董亞蕾 ,喬亞森 ,牛水蛟 ,王海燕* ,孫 磊 ,路 勇

(1.中國食品藥品檢定研究院 國家藥品監(jiān)督管理局化妝品研究與評價重點實驗室,北京 100050;2.山東省食品藥品檢驗研究院,濟南 250101)

近幾年,脫發(fā)人數(shù)迅速增加,以植物為原料開發(fā)的防脫發(fā)化妝品的消費需求日益旺盛[1-3]。據(jù)統(tǒng)計,國產(chǎn)防脫發(fā)化妝品涉及154種植物,其中側(cè)柏葉、何首烏、姜、人參、當(dāng)歸等被高頻使用[4],植物類防脫發(fā)化妝品已成為國產(chǎn)化妝品的重要組成部分。植物原料成分復(fù)雜,其中一些風(fēng)險物質(zhì)[5],如重金屬、光敏性物質(zhì)、農(nóng)藥等也會隨之進入到化妝品中。防脫發(fā)化妝品直接接觸人體皮膚表面,其中的農(nóng)藥殘留可能會對人體健康造成安全隱患。目前關(guān)于農(nóng)藥殘留檢測的研究主要集中在食品[6]、中藥材[7]、環(huán)境[8]、生物樣本[9]等領(lǐng)域?；瘖y品中農(nóng)藥殘留檢測方面的研究工作和涉及的農(nóng)藥種類較少,且尚未對植物類防脫發(fā)化妝品中的農(nóng)藥殘留情況進行篩查和評估[10-12]。因此,建立植物類防脫發(fā)化妝品中農(nóng)藥殘留的高通量檢測方法,對該類化妝品中農(nóng)藥殘留的賦存狀態(tài)和危害性評估具有重要意義。

超高效液相色譜-四極桿飛行時間質(zhì)譜法(UHPLC-Q-TOF-MS)是一種高分辨質(zhì)譜法,對前端分離要求低,能夠獲得母離子和碎片離子的精確質(zhì)量數(shù),通過建立數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)篩查功能,從而達到更高的質(zhì)量精度和更強的檢測通量,是化妝品中限用組分、非法添加化合物篩查確證的強有力工具[13]。文獻[14]采用固相萃取-UHPLC-Q-TOF-MS對植物類防脫發(fā)化妝品中人參和甘草類功效成分進行了確證;文獻[15]采用UHPLC-Q-TOF-MS,實現(xiàn)了防脫發(fā)化妝品中多種非法添加化合物的檢測。因此,本工作采用UHPLC-Q-TOF-MS獲得203 種農(nóng)藥的保留時間、一級母離子和二級子離子精確質(zhì)量數(shù)及豐度比等信息,利用UNIFI軟件構(gòu)建203種農(nóng)藥的數(shù)據(jù)庫,并將該數(shù)據(jù)庫用于市售植物類防脫發(fā)化妝品中農(nóng)藥殘留的篩查,以期為植物類防脫發(fā)化妝品中農(nóng)藥殘留的分析提供更高效的檢測方法。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

ACQUITY UPLC I Class型超高效液相色譜儀;Xevo G2-XS TOF型飛行時間高分辨質(zhì)譜儀,配UNIFI科學(xué)信息管理系統(tǒng);G10型離心機;Vortex-5型渦旋振蕩器;KQ-700DE 型超聲波清洗器;AL 204型電子天平。

203種農(nóng)藥單標(biāo)準(zhǔn)溶液:100 mg·L-1,溶劑為甲醇或乙腈。

1 mol·L-1乙酸銨-乙酸緩沖溶液(pH 5.0):取適量乙酸銨,用水溶解,并用乙酸調(diào)節(jié)溶液酸度至pH 5.0,配制成1 mol·L-1乙酸銨-乙酸緩沖溶液。使用時,分別用水或甲醇稀釋100 倍,得到流動相A、B。

甲醇、乙腈、乙酸、乙酸銨均為質(zhì)譜純。

植物類防脫發(fā)化妝品共24批,包含育發(fā)液、育發(fā)劑、精華液、營養(yǎng)液、滋養(yǎng)液等,均為特殊用途化妝品,購自電商平臺、商場、專賣店等,外包裝標(biāo)識具有防脫發(fā)、育發(fā)等功效,且配方中含有多種植物提取物。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm);柱溫40 ℃;進樣量5μL;流動相A 為10 mmol·L-1乙 酸銨-乙酸緩沖 溶液(pH 5.0),流動相B 為含10 mmol·L-1乙酸銨-乙酸的甲醇溶液(pH 5.0);流量0.45 mL·min-1。梯度洗脫程序:0～0.25 min時,B為2%;0.25～12.25 min時,B 由2%升至99%,保 持0.75 min;13.00～13.01 min,B由99%跳轉(zhuǎn)至2%,保持3.99 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電噴霧離子源,正、負離子(ESI＋、ESI-)模式電離;離子源溫度120 ℃;毛細管電壓1.0 kV,采樣錐電壓20.0 V;脫溶劑氣溫度550 ℃,脫溶劑氣流量1 000 L·h-1;錐孔氣流量50 L·h-1;全信息串聯(lián)質(zhì)譜(MSE)模式掃描;低碰撞能量4 e V,高碰撞能量10～45 e V;實時校正液采用亮氨酸腦啡肽溶液(200μg·L-1),ESI＋模式下的精確質(zhì)量數(shù)為質(zhì)荷比(m/z)556.277 1,ESI-模式下的精確質(zhì)量數(shù)為m/z554.261 5。

1.3 試驗方法

1.3.1 203種農(nóng)藥篩查數(shù)據(jù)庫的建立

以甲醇或乙腈為溶劑,將203種農(nóng)藥單標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度均稀釋至50μg·L-1,按照儀器工作條件進行測定,獲得各農(nóng)藥的母離子和所有子離子m/z及豐度比等質(zhì)譜數(shù)據(jù),將各農(nóng)藥的保留時間和質(zhì)譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入UNIFI軟件中[16],構(gòu)建篩查數(shù)據(jù)庫。表1中列出了203 種農(nóng)藥的名稱、分子式、保留時間、母離子和子離子m/z及電離模式。

表1 203種農(nóng)藥篩查數(shù)據(jù)庫信息Tab.1 Database information of 203 pesticides for screening

表1 (續(xù))

表1 (續(xù))

表1 (續(xù))

表1 (續(xù))

1.3.2 樣品分析

稱取樣品0.2 g于10 mL離心管中,加入8 mL甲醇,充分渦旋分散后用甲醇定容。超聲提取10 min,靜置至室溫后以10 000 r·min-1轉(zhuǎn)速離心5 min。取上清液,經(jīng)0.22μm 微孔濾膜過濾,取濾液待測。在MSE掃描模式下,分別采集樣品在ESI＋、ESI-電離模式下的高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)。

將24批樣品的高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入UNIFI軟件,利用建立的數(shù)據(jù)庫和分析方法對203種農(nóng)藥進行定性篩查和確證。篩查條件如下:設(shè)置保留時間絕對偏差的絕對值在0.2 min內(nèi),母離子和子離子m/z相對偏差的絕對值小于5×10-6,響應(yīng)強度大于500,至少檢測1個母離子和1個子離子。

2 結(jié)果與討論

2.1 防脫發(fā)化妝品類型的選擇

市售的防脫發(fā)化妝品一般包括兩種類型:一類是育發(fā)液、育發(fā)劑、精華液、營養(yǎng)液等液體化妝品,質(zhì)地較為稀薄,多是各種植物提取物的混合物,使用時涂抹于頭皮直至完全吸收,在皮膚表面停留時間長,屬于駐留型化妝品;另一類是宣稱具有防脫發(fā)效果的洗發(fā)水、洗發(fā)露、護發(fā)素等膏霜乳化妝品,質(zhì)地厚重,配方復(fù)雜,含有大量的表面活性劑、發(fā)用調(diào)理劑、增稠劑,以及一部分植物提取物作為育發(fā)功效成分,使用后需用清水沖洗干凈,在皮膚表面停留時間較短,屬于淋洗類化妝品。這兩種類型產(chǎn)品相比,液體化妝品中植物提取物的種類更多、配方比例更高,且需要停留在皮膚表面直至完全吸收,其中植物原料所含有的風(fēng)險物質(zhì)可能對人體產(chǎn)生的危害更大。因此,為篩查防脫發(fā)化妝品中農(nóng)藥殘留的情況,試驗以液體化妝品為研究對象,對提取溶劑和色譜條件進行優(yōu)化。

2.2 提取溶劑的選擇

以育發(fā)液為代表性基質(zhì),考察了甲醇和乙腈兩種常用有機溶劑對該類樣品中農(nóng)藥的提取效果。結(jié)果表明:以甲醇為提取溶劑時,大部分農(nóng)藥的峰形較好,這可能是由于這類產(chǎn)品通常是多種植物原料的乙醇提取物,性狀較為均一;以乙腈為提取溶劑時,雖然大部分農(nóng)藥的提取效果也可以滿足要求,但部分農(nóng)藥的提取效果不佳,如四螨嗪、氟啶胺、咯菌腈和猛殺威等農(nóng)藥的提取率為60.0%左右,聯(lián)苯肼酯的提取率僅27.3%。為兼顧方法的通用性,試驗選擇的提取溶劑為甲醇。

2.3 色譜條件的選擇

由于本方法涉及的農(nóng)藥種類較多,性質(zhì)差異大,在流動相中加入添加劑可改善各目標(biāo)物的分離情況。試驗發(fā)現(xiàn),以10 mmol·L-1乙酸銨-乙酸緩沖溶液(pH 5.0)為添加劑時,組成的緩沖體系有利于農(nóng)藥在流動相中保持穩(wěn)定的電離狀態(tài),從而獲得穩(wěn)定的保留時間,并且該體系對ESI＋、ESI-電離模式的目標(biāo)物均適用。因此,試驗選擇在水相和有機相中添加10 mmol·L-1乙酸銨-乙酸緩沖溶液(pH 5.0)。

試驗進一步考察了進樣量分別為2,5,10μL時對各農(nóng)藥色譜峰的影響。結(jié)果表明:進樣量由2μL增大至5μL時,大部分農(nóng)藥色譜峰響應(yīng)值增大的同時,還能夠保持較好的峰形,見圖1(a);但進樣量繼續(xù)增大至10μL時,部分農(nóng)藥溶劑效應(yīng)顯著增加,如丙溴磷、甲基嘧啶磷、甲氰菊酯和三唑酮等出現(xiàn)了明顯的峰前延現(xiàn)象,見圖1(b)。為兼顧大部分農(nóng)藥的靈敏度和分辨率,試驗選擇的進樣量為5μL。

圖1 進樣量對丙溴磷、甲基嘧啶磷、甲氰菊酯、三唑酮色譜峰的影響Fig.1 Effects of the injection volume on the chromatographic peaks of profenofos,pirimiphos-methyl,fenpropathrin and triadimefon

2.4 篩查條件的選擇

歐盟準(zhǔn)則2002/657/ECCommission Decision of12August2002ImplementingCouncilDirective96/23/EC Concerning the Performance of AnalyticalMethodsandtheInterpretationofResults要求禁用物質(zhì)的確證必須達到4個識別點,規(guī)定高分辨質(zhì)譜中每個母離子的識別點為2.0,子離子的識別點為2.5。因此,利用UHPLC-Q-TOFMS,只需1個母離子和1個子離子即可完成對目標(biāo)物的確證,具體篩查條件見1.3.2節(jié)。

2.5 樣品分析

按照試驗方法對24批樣品進行分析,所得質(zhì)譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入UNIFI軟件,利用建立的數(shù)據(jù)庫對203種農(nóng)藥進行篩查和確證。結(jié)果發(fā)現(xiàn):有1批樣品(發(fā)根營養(yǎng)液)中某一化合物的保留時間為8.34 min,與數(shù)據(jù)庫中嘧菌酯的保留時間相差0.03 min;低能量通道中存在m/z404.123 8,對應(yīng)嘧菌酯的[M＋H]＋;高能量通道中既存在嘧菌酯的母離子m/z404.123 7,又存在 子離子m/z372.098 2、m/z344.103 8和m/z329.080 7(圖2),與數(shù)據(jù)庫中嘧菌酯的子離子m/z和豐度比基本一致,滿足篩查條件,因此確證該樣品中檢出嘧菌酯。這是首次在防脫發(fā)化妝品中檢出嘧菌酯,目前尚未有測定化妝品中嘧菌酯含量的方法,需要采用三重四極桿質(zhì)譜法進行嘧菌酯的定量分析,且關(guān)于嘧菌酯的來源,及其在化妝品中是否普遍存在等問題,仍需要進一步研究。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)溶液和陽性樣品中嘧菌酯的低能量質(zhì)譜圖和高能量質(zhì)譜圖Fig.2 MS spectra of azoxystrobin in standard solution and positive sample with low energy and high energy

本工作采用UHPLC-Q-TOF-MS,結(jié)合各農(nóng)藥的高分辨質(zhì)譜信息,構(gòu)建了203種農(nóng)藥數(shù)據(jù)庫,并用于24批植物類防脫發(fā)化妝品中農(nóng)藥殘留的篩查。該方法前處理方式簡單,篩查結(jié)果準(zhǔn)確,且篩查數(shù)據(jù)庫能夠用于持續(xù)監(jiān)測該類型產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留情況,可作為防脫發(fā)化妝品中新風(fēng)險物質(zhì)發(fā)現(xiàn)識別的有力技術(shù)工具,為防脫發(fā)化妝品的安全監(jiān)管提供技術(shù)支撐。