高效液相色譜串聯(lián)光譜及質(zhì)譜測(cè)定紡織品中35種有害染料

＊鞠恒強(qiáng)張美玲

（1.青島市華測(cè)檢測(cè)技術(shù)有限公司 山東 266101 2.萊茵技術(shù)-商檢（青島）有限公司 山東 266100）

高效液相色譜串聯(lián)光譜及質(zhì)譜測(cè)定紡織品中35種有害染料

＊鞠恒強(qiáng)1張美玲2

（1.青島市華測(cè)檢測(cè)技術(shù)有限公司 山東 266101 2.萊茵技術(shù)-商檢（青島）有限公司 山東 266100）

采用高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)器-質(zhì)譜（HPLC-DAD-MS）快速測(cè)定紡織品中的35種有害染料。研究設(shè)計(jì)丙酮快速溶劑提取法的提取效率是超聲波提取法的2.4～12.3倍，色譜柱為Agilent ZORBAX SB-C18 narrow-bore column 2.1 x 50mm，比150mm（5μm）色譜柱分析時(shí)間縮短了四分之三，比100mm（1.8μm）色譜柱分析時(shí)間縮短了三分之一，極大的提高了分析效率。以乙腈-0.01mol/L乙酸銨（含0.1%甲酸）溶液作為該35種染料化合物的流動(dòng)相，獲得了最優(yōu)的色譜峰及質(zhì)譜峰。該方法中，35種有害染料的檢出限為2.7mg/kg～18.15mg/L，線性相關(guān)系數(shù)都大于0.995，平均回收率為70%～110%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均小于10%，可以滿足紡織品中多種致癌染料同時(shí)檢測(cè)的需要。

高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜；35種有害染料；快速溶劑提?。还庾V分析；紡織品

紡織品在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如衣服、鞋帽、家紡用品、毛絨玩具等，是生活中必不可少的用品。而紡織品中的有毒有害物質(zhì)可以通過皮膚接觸、眼睛接觸、舔食或吸入等方式進(jìn)入人體，從而對(duì)人體造成傷害。在染色過程中，染料分子通過吸附、擴(kuò)散等多種化學(xué)或物理處理，從染液轉(zhuǎn)移到被染物上而使之染色。目前，已經(jīng)證實(shí)存在多種可誘發(fā)人體癌變或引起人體皮膚、黏膜或呼吸道過敏的致癌和致敏染料。由于致敏致癌染料的嚴(yán)重危害，包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家和世界權(quán)威組織相繼頒布了嚴(yán)格的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行限制。

目前，致敏致癌等有毒有害染料的檢測(cè)一般采用薄層色譜法、高效液相色譜法、離子對(duì)色譜法、液相色譜-質(zhì)譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法等。德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN54231∶2005[5]，規(guī)定用超聲波輔助甲醇方法提取紡織品中的染料，用HPLCDAD-MS檢測(cè)紡織品中的分散染料。本文在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化萃取步驟及色譜分析條件，選用50mm（1．8μm）色譜柱獲得了較好的分離度，縮短了分析時(shí)間，根據(jù)染料的光譜吸收特征和質(zhì)譜的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，技術(shù)指標(biāo)符合定量定性分析方法，可以滿足紡織品中有毒有害染料的檢測(cè)要求。

1.實(shí)驗(yàn)部分

(1)儀器與試劑

Agilent高效液相色譜儀-二極管陣列檢測(cè)器-單四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（Agilent LC1260-6410），配有2μLDAD流通池，ES-API大氣壓電噴霧離子源，Dionex ASE 320快速溶劑萃取儀，0．22μm聚四氟乙烯針式過濾器。

35種分散性染料（見表1）均購自德國(guó)Dr． Ehrenstorfer，丙酮（色譜純，德國(guó)Merk），甲醇（色譜純，德國(guó)Merck），乙腈（色譜純，德國(guó)Merck），乙酸銨（色譜純，美國(guó)Sigma公司），甲酸（色譜純，德國(guó)Merck），水（MiliQ系統(tǒng)純水制備）。

序保留時(shí)間 準(zhǔn)分子離子 DAD號(hào) 染料名稱 CAS號(hào) 分子式15cm長(zhǎng)5cm長(zhǎng) 正離 負(fù)離 檢測(cè)色譜柱 色譜柱 子 子 波長(zhǎng)1 分散藍(lán)1 2475-45-8 C14H12N4O1 2.5 0.858 268 / 615 2 分散藍(lán)3 2475-46-9 C17H16N2O3 5.1 1.688 297 / 615

表1 35種有害分散性染料的特征離子和光譜特征吸收波長(zhǎng)

(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置

準(zhǔn)確稱取各種染料的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用甲醇配制得到濃度為500mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，該溶液儲(chǔ)存在-18℃±2℃下避光保存。將染料用甲醇試劑配制成濃度為10mg/L混合溶液，包含表1的35種有害染料。該溶液在0℃-4℃下避光保存。

(3)樣品前處理

對(duì)于均勻單一顏色的樣品：在樣品的不同部位取樣。對(duì)于多種顏色和有圖案的樣品：按照成品的顏色比例，均勻取樣。如果分析的樣品是成品，則樣品的各個(gè)部分要按比例取樣。取樣后將樣品裁剪成5mm×5mm，并混合均勻。

將制備好的樣品稱取1g±0．01g，放入快速溶劑萃取儀中，溫度120℃，壓力10．34MPa，用丙酮靜態(tài)萃取15min，用60%的溶劑快速?zèng)_洗樣品，100s氮?dú)獯祾咻腿〕?。萃取完后?5℃下水浴減壓濃縮至近干，用甲醇溶解轉(zhuǎn)移至10mL容量瓶中，并用甲醇定容至刻度，搖勻，用0．22μm PTFE針式過濾器將萃取液過濾到2mL的樣品瓶里，待上HPLC-DAD/MSD分析測(cè)試。

(4)色譜條件

色譜柱：Agilent ZORBAX SB-C18 narrow-bore column (2．1x50mm，1．8μm)，帶有0．3μm1290 infinity LC在線過濾器。

35種染料物質(zhì)的流動(dòng)相，對(duì)于表1中1-35的染料物質(zhì)：A為乙腈溶液，B為含0．1%甲酸的0．01mol/L的乙酸銨溶液。梯度洗脫程序：0～3min內(nèi)，流動(dòng)相A從40%增至85%，3～4min內(nèi)，流動(dòng)相A從85%增至98%，并保持2min，流動(dòng)相A在6．5min變?yōu)?0%，并保持至10min。柱溫40℃，流速0．4mL/min，進(jìn)樣量2μL。樣品經(jīng)色譜柱分離后進(jìn)入DAD光譜檢測(cè)器，再直接導(dǎo)入帶有大氣壓電噴霧離子源接口的質(zhì)譜儀。

(5)光譜條件

掃描速率為40Hz，二極管陣列檢測(cè)器波長(zhǎng)采集范圍為190-700nm，檢測(cè)波長(zhǎng)為422nm、570nm、509nm、615nm。

(6)質(zhì)譜條件

大氣壓電噴霧離子源，表1的35種染料物質(zhì)用正離子SIM模式，噴霧電壓45psi，干燥氣為氮?dú)猓?9．999%），流速為12L/min，溫度為350℃，裂解電壓為120V。35種染料物質(zhì)的質(zhì)譜分析參數(shù)見表1。

2.結(jié)果與討論

(1)提取方法的選擇

要完全提取纖維中的染料，需要在相應(yīng)的條件下進(jìn)行萃取。丙酮對(duì)分散性染料有很好的溶解作用，且對(duì)于化學(xué)合成纖維有很好的溶脹作用，因此在高溫高壓下能夠很好的剝離纖維上的染料。本文采用丙酮作為溶劑在快速溶劑萃取儀中進(jìn)行萃取得到了很好的提取效果。

將三塊陽性樣品分別用超聲波提取法和丙酮快速溶劑提取法進(jìn)行平行6次測(cè)定，平均結(jié)果顯示丙酮快速溶劑提取法檢測(cè)值是超聲法檢測(cè)值的2．4～12．3倍，表明本文的丙酮快速溶劑提取法提取效率更高。本方法的相對(duì)偏差在3．1%～5．6%，均小于10%，表明本方法的重現(xiàn)性較好。

(2)色譜柱的選擇：

采用Agilent ZORBAX SB-C18 narrow-bore column 2．1x50mm，1．8μm色譜柱，可獲得較高的分離度和靈敏度。圖1中的3組圖譜，顯示出了濃度為1mg/L的35種染料物質(zhì)的HPLC-DAD色譜圖。由圖1中可以看出35種混合物都實(shí)現(xiàn)了較好的分離。采用此50mm（1．8μm）長(zhǎng)色譜柱，對(duì)于35種染料物質(zhì)每次進(jìn)樣分析時(shí)間為10min，有效提高了分析速度，比DIN54231∶2005中150mm（5μm）色譜柱的40min分析時(shí)間縮短了四分之三，比100mm（1．8μm）色譜柱的15min分析時(shí)間縮短了三分之一，極大的提高了分析效率。結(jié)果表明，35種染料化合物在該50mm（1．8μm）色譜柱下獲得了理想的分離分析效果。

圖1 35種染料物質(zhì)HPLC-DAD圖譜

(3)流動(dòng)相的選擇

分別考察了甲醇-水，乙腈-水，甲醇-乙酸銨溶液，乙腈-0．01mol/L乙酸銨溶液，乙腈-0．01mol/L乙酸銨（含0．1%甲酸）溶液等對(duì)染料化合物的色譜分離效果和離子化程度影響的比較。結(jié)果表明，以乙腈-0．01mol/L乙酸銨（含0．1%甲酸）溶液作為35種染料化合物分析流動(dòng)相時(shí)，H+有助于這些染料化合物的電離，獲得了最優(yōu)的色譜峰及質(zhì)譜峰。選擇梯度洗脫方式，通過優(yōu)化流動(dòng)相的洗脫條件，可以很好的實(shí)現(xiàn)35種染料化合物的有效分離。

(4)光譜及質(zhì)譜檢測(cè)分析

表1中的35種染料化合物，其中包括分散性染料、堿性染料、酸性染料、直接染料等多種類型的染料，用DAD對(duì)35種化合物在190-700nm的光譜范圍內(nèi)進(jìn)行掃描并采集其數(shù)據(jù)，利用保留時(shí)間及光譜圖進(jìn)行定性。對(duì)4,4’-二(二甲胺基)-4”-(甲氨基)三苯甲基乙醇根據(jù)表1中提供的特征吸收波長(zhǎng)處檢測(cè)到的色譜圖進(jìn)行定量分析。其余的34種染料化合物用MS進(jìn)行定量分析。

由于液相的單四極桿質(zhì)譜是軟電離模式，所以經(jīng)電離后的離子，是經(jīng)過加上或者減去一個(gè)質(zhì)子形成的準(zhǔn)分子離子峰。表1中的1-32、34和35染料化合物屬于[M+H]+準(zhǔn)分子離子，需要在大氣壓電噴霧離子源的正模式條件下進(jìn)行檢測(cè)。

(5)線性范圍和檢出限

分別逐級(jí)稀釋三組混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，得到濃度為0．3mg/L、0．5mg/L、1．0mg/L、1．5mg/L和2．0mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，供HPLC-DAD-MS測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，相關(guān)系數(shù)均大于0．995；空白基質(zhì)中加入低濃度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按照上述最佳分析步驟進(jìn)行前處理，用HPLC-DAD-MS進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)3倍信噪比和10倍信噪比分別計(jì)算檢出限和定量限顯示所有物質(zhì)的定量限均低于方法檢出限5mg/kg。

(6)回收率和精密度

以不含本文中的35種染料的空白樣品為基質(zhì)，以標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行回收率試驗(yàn)，添加濃度分別為0．3mg/L、1mg/ L、2mg/L，將35種染料標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（2．2中）分別加入到1．0g的空白基質(zhì)中，重復(fù)測(cè)量三次，試驗(yàn)測(cè)得在低、中、高的3個(gè)添加水平范圍內(nèi)的平均回收率為70%～110%，計(jì)算每個(gè)樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果均小于10%。

(7)樣品測(cè)定

將本方法應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室日常的分析中，根據(jù)保留時(shí)間和光譜進(jìn)行定性分析，用MS進(jìn)行定量分析（除表1中33號(hào)物質(zhì)外，33號(hào)物質(zhì)需要用色譜圖進(jìn)行定量分析）。通過測(cè)試1000多個(gè)紡織品樣品統(tǒng)計(jì)，常檢出的染料化合物有分散黃23、分散橙37/76、分散藍(lán)35a、分散藍(lán)35b、分散黃3、分散黃9、分散橙149。其中分散黃23已經(jīng)明確可以分解出4-氨基偶氮苯。所以如果在確認(rèn)分散黃23時(shí)有干擾，可以看一下該樣品中是否有4-氨基偶氮苯的檢出，從側(cè)面確定是否是分散黃23。但并不是所有的4-氨基偶氮苯都是由分散黃23分解得到的。

3.結(jié)論

本文采用HPLC-DAD-MS的方法，通過優(yōu)化色譜柱及流動(dòng)相等色譜分析條件，采用乙腈-0．01mol/L乙酸銨（含0．1%甲酸）溶液作為35種染料化合物的流動(dòng)相，以Agilent ZORBAX SB-C18 narrow-bore column 2．1x50mm (1．8μm)為色譜柱，獲得了最優(yōu)的色譜峰及質(zhì)譜峰?？蓽?zhǔn)確地測(cè)定紡織品中的35種有害染料。大大縮短了分析時(shí)間，方法快速、高效、準(zhǔn)確，可適用于目前紡織品中多種可萃取染料的同時(shí)檢測(cè)。

[1]陳勇,徐艷艷,劉斌斌等．Textile Dyeing and Finishing Journal(染整技術(shù))[J],2011,33(3):40．

[2]Chen Shi-neng(陳士能)． Encyclopedia of Chinese Chemical Products．Beijing: Chemical Industry Press(中國(guó)化工產(chǎn)品大全．北京．化學(xué)工業(yè)出版社)[M],1998: 859．

[3]He Jin-xin(何瑾馨)． The Chemistry of Dyes． Beijing: China Textile & Apparel Press(染料化學(xué)．北京．中國(guó)紡織出版社) [M],2009: 11．

[4]Berger C,Muslmani M,Brandao F M,Foussereau J．Contact Dermatitis[J],1984,10(3):154．

[5]DIN 54231: 2005．Textiles-Detection of disperse dyestuffs [S]．

[6]GB/T 20382-2006．Textiles-Determination of carcinogenic dyestuffs [S]．

[7]GB/T 20383-2006．Textiles-Determination of allergenousdyestuffs [S]．

[8]Garrigós M C,Reche F,Marín M L,Pernías K,Jiménez A． J．Chromatogr． A[J]． 2002,963(1-2): 427．

[9]Ding You-chao(丁友超),Cai Jian-he(蔡建和),Yang Jin-fu(楊錦富)，Cao Xi-zhong(曹錫忠)，Yang An-nan(楊安南)． Dyeing and Finishing(印染)[J],2008,34(15): 38．

[10]GB/T 17592-2006．Textiles-Determination of the Banned Azo-Colourants [S]．

鞠恒強(qiáng)（1982～），男，青島市華測(cè)檢測(cè)技術(shù)有限公司，研究方向：食品及消費(fèi)品檢測(cè)工作。

(責(zé)任編輯王恒）

High Performance Liquid Chromatography Tandem Spectrum and 35 Kinds of Harmful Dyes in the Textile of Mass Spectrometry Determination

Ju Hengqiang1, Zhang Meiling2
(1.Centre Testing International (Qingdao) Co., Ltd, Qingdao 266101 2. TUV Rheinland / CCIC (Qingdao) Co., Ltd., Qingdao 266100)

Adopting the HPLC-DAD-MS to take rapid determination of the 35 kinds of harmful dyes in textiles. The study result shows that the extraction efficiency of acetone rapid solvent extraction method is 2.4 to 12.3 times of that of ultrasonic extraction method and the chromatographic column is Agilent ZORBAX SB-C18 narrow-bore column 2.1 x 50mm and it has shortened the analysis time of 150mm（5μm）chromatographic column by three-quarter and has shortened the analysis time of 100mm（1.8μm）chromatographic column by one third, which has improved the analysis efficiency greatly. Take the acetonitrile -0.01mol/L ammonium acetate (containing 0.1% formic acid) as the mobile phase of these 35 kinds of dye compounds, which has got the most excellent peaks and mass spectral peak. In this method, the detection limit of the 35 kinds of harmful dyes is between 2.7mg / kg ～18.15mg / L and the linear correlation coefficient is all bigger than 0.995, besides, the average recovery rate is between 70%-110% and the relative standard deviation (RSD) is all less than 10%，which can meet the need of testing variety of carcinogenic dyes in textiles simultaneously.

High Performance Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry；35 kinds of harmful dyes；accelerated solvent extraction； spectrum analysis；textile

O657.63

A