紡織品中14種N-亞硝胺物質(zhì)的檢測研究*

范娟，張煌博，黃圓圓

[1.福建省纖維檢驗(yàn)中心 福建省紡織產(chǎn)品檢測技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350026；2.國家服裝服飾質(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心（福建），福建 晉江 362200]

N- 亞硝胺化合物是重要的有機(jī)物合成中間體，在環(huán)境中廣泛存在[1]。N-亞硝胺化合物是一類致癌物質(zhì)[2,3]，可通過皮膚接觸進(jìn)入人體造成危害。許多國家已制定相關(guān)法規(guī)法令來限制N-亞硝胺化合物的使用，歐盟先后發(fā)布1993/11/EC、2009/48/EC等指令，限制橡膠中N-亞硝胺的使用，生態(tài)紡織品OEKO-Tex Standard 100也將N-亞硝胺化合物列為限制物質(zhì)，規(guī)定紡織品中含量≤0.5 mg/kg。

目前，N-亞硝胺物質(zhì)常用的檢測方法有氣相色譜法、液相色譜法及液相色譜-質(zhì)譜法[4-9]。液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜靈敏度高、選擇性好，適用于復(fù)雜樣品中目標(biāo)物準(zhǔn)確分析，本研究以歐盟限制的14種N-亞硝胺化合物為研究對象，建立了超高效液相色譜-大氣壓化學(xué)電離-串聯(lián)質(zhì)譜法（HPLC-APCI-MS/MS）測定紡織品中14種N-亞硝胺化合物。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器：液質(zhì)聯(lián)用儀LC1290Ⅱ（美國Agilent公司）-API 3500三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀（美國AB Sciex公司，配電噴霧和大氣壓化學(xué)電離源）；氮?dú)獍l(fā)生器Infinity 1032（英國PEAK公司）；TX-590型純水機(jī)（北京天星科儀科技有限公司）；超聲波清洗機(jī)（英國PRIMA公司）。

試劑：甲酸（CNW試劑，色譜純）；實(shí)驗(yàn)用水為超純水；甲醇和乙腈均為色譜純。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：N-硝基聯(lián)芐基胺（NDBzA）、N-亞硝基二異丁胺（NDiBA）、N-亞硝基二異壬胺（N D i N A）、N-亞硝基-N-乙基苯胺（NEPhA）、N-亞硝基-N-甲基苯胺（NMPhA）購于加拿大T R C 公司；N-亞硝基吡咯烷（NPYR）、N-二乙醇亞硝胺（NDELA）、N-亞硝基哌啶（NPIP）、N-二乙基亞硝胺（NDEA）、N-亞硝基二丁胺（NDBA）、N-亞硝基二異丙胺（NDiPA）、N-亞硝基二丙胺（NDPA）、N-亞硝基嗎啉（NMOR）購于德國Dr.Ehrenstorfer公司；N-亞硝基二甲胺（NDMA）購于美國O2si公司。

1.2 HPLC-MS/MS 的儀器參數(shù)

色譜條件：Poroshell 120 EC-C18柱，2.7 μm，2.1 mm×100 mm；

流動(dòng)相A：甲醇；流動(dòng)相B：0.01%甲酸；柱溫：40℃；

進(jìn)樣量：5 μL；流速：0.3 mL/min；梯度洗脫程序：見表1。

表1 液相色譜梯度洗脫條件

質(zhì)譜條件：

離子源：大氣壓化學(xué)電離源（APCI）；掃描極性：正離子掃描；

掃描方式：多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）；離子源溫度250 ℃；

電暈放電針電流：1 mA；碰撞氣：6 psi；氣簾氣：40 psi；噴霧氣：40 psi；

監(jiān)測離子對信息、去簇電壓及碰撞氣能量檢測參數(shù)見表2。

表2 目標(biāo)化合物的檢測參數(shù)

1.3 試驗(yàn)過程

準(zhǔn)確稱取1.0 g（精確至0.0001g）試樣，置于提取器中，準(zhǔn)確加入10.0 mL甲醇，密閉搖勻。置于（40±2）℃超聲波發(fā)生器中提取30 min后，用0.22 μm尼龍過濾頭過濾至樣品瓶中，供HPLCMS/MS分析用。

2 結(jié)果與討論

2.1 流動(dòng)相的選擇

14 種N-亞硝胺在甲醇/水、乙腈/水流動(dòng)相體系中均能得到良好的色譜分離，但目標(biāo)物在甲醇/水流動(dòng)相體系中響應(yīng)顯著高于乙腈/水體系，故選擇甲醇/水流動(dòng)相體系。

N- 亞硝胺不易電離，為提高目標(biāo)物的質(zhì)子化程度，需加入緩沖鹽流動(dòng)相，文獻(xiàn)[9]報(bào)道在流動(dòng)相中加入甲酸銨、乙酸銨、甲酸或乙酸都可以提高N-亞硝胺的離子化效率，但使用甲酸時(shí)干擾更低，因此本實(shí)驗(yàn)選擇甲酸。實(shí)驗(yàn)還考察了流動(dòng)相中甲酸濃度對目標(biāo)物離子化效率的影響，分別考察了0%、0.005%、0.01%、0.015%、0.02%甲酸-甲醇條件下的目標(biāo)物的響應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)甲酸濃度為0.01%時(shí)，大部分的N-亞硝胺響應(yīng)達(dá)到最大值，因此選擇0.01%甲酸-甲醇為流動(dòng)相。

2.2 離子源的選擇

電噴霧電離源（ESI）和大氣壓化學(xué)電離源（APCI）是液質(zhì)聯(lián)用儀中常使用的2種電離源，為了分析物得到更好的靈敏度，本研究比較了14種N-亞硝胺物質(zhì)在兩種電離源中的響應(yīng)。使用相同的色譜分離條件分析了50 μg/L的N-亞硝胺化合物標(biāo)準(zhǔn)溶液，將分析物在APCI模式下的儀器響應(yīng)定義為100%，ESI模式下得到的各分析物的相對儀器響應(yīng)列于表3。結(jié)果可見ESI模式下，14種N-亞硝胺物質(zhì)的響應(yīng)均低于APCI模式，因此選擇APCI作為電離源。

表3 ESI模式下N-亞硝胺的儀器響應(yīng)相對值

離子源的去簇電壓和碰撞氣能量的大小會(huì)影響目標(biāo)物定量離子的豐度，在確定好目標(biāo)物的母離子和子離子后，需優(yōu)化去簇電壓和碰撞氣能量，而使用APCI源時(shí)，目標(biāo)物的分析靈敏度主要取決于離子源加熱器溫度、氣簾氣壓力及電暈放電針電流等參數(shù)，因此還對這些質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見表2。

使用優(yōu)化的儀器條件對14種N-亞硝胺的混合標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行分析，可得到較好的分離效果，其總離子流圖見圖1。

圖1 14種N-亞硝胺物質(zhì)的總離子流色譜圖

2.3 提取溶劑的選擇

紡織品中禁限用物質(zhì)的提取方法一般有索氏萃取、加速溶劑萃取、超聲萃取等方法。超聲萃取方法具有操作方法簡單、效率高、設(shè)備價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此本實(shí)驗(yàn)采用超聲提取方法進(jìn)行提取，主要考察了提取溶劑、提取溫度、提取時(shí)間。

由于N-亞硝胺溶于乙腈、甲醇等有機(jī)溶劑，本研究以乙腈、甲醇為提取溶劑進(jìn)行提取效果對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，甲醇和乙腈均能很好地提取N-亞硝胺，由于色譜分離時(shí)使用甲醇/甲酸流動(dòng)相，因此本實(shí)驗(yàn)選擇甲醇為萃取溶劑。

2.4 提取時(shí)間的選擇

以棉和滌綸貼襯布為基質(zhì)，分別考察了10、20、30、40、50、60 min提取時(shí)間對14種N-亞硝胺提取效果的影響，結(jié)果見圖2和圖3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著提取時(shí)間的增加，萃取量逐漸增加，當(dāng)超聲提取時(shí)間為30 min時(shí)提取量最高，此后再延長提取時(shí)間，14種N-亞硝胺的提取量基本沒有增長，因此選擇超聲提取時(shí)間為30 min。

圖2 提取時(shí)間對滌樣品提取效率的影響

圖3 提取時(shí)間對棉樣品提取效率的影響

2.5 提取溫度的選擇

分別以棉和滌綸貼襯布為基質(zhì)，準(zhǔn)確加入10.0 mL甲醇，分別在30、35、40、45、50 ℃下超聲提取30 min，考察提取溫度對14種N-亞硝胺提取量的影響，結(jié)果見圖4和圖5。隨著溫度的升高，14種N-亞硝胺的響應(yīng)逐漸升高，當(dāng)溫度達(dá)到40 ℃其響應(yīng)基本沒有變化，一些目標(biāo)物還略有下降，因此選擇超聲提取溫度為40 ℃。

圖4 提取溫度對滌綸樣品提取量的影響

圖5 提取溫度對棉樣品提取量的影響

2.6 線性關(guān)系和測定低限

在優(yōu)化的色譜分離條件和質(zhì)譜條件下，考察了14種N-亞硝胺在5～200 μg/L濃度下的線性關(guān)系，以MRM模式下定量離子的峰面積為縱坐標(biāo)，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸計(jì)算，得到線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)（R2）（見表4）。

在本實(shí)驗(yàn)條件下，分別以3倍信噪比和10倍信噪比（S/N）的質(zhì)量濃度確定方法的檢出限（LOD）和定量限（LOQ），見表4。

表4 HPLC-MS/MS方法的分析性能

2.7 方法回收率和精密度

采用以上優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方法，選取了棉、滌2種紡織品，分別添加0.05、0.1、0.5 mg/kg(限量限) 3個(gè)濃度水平的N-亞硝胺，每個(gè)濃度平行試驗(yàn)7次。結(jié)果如表5所示，可知分析物的回收率為82.1%～109.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0 %～9.3%，說明本方法對紡織品中N-亞硝胺的測定具有較好的準(zhǔn)確度和精密度。

表5 方法的精密度和回收率

4 結(jié)論

通過對色譜分離條件和質(zhì)譜測定條件的優(yōu)化，建立了測定紡織品中14種N-亞硝胺UHPLC-APCIMS/MS分析方法。通過試驗(yàn)分析，14種N-亞硝胺在一定的濃度范圍線性良好，檢出限低，建立的分析方法樣品前處理簡單，分析快速、靈敏，適合紡織品中14種N-亞硝胺的檢測。