超聲輔助－固相分散溶液提取離子色譜法測定染發(fā)劑中的9種染料中間體

鐘志雄 羅志彬 朱炳輝

（廣東省疾病預防控制中心，廣州 510300）

超聲輔助－固相分散溶液提取離子色譜法測定染發(fā)劑中的9種染料中間體

鐘志雄 羅志彬 朱炳輝

（廣東省疾病預防控制中心，廣州 510300）

建立了提取和清洗整合成一步的超聲輔助－固相分散溶液提取離子色譜法測定染發(fā)劑中的9種染料中間體的方法。樣品基質(zhì)經(jīng)分散后，測定組分進入溶液，油脂溶解在正己烷中，干擾化合物被分散劑吸附。在振蕩、超聲和加熱的協(xié)同作用下，9min內(nèi)快速完成提取，具有高的樣品處理效率。用離子色譜法測定商業(yè)染發(fā)劑中的中間體以確定方法的提取效率。方法的線性范圍為0.2～100mg／L，檢出限0.019～0.048mg／L，回收率85.0%～107.0%，相對標準偏差0.3%～3.7%。實驗結果表明，方法簡單、可靠，適用于大批量樣品的常規(guī)分析。

超聲輔助－固相分散溶液提取法；離子色譜；染料中間體；染發(fā)劑

1 前言

氧化型染發(fā)劑是廣泛使用的持久性染發(fā)劑，占據(jù)歐美染發(fā)劑市場的絕大部分份額。染發(fā)劑中的功效成分中間體多屬于芳香胺類化合物，且大多是生物活性物質(zhì)。染發(fā)劑在正常使用時可以通過皮膚吸收引起危害。另外，配方中的一些化合物如苯二胺、酚類化合物等可引起過敏反應。根據(jù)歐盟化妝品指令76／768／ECC和95／17／EC［1］，對苯二胺（p－PDA）、N，N－二乙基對苯二胺硫酸鹽（DE－p－PDS）、4－硝基間苯二胺（4－N－o－PDA）、對苯二胺（HQ）、間苯二酚（RES）、4－氯代間苯二酚（p－CRS）和2－甲基間苯二酚（o－MRS）等中間體限量用于染發(fā)劑中，限量濃度為0.3%～6.0%。鄰苯二胺（m－PDA）和間苯二胺（o－PDA）是化妝品的禁用物質(zhì)，各國政府機構均對染發(fā)劑的中間體及它們的衍生物進行嚴格檢測。報道的檢測方法有液相色譜法（LC）［2］、氣相色譜法（GC）、氣質(zhì)聯(lián)用（GCMS）［3］、毛細管電泳（CE）［4］、極譜法［5］和離子色譜法（IC）［6］等。由于中間體多是極性化合物，GC法難以分析；與其它方法相比，LC法似乎最適合測定這些中間體，但要使用梯度淋洗、色譜峰對稱性差。其它方法也存在樣品前處理復雜、耗時、色譜分離不理想等缺點，影響準確定量。因此，樣品前處理方法和分離條件等的改進對簡化操作和獲得準確結果極其重要。

樣品多采用有機溶劑萃取，操作繁雜，易造成中間體降解和產(chǎn)生誤差，不利于批量樣品的測定。固相萃取（SPE）提取法廣泛用于環(huán)境、食品和生物樣品的前處理。但由于化妝品組成復雜，不適合用SPE萃取?；|(zhì)固相分散萃取（MSPD）可用于環(huán)境、臨床、食品和化妝品等樣品處理［7］。MSPD可與均質(zhì)混合、超聲萃取和清洗等集成使用，用選擇性的固體分散劑分散樣品、消除干擾物。多種材料可用作固體分散劑，如佛羅里硅土、分子印跡聚合物等。MSPD通過選擇合適的分散劑和洗脫溶劑保留干擾化合物，但一些分析物也能被分散劑強保留，導致提取效率較低。

研究中采用中性氧化鋁作分散劑、甲烷磺酸（MSA）溶液為提取液、正己烷吸附油脂。在加熱、超聲和振蕩共同作用下，實現(xiàn)快速提取，改善MSPD的提取效率，且提取和清洗一步完成，大大簡化操作。選用陽離子交換柱等度分離測定組分，實現(xiàn)快速測定。

2 實驗部分

2.1 儀器與材料

ICS－2500離子色譜儀（美國戴安）：配有GP50高性能梯度泵、AD25光度檢測器、LC30柱溫箱、AS 50自動進樣器；振蕩器、超聲波清洗器。

所有試劑為分析純或HPLC級，分散劑使用前經(jīng)過嚴格的處理，用硫酸溶液（2mol／L）清洗，振蕩5min，超聲30min，然后浸泡過夜，再用超純水清洗干凈、110℃烘干備用。

2.2 色譜條件

IonPac CG 12A保護柱和CS 12A分析柱，用甲烷磺酸（MSA，15mmol／L）－乙腈（30%）等度淋洗，50℃色譜分離，220nm波長檢測，進樣量10μL。

2.3 樣品前處理

30個染發(fā)劑由供應商提供，不含染料中間體的空白化妝品中加入9種中間體和亞硫酸鈉（5g／L）配制成加標樣品，混勻，冰箱放置24h，充分作用，用于條件優(yōu)化和方法的驗證。

分別準確稱取0.2g（準確到0.0001g）染發(fā)劑和加標樣品于25mL的比色管中，加入0.05g亞硫酸鈉，用MSA（0.1mol／L）稀釋到刻度，加入0.4g中性氧化鋁和0.5mL己烷。于60℃水浴加熱2min，振蕩2min，60℃水浴超聲5min。渾濁液于15000r／min離心3min，其中的酸溶液過0.45μm濾膜后測定。

3 結果與討論

3.1 超聲輔助－固相分散溶液萃取法

MSPD用固相分散樣品后，裝入空注射器，再用有機溶劑洗脫。必要時還需清洗干擾組分或萃取測定組分，操作繁雜，不利于批量樣品處理。為簡化操作，減少有機溶劑用量，設計了樣品分散、提取、清洗等步驟一步完成的實驗。在超聲和加熱處理協(xié)同作用下，縮短操作時間，提高萃取效率。樣品中的油脂用正己烷吸收凈化，中間體進入酸溶液。渾濁液經(jīng)離心，分離除去干擾化合物。

3.2 分散劑用量的選擇

為選擇合適的分散劑，在固定分散劑用量0.4g、MSA（0.1mol／L）為提取液、振動2min、60℃水浴超聲提取5min條件下，研究佛羅里硅土、中性氧化鋁、大孔樹脂、硅膠作為分散劑測定加標樣品（每種中間體加標100mg／kg）。提取效果為中性氧化鋁＞硅膠＞佛羅里硅土＞大孔樹脂。對中性氧化鋁用量進一步研究表明，當加入量大于0.4g（樣品和分散劑比率＝1∶2）時，提取效率增加不大。因此選擇0.4g中性氧化鋁作為優(yōu)化的分散劑用量。

3.3 提取溶劑的選擇

提取溶劑影響到方法的提取效率，染發(fā)劑溶于酸溶液，可用酸溶解，樣品中的油脂用正己烷吸收。分別用0.1mol／L的甲烷磺酸、草酸、乙酸、鹽酸、硫酸作溶劑測定染發(fā)劑加標樣品，提取效率范圍分別為83.1%～101.0%、20%～99.1%、66.3%～102.0%、61.7%～103.8%和72.5%～111.5%。實驗結果表明甲烷磺酸（0.1mol／L）提取效果較好，故選甲烷磺酸（0.1mol／L）為提取溶劑。

3.4 其它萃取條件的優(yōu)化

萃取溫度、萃取時間、萃取液的濃度和體積均影響方法的提取效率。為選擇合適的條件，采用正交設計實驗L9（34）測定染發(fā)劑加標樣品。結果表明，萃取液的濃度和體積對萃取效率影響較大，其次為萃取時間和溫度。考慮減少時間消耗，最優(yōu)的萃取條件為：25mL甲烷磺酸（0.1mol／L）萃取液、萃取溫度為60℃、萃取時間9min。在最優(yōu)條件下，得到滿意的萃取效率，平均回收率75.1%～101.7%。

3.5 萃取液中染料中間體的穩(wěn)定性

染料中間體在空氣中不穩(wěn)定、易氧化，標準溶液配制和樣品處理時加入亞硫酸鈉。為研究穩(wěn)定效果，配制含亞硫酸鈉（10g／L）、加標濃度為5mg／L樣品提取液，室溫放置0～36h，測定樣品含量。當放置24、36h后，中間體平均下降率范圍為0%～9.5%和7.5%～21.0%。因此，樣品可以穩(wěn)定放置24h。

3.6 優(yōu)化色譜條件

離子交換色譜對染料中間體有較好的分離效果，朱巖等［6］采用CS12色譜柱梯度淋洗，直流安培測定了9種芳香胺，30min完成分析。為提高分析速度，采用CS12A色譜柱等度分離共存組分，增加淋洗液中乙腈含量，能夠縮短分析時間。在優(yōu)化的條件下，15min內(nèi)有效分離9種中間體。這些組分在紫外區(qū)有吸收峰，分別對210～280nm吸收波長的吸收峰測定。結果表明，RS、2－MRS、4－N－o－PD、4－CRS、DE－p－PDS和p－PDA在210nm處有最大吸收峰，而HQ、o－PDA和m－PDA在220nm和240nm處有最大吸收峰。綜合考慮，選擇210nm為優(yōu)化的波長。

3.7 方法驗證

在優(yōu)化的條件下，建立的方法性能通過線性范圍、相關系數(shù)、檢出限、定量限、準確度和精密度表示。9種中間體的線性范圍為0.25～100mg／L，相關系數(shù)0.9994～1.0；檢出限和定量限的計算分別為3倍和10倍12次重復進樣測定潤膚露（作為染發(fā)劑的空白樣品）加強液的標準差，結果分別為0.019～0.048、0.06～0.16mg／L。方法精密度測定，通過7次獨立測定2個濃度的潤膚露加強液，9種中間體的濃度均分別為1.00和5.00mg／L時，相對標準偏差范圍為0.42%～2.7%和0.32%～1.1%。

3.8 應用

用建立的方法測定了30個市售化妝品樣品，包括黑色、金色、棕色、古銅色、紅色和黃色5類染發(fā)霜。含量從大到小排列順序為RS＞o－MRS＞m－PDA＞p－PDA，其它中間體含量較小，但樣品中檢出了禁用物質(zhì)m－PDA。對其中兩類染發(fā)劑加標50.0、100.0、250.0和500mg／kg，4次獨立測定的平均回收率范圍為85.0%～107.0%，相對標準偏差為0.3%～3.7%?；旌蠘藴室?、典型樣品及其加標樣品色譜圖見圖1中A、B、C。

圖1 染料中間體混合標準溶液（A）、染發(fā)霜提取液（B）和加標樣品提取液（C）色譜圖Figure 1.Chromatograms of（A）dye intermediates in a mixed standard solution，（B）a hair dye cream extract，and（C）the same product as（B）spiked with nine intermediates.

4 結論

建立了超聲輔助－固相分散溶液提取樣品處理法，離子色譜法測定染發(fā)劑中的9種中間體。提取和凈化集成一步，簡化操作。化妝品中的堿金屬、堿土金屬和有機物對測定影響均能有效地消除。方法的準確性高、適用性好，適合大批量樣品中多種中間體的常規(guī)分析。

［1］European Union Cosmetic Directives 76／768／ECC，O.J.，L262，169－200（September 1976）；95／17／EC，O.J.，L140，26－29（June 1995）.

［2］Narita M，Murakami K，Kauffmann J M.Determination of dye precursors in hair coloring products by liquid chromatography with electrochemical detection［J］.A－nal.Chim.Acta，2007，588：16－320.

［3］Di Gioia ML，Leggio A，Le Pera A，et al.Determination by gas chromatography／mass spectrometry of p－phenylenediamine in hair dyes after conversion to an imine derivative［J］.J.Chromatogr.A，2005，1066：143－148.

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［5］Yang P H，Wei WZ，Tao C Y，et al.Simultaneous voltammetry determination of dihydroxybenzene isomers by poly－bromophenol blue／carbon nanotubes composite modified electrode［J］.Bull Environ.Contam.Toxicol，2007，79：5－10.

［6］Zhu Y，Wang MH，Du H Y，et al.Organic analysis by ion chromatography 1.Determination of aromatic amines and aromatic diisocyanates by cation－exchange chromatography with amperometric detection［J］.J.Chromatogr.A，2002，956：215－220.

［7］Capriotti A L，Cavaliere C，Giansanti P，et al.Recent developments in matrix solid－phase dispersion extraction［J］.J.Chromatogr A，2010，1217：2521－2532.

Development of Ultrasound－assisted Matrix Solid－phase Dispersive Liquid Extraction Method for Determination of Nine Intermediates in Hair Dyes by Ion Chromatography

ZHONG Zhixiong，LUO Zhibin，ZHU Binghui
（CenterforDiseaseControlandPreventionofGuangdongProvince，Guangzhou510300，China）

An ultrasound－assisted matrix solid－phase dispersive liquid extraction sample preparation method with integrated one step of extraction and cleanup was developed and used to determine nine intermediates in hair dye after sample matrixes was dispersed，analyte were extracted into solutions and fat were dissolved in n－h(huán)exane while the interfering components were adsorbed by dispersing agent.The process could be accomplished within 9min with high sample throughput under the synergistic effect of vibration，ultrasonic irradiation，and heating.The efficiency of the ion chromatography approach was evaluated by detecting the intermediates in commercial hair dyes.Linearity ranges of 0.2～100mg／Land detection limits varying from 0.019to 0.048mg／Lwere achieved.Recoveries of nine intermediates were in the range of 85.0%to 107.0%with relative standard deviations of 0.30%～3.7%.The method was proved to be a simple，reliable and suitable for the routine analysis of large amount of hair dyes.

ultrasound－assisted matrix solid－phase dispersive liquid extraction；ion chromatography；intermediates；hair dyes

鐘志雄，男，主任技師，主要從事健康相關產(chǎn)品檢測方法研究。E－mail：zzxiong608＠yahoo.com.cn

O657.7＋5；TH833

A

2095－1035（2012）03－0031－04

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.03.009

2012－06－19

2012－06－25

廣東省自然科學基金（No.2069903）。