超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定家用液體洗滌產(chǎn)品中異噻唑啉酮類防腐劑

衛(wèi)志東，韓楓

（安徽省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，安徽合肥230051）

家用液體洗滌劑產(chǎn)品包括餐具洗滌劑、洗衣液、衣物柔順劑、去污劑及硬表面清洗劑等，其主要起清潔、香化、抗菌和保護(hù)的作用。因其富含水及有機(jī)物，易被微生物污染而變質(zhì)，因此家用液體洗滌產(chǎn)品中常常會(huì)添加防腐劑以達(dá)到抑制微生物生長(zhǎng)的目的，其中，2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮（MI）和5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮（CMI）是家用液體洗滌產(chǎn)品中最常見的異噻唑啉酮類高效廣譜殺菌防腐劑，具有抗菌能力強(qiáng)、應(yīng)用劑量小、與洗滌劑配方成分相容性好、低毒性、低殘留、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)[1]。

異噻唑啉酮類化合物具有一定的細(xì)胞毒性和神經(jīng)毒性，與人體接觸時(shí)仍然存在健康隱患，尤其對(duì)人的皮膚和粘膜具有刺激性，異噻唑啉酮的致敏性還可能會(huì)引發(fā)接觸性皮炎等[2]，若長(zhǎng)期接觸或誤食可能會(huì)產(chǎn)生危害。中國(guó)及歐盟均限制CMI、MI和1，2-苯并異噻唑啉-3-酮（BIT）在化妝品、食品容器、包裝材料和玩具中的使用[3]。我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)未對(duì)家用液體洗滌產(chǎn)品中防腐劑使用量和使用范圍進(jìn)行規(guī)定。由于家用液體洗滌產(chǎn)品屬于日用消費(fèi)品，產(chǎn)品中異噻唑啉酮類防腐劑的添加也不受化妝品等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的限制。因此，建立家用液體洗滌產(chǎn)品中異噻唑啉酮類化合物殘留量的分析方法，對(duì)規(guī)范家用液體洗滌產(chǎn)品中防腐殺菌劑的使用，確保質(zhì)量安全具有重要意義。

檢測(cè)異噻唑啉酮的方法主要有紫外分光光度法、氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法、高效液相色譜法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS/MS）等，其中UPLC-MS/MS由于分析時(shí)間短、定性準(zhǔn)確、靈敏度高等特點(diǎn)，被越來(lái)越多地用于檢測(cè)復(fù)雜基體中的異噻唑啉酮類化合物。目前，大多數(shù)采用LC-MS/MS進(jìn)行異噻唑啉酮檢測(cè)的研究集中在化妝品[4-5]、紙張[6-7]、膠黏劑[8]等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)針對(duì)家用液體洗滌產(chǎn)品中異噻唑啉酮防腐劑檢測(cè)的研究仍然較少，并且測(cè)定對(duì)象均未能同時(shí)涵蓋CMI、MI、BIT和DCOI這4種可能存在于家用液體洗滌產(chǎn)品中的異噻唑啉酮。本研究以甲醇作萃取劑，采用UPLC-MS/MS技術(shù)發(fā)展了一種前處理步驟簡(jiǎn)單、快速、靈敏度高的分析方法，可同時(shí)檢測(cè)家用液體洗滌產(chǎn)品中上述4種極性和物質(zhì)結(jié)構(gòu)差異大的異噻唑啉酮。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器、試劑與材料

1290-6460超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀（美國(guó)安捷倫公司）；Multifuge X1R高速冷凍離心機(jī)（美國(guó)賽默飛世爾公司）；KQ5200DE超聲波清洗儀（昆山市超聲儀器有限公司）；N-EVAP-24氮吹儀（美國(guó)Organomation公司）；標(biāo)準(zhǔn)品MI、BIT和OI購(gòu)自美國(guó)Sigma-Aldrich公司，CMI和DCOI購(gòu)自德國(guó)Dr.Ehrenstorfer GbmH公司。甲醇為L(zhǎng)C-MS純（美國(guó)Sigma-Aldrich公司）；實(shí)驗(yàn)用水為經(jīng)PURELAB flex超純水機(jī)處理的去離子水（英國(guó)ELGA公司）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別稱取適量的標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇配成質(zhì)量濃度約為1000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。分別移取適量體積的各標(biāo)準(zhǔn)溶液儲(chǔ)備液，用甲醇配成100 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液。分別取適量混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，用甲醇配成10、50、100、200、400、500 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3 液相色譜-質(zhì)譜條件

采用Waters ACQUITY UPLC HSS T3 C18柱，流動(dòng)相為甲醇（A相）和水（B相）；流速：0.3 mL/min；進(jìn)樣量：1 μL；柱溫：40℃。洗脫梯度：0～3.0 min，90%A；3.0～4.5 min，90%A～50%A；4.5～6.0 min，50%A～20%A；6.0～7.5 min，20%A～10%A；7.5～9.0 min，10%A～90%A；9.0～12.0 min，90%A。質(zhì)譜采用電噴霧離子源正離子模式分析，數(shù)據(jù)采集采用多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式，干燥氣溫度350℃，干燥氣流速11 L/min，霧化氣壓力45psi，正離子模式毛細(xì)管電壓（ESI+）4000V。

1.4 樣品前處理

將樣品混勻。稱取1.0g樣品置于50mL聚丙烯離心管中，準(zhǔn)確加入25.0mL甲醇，渦旋2min，在45℃超聲萃取5min，于離心機(jī)上以5000r/min離心5min，取1.0mL上清液移入2mL離心管中，在45℃氮吹至干，1.0mL甲醇渦旋2min復(fù)溶，經(jīng)0.22μm濾膜過(guò)濾后進(jìn)行UPLC-MS/MS分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 UPLC-MS/MS條件的選擇

2.1.1 液相色譜條件的優(yōu)化

本文采用Waters ACQUITY UPLC HSS T3色譜柱進(jìn)行分離，該色譜柱是采用特殊鍵合和封端技術(shù)的硅膠基質(zhì)反相C18色譜柱，對(duì)極性和非極性化合物都有很好的保留，尤其對(duì)MI、CMI等極性較大的小分子也具有很好的分離效果，可同時(shí)為4種異噻唑啉酮提供均衡的保留性能。采用適當(dāng)?shù)奶荻认疵摮绦?，可以?種異噻唑啉酮在較短時(shí)間內(nèi)得到較好的分離。在相同的梯度洗脫條件下，對(duì)比了乙腈和甲醇的分離效果，最終選擇價(jià)格便宜、毒性較低的甲醇和水為流動(dòng)相。本研究還考查了柱溫分別為30℃、40℃、50℃時(shí)的分離效果，柱溫對(duì)目標(biāo)物的影響不顯著，各組分均能在3個(gè)柱溫條件下很好分離，峰面積沒有顯著變化，40℃時(shí)流動(dòng)相粘度較低，傳質(zhì)阻力減小，液相系統(tǒng)操作壓力較低，且出峰更快，峰形更尖銳，故選定40℃作為分析溫度。

2.1.2 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

異噻唑啉酮結(jié)構(gòu)中的含氮基團(tuán)易于結(jié)合質(zhì)子得到正離子，因此選擇正離子模式進(jìn)行檢測(cè)。將質(zhì)量濃度為10.0μg/L 的 MI、CMI、BIT 和 DCOI混合標(biāo)準(zhǔn)溶液引入離子源，進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜分析，結(jié)果表明這4種化合物的最強(qiáng)峰均為其準(zhǔn)分子離子峰，因此選擇準(zhǔn)分子離子[M+H]+為母離子，通過(guò)優(yōu)化噴霧氣壓流量、噴霧溫度、離子傳輸毛細(xì)管電壓、碎裂電壓等參數(shù)使得母離子強(qiáng)度最大。分別對(duì)分子離子進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜分析（子離子掃描），得到碎片的離子信息，找到強(qiáng)度較大的2個(gè)子離子，優(yōu)化其碰撞能量，其中強(qiáng)度最大的一個(gè)子離子用作定量離子，另外一個(gè)用作定性離子，得到的特征子離子和碰撞能量信息如表1所示。

表1 4種異噻唑啉酮的質(zhì)譜分析參數(shù)

在上述優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，10.0 μg/L的異噻唑啉酮標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖見圖1。

圖1 MRM 模式下 MI、CMI、BIT、DCOI混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的總離子流色譜圖

2.2 樣品前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

通過(guò)對(duì)比水、乙腈、甲醇對(duì)4種異噻唑啉酮的提取效果發(fā)現(xiàn)，用水提取高濃度的BIT和DCOI時(shí)的效果較差，用乙腈提取MI、CMI的效果較差，而甲醇對(duì)4種化合物均有較好的提取效果，因此選取甲醇作為提取溶劑。經(jīng)優(yōu)化提取時(shí)間發(fā)現(xiàn)，超聲提取10 min時(shí)，4種異噻唑啉酮的提取效率達(dá)到最大值，因此確定提取時(shí)間為10 min。家用液體洗滌產(chǎn)品中會(huì)含有部分揮發(fā)性有機(jī)物，取超聲提取離心后的上清液，45℃氮吹至干，可除去揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)測(cè)試的干擾，降低樣品基質(zhì)對(duì)異噻唑啉酮的離子化效率的影響。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍和定量限

在優(yōu)化的色譜條件下，對(duì)質(zhì)量濃度為10.0～500.0 μg/L的異噻唑啉酮混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測(cè)定，以目標(biāo)物峰面積對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸，得到線性回歸方程，4種異噻唑啉酮在10.0～500.0 μg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r≥0.999（見表2）。根據(jù)10倍信噪比確定5種異噻唑啉酮的儀器定量限均為2.0μg/L，相應(yīng)的方法定量限均為0.05mg/kg，表明本方法能夠滿足4種異噻唑啉酮的高靈敏檢測(cè)。

表2 5種異噻唑啉酮的線性方程和相關(guān)系數(shù)

2.4 加標(biāo)回收率和精密度

為了考查方法的精密度，根據(jù)實(shí)際家用液體洗滌產(chǎn)品樣品中異噻唑啉酮的濃度范圍，選擇0.5、1.0、5.0mg/kg為低、中、高3種加標(biāo)濃度，在不含異噻唑啉酮的空白家用液體洗滌產(chǎn)品樣品中分別添加異噻唑啉酮混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在優(yōu)化后的儀器條件下進(jìn)樣分析，各試樣各平行處理6份，計(jì)算方法的回收率，結(jié)果見表3。樣品中異噻唑啉酮的平均加標(biāo)回收率在81.2%～103.2%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為2.23%～4.52%，符合分析檢測(cè)要求。

3 結(jié)論

本研究建立了UPLC-MS/MS法快速測(cè)定家用液體洗滌產(chǎn)品中4種異噻唑啉酮類防腐劑的分析方法。該方法前處理操作簡(jiǎn)單，靈敏度高，重現(xiàn)性好，回收率高，適用于家用液體洗滌產(chǎn)品中異噻唑啉酮類防腐劑的準(zhǔn)確定性定量分析，對(duì)于規(guī)范家用液體洗滌產(chǎn)品中防腐殺菌劑的合理使用具有重要意義。

表3 不同加標(biāo)濃度家用液體洗滌產(chǎn)品中4種異噻唑啉酮的加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）

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