超聲萃取技術(shù)在皮革禁用偶氮染料中聯(lián)苯胺的檢測(cè)

郁 蔥 范逸峰

（浙江中天紡檢測(cè)有限公司，浙江海寧 314400）

?

超聲萃取技術(shù)在皮革禁用偶氮染料中聯(lián)苯胺的檢測(cè)

郁 蔥 范逸峰

（浙江中天紡檢測(cè)有限公司，浙江海寧 314400）

摘 要用超聲對(duì)皮革進(jìn)行脫色和還原裂解，縮短了樣品的前處理時(shí)間，提高了檢測(cè)效率和樣品中聯(lián)苯胺的回收率，由原來(lái)的前處理用時(shí)55min縮短為現(xiàn)在的35min，濃度在30mg/kg-100mg/kg之間，回收率由標(biāo)準(zhǔn)中要求的70％提高到了83.6％～95.1％，使得定量結(jié)果更加準(zhǔn)確，更接近真實(shí)值。

關(guān)鍵詞超聲萃取; 皮革; 偶氮染料; 聯(lián)苯胺; 檢測(cè)

Ultrasonic extraction technology in detection of banned azo dyes in leather

YU Cong FAN Yi-feng
(Zhejiang Zhongtian Textile Testing Co.，Ltd, Zhejiang Haining 314400, China)

Abstract The leather be decolorization and reductive cleavage use ultrasound-assisted, The sample pretreatment time is shortened, Improve the efficiency of detection and recovery rate of benzidine in the sample. Pre-processing time reduced from 55min to 35min, Recovery rate from 70％ (requirements in the standard )to 83.6～95.1％ when Concentrations between 30mg/kg～100mg/kg, in this paper, the quantitative results are more accurate.

Key words ultrasonic extraction; leather; azo-dye; benzidine; testing

偶氮染料是應(yīng)用最為廣泛的一種合成染料，不僅用于紡織品的印染，還用于皮革、紙張、食品等染色。需要注意的是，并非所有偶氮染料都受禁止，禁用的只是經(jīng)還原會(huì)釋出法規(guī)指定的致癌芳香胺的偶氮染料。人體的正常代謝所發(fā)生的生化反應(yīng)條件下，可能發(fā)生還原反應(yīng)使偶氮基斷裂，重新生成致癌芳香胺，并經(jīng)過(guò)活化作用改變?nèi)梭wDNA的結(jié)構(gòu)與功能，引起人體病變和誘發(fā)癌癥。[1.2]所以禁用偶氮染料的檢測(cè)已成為目前皮革制品測(cè)試中最基本的技術(shù)要求。

我國(guó)目前對(duì)皮革中禁用偶氮染料測(cè)試的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19942－2005[1]能測(cè)試裂解釋放出23種有害芳香胺的偶氮染料，但其前處理方法存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，且回收率低的問(wèn)題。本文采用的超聲萃取的前處理方法不但能加快偶氮染料裂解速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，而且還能提高回收率，使最終結(jié)果更準(zhǔn)確，更加接近樣品中的真實(shí)值。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器、主要試劑與耗材

儀器:Agilent7890A/5975C氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，EI源，帶分流不分流進(jìn)樣口，帶自動(dòng)進(jìn)樣器，HP-5 30m×0.25mm×0.25μm（5％-苯基）-甲基聚硅氧烷毛細(xì)管色譜柱，Ultimate3000液相色譜儀，帶DAD檢測(cè)器，帶自動(dòng)進(jìn)樣器，C18 250mm×4.6mm×5μm色譜柱，數(shù)控超聲波洗滌器KQ-100DE(昆山市超聲儀器有限公司)，電子天平BS 210S（賽多利斯）。

主要試劑:23種禁用偶氮染料標(biāo)準(zhǔn)品(德國(guó)DR..)，純度≥99.5％、正已烷、叔丁基甲基醚、甲醇、檸檬酸納（分析純）、連二亞硫酸納（分析純），純度≥87％、三級(jí)水。以上試劑沒(méi)有特殊規(guī)定均為色譜純。

耗材：深色含禁用偶氮染料的皮革；不含偶氮染料的深色羊皮革、深色牛皮革、深色豬皮革。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確稱(chēng)取23種禁用偶氮染標(biāo)準(zhǔn)品各0.1g用甲醇溶解，并定容至100ml，制得濃度為1000mg/l的23種禁用偶氮染料標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。然后從23種禁用偶氮染料標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液中分別吸取0.5ml、1ml、2ml、4ml、8ml、10ml于100ml不同容量瓶中，并用甲醇定容至100ml，分別制得5mg/l、10mg/l、20mg/l、40mg/l、80mg/l、100mg/l的23種禁用偶氮染料標(biāo)準(zhǔn)工作溶液并放入0℃-4℃中的環(huán)境中儲(chǔ)存。其它濃度的標(biāo)樣根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)配制。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 脫脂

取有代表性試樣，剪成5cm×5cm碎片，混均后稱(chēng)取1.0g于50ml玻璃反應(yīng)器中，并加入20ml正已烷，讓其在密閉的狀態(tài)下，置于40℃的超聲水浴中處理20min，潷掉正已烷（不能損失試樣）。再用20ml正已烷按同樣方法處理一次。脫脂后的試樣在敞口的容器中放置12小時(shí)，揮干正已烷。

1.3.2 還原裂解

待試樣中的正已烷完全揮干后。加入17ml預(yù)熱至（70±5）℃的檸酸納緩沖溶液，蓋上塞子，輕輕振搖使試樣濕潤(rùn)，在通風(fēng)柜中將其置于已預(yù)熱到（70±2）℃超聲波水浴中，保持（15±2）min。

用2ml的吸量管加入1.5ml連二亞硫酸納溶液，在70℃的溫度下保持10min，再加入1.5ml連二亞硫酸納溶液，在70℃的溫度下保持10min。然后拿出反應(yīng)器用冷水沖洗盡快冷卻至室溫。

1.3.3 提取

先將全部反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到硅藻土提取柱中，靜止吸收15分鐘。在殘留物中加入5ml叔丁基甲基醚和1ml20％的氫氧化納甲醇溶液重新提取，把提取液倒入硅藻土提取柱中。分別用15ml、20ml、40ml叔丁基甲基醚三次沖洗試樣，然后把提取液倒入硅藻土提取柱中。最后將濾液旋蒸至近干，用惰性氣體吹干，加入2ml甲醇用于儀器分析。

1.4 儀器條件

1.4.1 定性 氣相色譜質(zhì)譜條件

7890A氣相色譜：毛細(xì)管色譜柱HP-5MS 30m×0.2mm×0.25μm；進(jìn)樣口溫度300℃；升溫程序：色譜柱初始溫度100℃保持1min，以40℃/min升至180℃保持1min，再以30℃/min升至300℃保持1min；載氣：氦氣，純度≥99.999％，流速為1.2ml/ min高純氦；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣，1.5min鐘后開(kāi)閥；進(jìn)樣量1μl。

5975C質(zhì)譜條件:質(zhì)譜接口溫度280℃；EI源，230℃；掃描方式：SIM；電離電壓：70eV；質(zhì)量掃描范圍50amu-500amu；溶劑延時(shí)：4min。

1.4.2 定量液相色譜條件

液相色譜儀U3000條件：色譜柱：C185μm, 250mm×4.6mm；流量：1.0mL/min；檢測(cè)器：DAD二級(jí)管陣列。

流動(dòng)相A：甲醇；流動(dòng)相B：0.575g磷酸二氫銨+0.7g磷酸二氫鈉，溶于1000ml二級(jí)水中，pH=6.9。

梯度：起始時(shí)用15％流動(dòng)相A和85％流動(dòng)相B，然后在45min內(nèi)成線性地轉(zhuǎn)變?yōu)?0％流動(dòng)相A和20％流動(dòng)相B，保持5min。

2 結(jié)果與討論

首先用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)23種禁用偶氮染料標(biāo)準(zhǔn)譜圖的采集，建立以下數(shù)據(jù)作為禁用偶氮染料定性（陽(yáng)性檢測(cè)）時(shí)的參數(shù)。

表1　23種禁用偶氮染料的采集參數(shù)

續(xù)表1　

結(jié)合表1和圖1可以看出，23種禁用偶氮染料在1.4的儀器條件下能夠進(jìn)行正確分離。

用含有禁用偶氮染料的深色皮革對(duì)上述方法進(jìn)行驗(yàn)證，具體出峰情況見(jiàn)圖2、圖3、圖4。

從圖2分析可知出峰時(shí)間為18.74min的化合物與表1中18.75min時(shí)出峰的聯(lián)苯胺出峰時(shí)間比較接近，疑似聯(lián)苯胺，用液相色譜儀進(jìn)行驗(yàn)證。

從圖3可以看出在聯(lián)苯胺在1.4.2條件下的出峰時(shí)間為17.86min。

從圖4可以看出，在17.94min出現(xiàn)在同樣的峰，經(jīng)分析后確認(rèn)，該物質(zhì)為聯(lián)苯胺。所以在以上條件下能夠?qū)悠分械穆?lián)苯胺進(jìn)行定性和定量的分析。

3 對(duì)方法的可行性進(jìn)行驗(yàn)證

3.1 儀器檢出限和方法檢出限的測(cè)定

將聯(lián)苯胺標(biāo)準(zhǔn)樣品逐級(jí)稀釋?zhuān)鶕?jù)本方法中所設(shè)定的檢測(cè)條件進(jìn)行測(cè)試，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以目標(biāo)物響應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算回歸方程，根據(jù)信噪比S/N=3計(jì)算檢出限。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，最后確定儀器的檢出限為0.5mg/kg。

根據(jù)儀器檢測(cè)出為0.5mg/kg 按MDL的10倍進(jìn)樣濃度5mg/kg ，重復(fù)測(cè)定7次（按美國(guó)EPA進(jìn)樣量不少于7次）。

運(yùn)用以下公式進(jìn)行計(jì)算

公式1：

MDL=S×t(n-1,1-a=0.99)

式中：n=重負(fù)測(cè)定的加標(biāo)樣品數(shù)；S=n次加標(biāo)樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

t=自由度為n-1時(shí)的Student′s t值（可查表）；1-a為置信水平

公式2：

其中xi=每次測(cè)量的數(shù)值；

n=測(cè)量次數(shù)。

表2　加標(biāo)濃度為5mg/kg聯(lián)苯胺多次進(jìn)樣結(jié)果匯總表

MDL=S×t=0.1624×3.71=0.60mg/kg

加標(biāo)濃度為5mg/kg＜10×MDL（6.0mg/kg）所以以上計(jì)算的MDL合適。

3.2 樣品回收率的測(cè)定

將已知濃度的分析物加到樣品中，按照預(yù)定的分析方法進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得的實(shí)際濃度減去原先未添加分析物時(shí)樣品的測(cè)定濃度，并除以所添加濃度的百分率。

公式3：

回收率（R）％=(C1-C2)/C3

其中：C1是指加標(biāo)之后測(cè)定的濃度；

C2是指加標(biāo)之前測(cè)定的濃度；

C3是指加入目標(biāo)物后的理論濃度。

表3　聯(lián)苯胺的收回率測(cè)試

從表3分析可以看出，聯(lián)苯胺的回收率在83.6％～95.1％之間，均大于標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的≥70％的要求，且回收率的大小與皮革的材質(zhì)并無(wú)必然的聯(lián)系。

可利用已知偏倚的國(guó)際或國(guó)家認(rèn)可的參考方法來(lái)評(píng)定另一種方法的偏倚，或者利用兩種方法按照相關(guān)測(cè)試程序?qū)Χ喾N基體或濃度的典型樣品進(jìn)行測(cè)定，并用t-檢驗(yàn)（t-test）對(duì)分析方法間的偏倚顯著性進(jìn)行評(píng)估，在樣品濃度為10mg/kg≤p＜0.01％時(shí)，其回收率在80％-115％之間。[2]顯然表3中所測(cè)試的回收率落在80％-115％的區(qū)間范圍之內(nèi)。

3.3 方法的精密度測(cè)試

本文采用標(biāo)準(zhǔn)偏差（S）進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)3.2得出的結(jié)論，樣品的回收率大小與皮革的材質(zhì)并無(wú)必然的聯(lián)系，所以以下試驗(yàn)及其得出的數(shù)據(jù)均采用深色樣皮革作為原料通過(guò)1.3的條件得出的數(shù)據(jù)。計(jì)算公式采用3.1中公式2中所列。

表4　聯(lián)苯胺的精密度測(cè)試數(shù)據(jù)

從表4可以看出，在濃度為10mg/kg-100mg/kg之間，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.52mg/kg-1.87mg/kg。

3 結(jié)論

采用超聲對(duì)皮革樣品進(jìn)行脫脂、還原裂解，可縮短整個(gè)反應(yīng)時(shí)間，把原來(lái)的90min縮短為現(xiàn)在的55min，脫脂和還原裂解的時(shí)間縮短了35min。在縮短反應(yīng)時(shí)間提高檢測(cè)效率的同時(shí)，也提高了檢測(cè)的回收率，由標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的70％提高到了86.7％。回收率的提高將更加真實(shí)地反應(yīng)樣品中實(shí)際聯(lián)苯胺的含量，使檢測(cè)的數(shù)據(jù)更加接近真實(shí)值。按照上述方法進(jìn)行測(cè)試，儀器的檢出限為0.5mg/kg，方法的檢測(cè)限為0.6mg/kg，在濃度為10mg/kg-100mg/kg之間方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.52mg/kg-1.87mg/kg之間。

參考文獻(xiàn)：

[1] Kamal jit Singh.Sarbjit Singh Shupendra Singh Butola. The German ban-A Realistic appraisal[J]. Colourage. 2002 (1):43-47.

[2] M.Chakraborty,Sanjay Gupta.Some basic concepts of eco-textiles and status of banned dyes [J]. Colourage. 2001 (6):33 - 35.

[3] GB/T 19942-2005.皮革和毛皮,化學(xué)試驗(yàn),禁用偶氮染料的測(cè)定[S].

[4] 合格評(píng)定,化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗(yàn)證指南[S].

作者簡(jiǎn)介：郁 蔥（1982-）浙江海寧人，工程師，現(xiàn)從事紡織品新材料檢測(cè)技術(shù)研究。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

中圖分類(lèi)號(hào)：TS101.923

投稿日期：2015-11-22