬基苯酚、4-辛基苯酚、4-壬基苯酚)進行檢測。建立的方法快速靈敏、分離度好,能滿足化妝品中相關物質(zhì)的檢測要求,從而為化妝品的日常監(jiān)督和風險評估提供了技術(shù)支持。
超高效液相色譜儀(美國Agilent公司);API 6500型串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀(美國Absciex公司);分析天平(德國Sartorius公司);MS 3 digital渦旋混合器(德國IKA公司);5810 R離心機(德國Eppendorf公司);Milli-Q Advantage A-10型超純水純化系統(tǒng)(美國Millipore公司)。
雙酚S(純度99.30%)、雙酚F(純度99.81%)、雙酚A(純度99.60%)、對特辛基苯酚(純度98.65%)、4-辛基苯酚(純度99.28%)、4-壬基苯酚(純度99.72%),均購自德國Dr.Ehrenstorfer公司;2,4-二叔丁基酚(純度99.80%,德國CNW公司);支鏈4-壬基苯酚(純度99.80%,美國o2si標準品公司);雙酚A內(nèi)標(純度99.00%,美國CDN標準品公司);甲醇、乙腈(色譜級,Merck公司);氨水(分析純,上海凌峰化學試劑有限公司)。實驗用水由Milli-Q超純水機制備。
1.2.1 色譜條件色譜柱:Waters X-Bridge BEH Phenyl液相色譜柱(2.1 mm×100 mm,2.5 μm);柱溫:25 ℃;流速:0.3 mL/min;進樣體積:5 μL;流動相:0.1% 氨水(A)和甲醇(B),梯度洗脫程序:0~3 min,70%~40% A;3~10 min,40%~10% A;10~15 min,10% A;15~15.1 min,10%~70%A;15.1~18 min,70%A。
1.2.2 質(zhì)譜條件離子化模式:負離子電噴霧離子化(ESI-);質(zhì)譜掃描方式:多反應監(jiān)測(MRM);氣簾氣壓力(CUR):1.72×105Pa,氮氣;離子源噴霧電壓(IS):5 500 V;霧化溫度(TEM):450 ℃;霧化氣壓力(GAS1):55 psi(3.79×105Pa),氮氣;加熱輔助氣(GAS2):50 psi(3.45×105Pa),氮氣;離子駐留時間均為50 ms;各化合物的檢測離子對、去簇電壓(DP)、碰撞能量(CE)見表1。
表1 9種目標分析物的監(jiān)測離子對及相關電壓參數(shù)Table 1 Monitor ion pairs and voltage parameters of 9 target analytes
(續(xù)表1)
精密稱取雙酚A內(nèi)標標準品10 mg置于10 mL量瓶中,用甲醇溶解并定容至刻度,精密吸取0.1 mL置于100 mL量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,配制成質(zhì)量濃度為1 μg/mL的同位素內(nèi)標工作溶液。
分別精密稱取8種待測物標準品10 mg置于10 mL量瓶中,用甲醇溶解并定容至刻度,制成質(zhì)量濃度為1 mg/mL的混合標準儲備溶液,于4 ℃冰箱保存。
分別精密吸取上述混合標準品溶液和同位素內(nèi)標工作溶液適量,用甲醇稀釋成8種標準品質(zhì)量濃度為0.005、0.2、0.5、1、2、5、10、20、50 ng/mL的系列待測物標準工作溶液,內(nèi)標溶液質(zhì)量濃度均為10 ng/mL。
粉類、水劑、膏霜乳液類、凝膠類化妝品:準確稱取化妝品樣品約1.0 g,精確至0.001 g,置于25 mL玻璃比色管中,加入250 μL雙酚A內(nèi)標工作溶液(1 μg/mL),再加入乙腈-1%氨水(4∶1,體積比)混合溶液定容至刻度,渦旋混勻,超聲提取30 min,4 500 r/min離心5 min,取上清液經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾后,濾液作為待測液備用。
2.1.1 色譜柱的選擇由于待測的烷基酚類化合物中包含同分異構(gòu)體,其具有相同的母離子和子離子,因此需選擇合適的液相色譜柱將其完全分離。本實驗嘗試了3種柱效較高的快速分離色譜柱:A柱為Agilent Poroshell 120 EC C18(4.6 mm×100 mm,2.7 μm),B柱為Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18(2.1 mm×100 mm,1.8 μm),C柱為Waters X-Bridge BEH Phenyl(2.1 mm×100 mm,2.5 μm)。實驗發(fā)現(xiàn),A柱可有效分離雙酚類化合物,但對烷基酚類化合物無保留。B柱可分離部分烷基酚類化合物,但對雙酚類化合物的保留較差。C柱可以同時有效分離雙酚類及烷基酚類化合物,且峰形最優(yōu)(如圖1所示)。因此,實驗選擇Waters X-Bridge BEH Phenyl(2.1 mm×100 mm,2.5 μm)為最佳色譜柱。
圖1 9種目標分析物的MRM色譜圖Fig.1 MRM chromatogram of 9 target analytes the number denoted was the same as that in Table 1
2.1.2 流動相的選擇由于酚類化合物多在ESI-模式下離子化,而甲醇相比于乙腈具有更低的表面張力,有利于電噴霧液滴源內(nèi)溶劑揮發(fā),提高靈敏度。本實驗以甲醇為有機相,考察了0.1%氨水、1%氨水、5 mmol/L乙酸銨、純水作為水相的響應,發(fā)現(xiàn)前三者均能夠提高離子對響應。但隨著氨水濃度的增加,雙酚F出現(xiàn)色譜峰拖尾的情況。綜合考慮峰形與離子對響應,選用0.1%氨水和甲醇作為最佳流動相體系。
根據(jù)目標化合物的極性,本實驗考察了1%氨水甲醇、1%氨水乙腈、乙腈-1%氨水(4∶1,體積比)、乙腈-1%氨水(1∶1,體積比)4種溶劑對化妝品基質(zhì)的提取效果。結(jié)果表明,粉類、水劑、膏霜乳液類、凝膠類4種基質(zhì)的化妝品均能均勻分散在4種溶劑中,但使用乙腈-1%氨水(1∶1)提取時,待測物的回收率僅為67.5%~79.2%。使用1%氨水甲醇提取時,長鏈烷基酚(4-NP B,4-n-NP,4-N-OP)的回收率為63.4%~75.1%。使用1%氨水乙腈提取時,回收率雖能達到91.5%~98.4%,但由于1%氨水乙腈的溶劑效應,易造成峰形拖尾。而選擇乙腈-1%氨水(4∶1)為提取溶劑時,可在確?;厥章?82.2%~99.1%)的同時(見圖2),保證峰形尖銳對稱、分離度好。故本實驗選擇乙腈-1%氨水(4∶1)對8種待測物進行提取。
圖2 4種提取溶劑對膏霜類樣品中8種待測物的提取效果Fig.2 Extraction efficiencies of 8 analytes in cream samples by four solvents
2.3.1 線性關系、檢出限與定量下限在優(yōu)化條件下,雙酚A采用內(nèi)標法,其他7種雙酚類及烷基酚類化合物采用外標法對“1.3”配制的系列濃度(0.005~50 ng/mL)標準工作溶液進行測定,以各組分的質(zhì)量濃度(X,ng/mL)為橫坐標,雙酚A的峰面積與內(nèi)標峰面積的比值(其他7種待測物的峰面積)(Y)為縱坐標,繪制標準曲線。由表2可知,8種內(nèi)分泌干擾物均在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關系良好,相關系數(shù)(r)大于0.997。
表2 8種目標分析物的線性范圍、線性方程、相關系數(shù)、檢出限及定量下限Table 2 Linear ranges,linear equations,correlation coefficients(r),limits of detection(LOD) and limits of quantitation(LOQ)of 8 target analytes
選取粉類、水劑、膏霜乳液類、凝膠類陰性樣品,各稱取1.0 g,添加混合標準儲備溶液適量,按本方法進行前處理并測定。分別以信噪比(S/N)為3和10時進行計算,得到方法的檢出限(LOD)為0.001 25~0.025 mg/kg,定量下限(LOQ)為0.005~0.05 mg/kg(見表2)。其中,本方法對雙酚A的檢出限(0.005 mg/kg)低于現(xiàn)有國標方法GB/T 30939-2014的檢出限(0.025 mg/kg)[27]。
2.3.2 加標回收率與相對標準偏差取粉類、水劑、膏霜乳液類、凝膠類陰性樣品各1.0 g,平行6份,分別加入不同體積的混合標準儲備溶液,按照本方法進行前處理并測定,方法的加標回收率和相對標準偏差(RSD)見表3。由表3可知,8種內(nèi)分泌干擾物的回收率為75.1%~107%,RSD(n=6)為0.1%~1.6%,表明本方法的準確度和精密度較高。
表3 回收率與重復性實驗結(jié)果Table 3 Results of spiked recovery and repeatability test
應用本方法分別對從市場收集的不同場地、不同品牌的61批染發(fā)類樣品進行測定,其中雙酚A檢出5批次,含量為0.017~0.475 mg/kg;支鏈4-壬基苯酚檢出14批次,含量為0.020~1.190 mg/kg;2,4-二叔丁基酚檢出2批次,含量為0.236~0.250 mg/kg。實際樣品檢測結(jié)果表明,有必要進一步加強對染發(fā)類樣品的監(jiān)管力度。
針對陽性樣品,采用國標方法GB/T 30939-2014與本方法進行對比。由于僅雙酚A有國標檢測方法(檢出限0.025 mg/kg),故僅對雙酚A作方法比較。結(jié)果顯示,以某染發(fā)霜為典型樣品,采用本方法測得雙酚A的含量為0.475 mg/kg,樣品的MRM提取色譜圖如圖3所示,國標方法測得該染發(fā)霜中雙酚A含量為0.465 mg/kg。本方法與國標方法的結(jié)果基本一致。
圖3 陽性樣品的提取離子色譜圖Fig.3 Extracted ion chromatogram of a positive sample
本文建立了UPLC-MS/MS同時測定化妝品中8種雙酚類及烷基酚類化合物的分析方法。該方法使用內(nèi)標法定量,樣品前處理簡單、回收率穩(wěn)定、靈敏度高,適用于多種化妝品基質(zhì)中內(nèi)分泌干擾物的定性定量分析。該方法的建立進一步拓展了雙酚A等內(nèi)分泌干擾物的分析技術(shù),可為化妝品監(jiān)管提供有力的技術(shù)支撐。