新型驅(qū)蚊產(chǎn)品中35種揮發(fā)性致敏芳香劑的篩查方法及揮發(fā)規(guī)律研究

李紅艷，胡玉霞，李長(zhǎng)于，王 瑾

（1．浙江省產(chǎn)品質(zhì)量安全科學(xué)研究院，浙江 杭州 310018；2．浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310018；3．浙江方圓檢測(cè)集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310018）

蚊蟲叮咬會(huì)引起皮膚紅腫、瘙癢、皮炎，是瘧疾、登革熱等多種傳染病的傳播媒介，不僅影響正常生活，也嚴(yán)重威脅人們的健康［1－2］。因此，驅(qū)蚊產(chǎn)品成為夏季越來越多人的選擇。近年來隨著人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，市面上除了蚊香、氣霧殺蟲劑、電熱滅蚊液等傳統(tǒng)滅蚊產(chǎn)品外，以天然植物精油為組分的驅(qū)蚊環(huán)、驅(qū)蚊貼、驅(qū)蚊扣、驅(qū)蚊液等新型驅(qū)蚊產(chǎn)品因天然、無農(nóng)藥添加而廣受推崇，并用于兒童、孕嬰等特殊人群。研究表明，薰衣草油、桉葉油、香茅油、薄荷油等植物精油對(duì)蚊蟲具有良好的趨避效果［3－5］。

驅(qū)蚊產(chǎn)品作為有害生物防治劑受歐盟生物殺蟲劑法規(guī)BPR（EU）No.528/2012管控。亞麻籽油、薰衣草油、薄荷油、香茅醛作為活性物質(zhì)，?？ㄈ鸲?、避蚊胺等作為生物殺滅劑獲歐盟委員會(huì)（EC）批準(zhǔn)［6］。美國(guó)環(huán)保署（EPA）允許驅(qū)蚊產(chǎn)品中添加避蚊胺（DEET）、驅(qū)蚊酯、?？ㄈ鸲　幟疏袢~油等化學(xué)農(nóng)藥［7］，但美國(guó)兒科學(xué)會(huì)（AAP）不推薦兒童使用DEET含量大于30%的驅(qū)蚊產(chǎn)品和2個(gè)月以下兒童使用驅(qū)蚊產(chǎn)品，美國(guó)疾控中心（CDC）不推薦3歲以下兒童使用含檸檬桉葉精油的驅(qū)蚊產(chǎn)品［8］。目前香茅油作為低風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥已獲EPA批準(zhǔn)，但規(guī)定部分產(chǎn)品無醫(yī)囑時(shí)不應(yīng)給兒童使用，并應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)識(shí)中明示［9］。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《家用衛(wèi)生殺蟲用品安全通用技術(shù)條件》（GB 24330－2020）僅適用于蚊香、噴劑噴霧類殺蟲滅蚊產(chǎn)品，缺少與植物精油類新型驅(qū)蚊產(chǎn)品相適應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和檢測(cè)方法［10］。

前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)，具有趨避效果的多種天然植物精油含有香茅醇、薄荷醇、檸檬醛等致敏芳香劑［4，11］。研究表明，攝入單萜類、酚類和蒎烯衍生物等芳香劑可能引發(fā)肝腎毒性、內(nèi)分泌紊亂，特殊人群接觸致敏芳香劑可能出現(xiàn)蕁麻疹、瘙癢等過敏性皮膚炎癥，過量吸入可引起眼鼻灼燒、刺痛等感覺刺激及哮喘反應(yīng)［12－14］。近年來，有關(guān)致敏芳香劑檢測(cè)方法的研究報(bào)道多見于玩具、化妝品、紡織品等領(lǐng)域，主要采用氣相色譜－質(zhì)譜法（GC－MS）［15－19］、氣相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法（GC－MS/MS）［20］、高效液相色譜法（HPLC）［21］、液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法（LC－MS/MS）［22－23］。氣相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法具有抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，適用于復(fù)雜樣品中揮發(fā)性致敏芳香劑的測(cè)定。目前，驅(qū)蚊產(chǎn)品中致敏芳香劑檢測(cè)方法和使用過程中揮發(fā)規(guī)律的研究鮮有報(bào)道。嬰童在使用新型驅(qū)蚊產(chǎn)品時(shí)存在靠近呼吸器官或接觸皮膚的情況，因此研究揮發(fā)性致敏芳香劑不同使用時(shí)間的揮發(fā)規(guī)律，可為進(jìn)一步開展產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供數(shù)據(jù)支持，為消費(fèi)者提供使用指導(dǎo)。本文以多種驅(qū)蚊產(chǎn)品為研究對(duì)象，基于頂空/氣相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)新型驅(qū)蚊產(chǎn)品中35種揮發(fā)性致敏芳香劑開展了篩查和揮發(fā)規(guī)律研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與設(shè)備

7890B－7000D GC/TQ氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent公司，帶NIST商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)）；TurboMatrix40Trap 40位頂空進(jìn)樣器（美國(guó)Perkin Elmer公司）；WGII－230BE電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海奧析科學(xué)儀器有限公司）；頂空進(jìn)樣瓶（20 mL），配鋁蓋及聚四氟乙烯/硅密封隔墊。

1.2 材料與試劑

甲醇（色譜純，美國(guó)Merck公司）。35種致敏芳香劑標(biāo)準(zhǔn)品名稱見表1，分別購(gòu)自AccuStandard、TRC、Chem service、Dr.Ehrenstorfer GmbH、上海安譜及北京振翔等公司。

實(shí)驗(yàn)樣品為電商平臺(tái)采購(gòu)的37個(gè)不同品牌驅(qū)蚊產(chǎn)品，其中驅(qū)蚊貼（以T表示）9個(gè)、驅(qū)蚊扣（以K表示）3個(gè)、驅(qū)蚊環(huán)（以H表示）14個(gè)、驅(qū)蚊凝膠（以J表示）5個(gè)、驅(qū)蚊液（以Y表示）6個(gè)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確稱取各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)10 mg（精確至0.000 1 g）于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度搖勻，配制成質(zhì)量濃度為1 000 mg/L的單標(biāo)儲(chǔ)備溶液，儲(chǔ)存于棕色儲(chǔ)液瓶中（4℃冰箱避光保存）。用甲醇稀釋配制成10 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)使用液，用于儀器條件優(yōu)化。

1.4 樣品處理

將驅(qū)蚊貼、驅(qū)蚊扣、驅(qū)蚊環(huán)樣品剪碎（2 mm×2 mm左右）。準(zhǔn)確稱取各類驅(qū)蚊產(chǎn)品1.0 g（精確至0.01 g），置于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，立即加蓋密封，用于篩查和半定量分析。另選擇典型驅(qū)蚊貼和驅(qū)蚊扣（無需剪碎）樣品置于40℃恒溫箱中，放置0～72 h，剪碎后取1.0 g于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，立即壓蓋密封，用于揮發(fā)規(guī)律分析。

由于部分致敏性芳香劑在實(shí)驗(yàn)頂空條件下不易揮發(fā)，本實(shí)驗(yàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液采用液體模式進(jìn)樣，用于各目標(biāo)化合物的定性分析。

1.5 儀器條件

頂空條件：平衡溫度為40℃；平衡時(shí)間為35 min；加壓時(shí)間為2 min；定量環(huán)溫度為50℃；傳輸線溫度為60℃；進(jìn)樣時(shí)間為0.05 min。

色譜條件：色譜柱為中等極性色譜柱Agilent DB－17MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：起始溫度40℃，保持1 min，以5℃/min升溫至200℃，保持4 min；分流比為5∶1；載氣為高純氮?dú)猓ǎ?9.999%），流速為1 mL/min；進(jìn)樣口溫度為250℃；傳輸線溫度為250℃。

質(zhì)譜條件：離子源為電子轟擊（EI）源，電離能量為70 eV；離子源溫度為280℃；溶劑延遲3 min；檢測(cè)模式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM），增益5。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件優(yōu)化

本研究的35種致敏芳香劑包含醛、酯、醇、酮、醚、烯烴類等多種化合物，不僅極性差別大，還有6-甲基香豆素和7-甲基香豆素等同分異構(gòu)體?？疾炝薍P－5MS、VF－WAXms、DB－17MS 3種相同尺寸（30 m×0.25 mm×0.25 μm）不同極性色譜柱對(duì)35種致敏芳香劑的分離效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，離子碎片相同的6-甲基香豆素和7-甲基香豆素在HP－5MS色譜柱上無法分離。強(qiáng)極性色譜柱VF－WAXms可以較好地分離同分異構(gòu)體，但不適用于分析沸點(diǎn)較高的物質(zhì)［20］。DB－17MS色譜柱能夠?qū)崿F(xiàn)6-甲基香豆素和7-甲基香豆素的基本分離，且在分離多種致敏芳香劑中的應(yīng)用已見報(bào)道［19－20］。35種致敏芳香劑的沸點(diǎn)相對(duì)較低，VF－WAXms和DB－17MS兩款色譜柱均能滿足分析要求，對(duì)于共流出的化合物可通過不同的特征離子進(jìn)行定性定量，本文選擇DB－17MS色譜柱進(jìn)行后續(xù)分析。35種致敏芳香劑的總離子流色譜圖見圖1。

圖1 35種致敏芳香劑的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of 35 allergic fragrances the numbers of analytes were the same as those in Table 1

進(jìn)一步對(duì)35種致敏芳香劑的質(zhì)譜條件進(jìn)行了優(yōu)化，通過全掃描模式，選擇每種化合物豐度較高、分子質(zhì)量較大的離子作為母離子。通過子離子掃描選擇豐度較高的二級(jí)碎片離子作為子離子，同時(shí)避開共流出化合物之間的共有離子，從而確定每種化合物的定量和定性離子對(duì)，結(jié)果見表1。其中標(biāo)識(shí)“*”的16種化合物為歐盟玩具新指令TSD 2009/48/EC禁用清單中的致敏芳香劑［24］。

表1 35種致敏芳香劑的信息、質(zhì)譜參數(shù)及產(chǎn)品篩查情況Table 1 Chemical informations，MS parameters of 35 allergic fragrances and the screening results of samples

2.2 樣品含量分析

2.2.1 不同平衡溫度下的樣品篩查考察了不同平衡溫度對(duì)篩查結(jié)果的影響。為增加儀器響應(yīng)強(qiáng)度，對(duì)樣品中可能的揮發(fā)性致敏芳香劑進(jìn)行較全面的篩查，選擇100℃為平衡溫度，頂空平衡時(shí)間及色譜分析時(shí)間均為35 min。選擇代表性空白硅膠進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，用于考察各目標(biāo)化合物的最小響應(yīng)峰面積（信噪比S/N≥3）。結(jié)果顯示，37個(gè)驅(qū)蚊樣品中共篩查出26種致敏芳香劑，27%以上的樣品中檢出蒎烯、苯甲醛、萜品油烯等15種致敏芳香劑，所有樣品均檢出α-蒎烯和D-檸檬烯。進(jìn)一步考察了夏季使用極限溫度條件，以40℃為平衡溫度、35 min為平衡時(shí)間進(jìn)行定向篩查。該條件下共檢出α-蒎烯、β-蒎烯和D-檸檬烯等14種致敏芳香劑（見表1）。40℃平衡溫度下苯甲醛、D-檸檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、萜品油烯、薄荷醇、芳樟醇、樟腦及水楊酸甲酯在樣品中的檢出率最高，大于24.3%。

以兒童用驅(qū)蚊貼和驅(qū)蚊扣為例，比較了不同頂空溫度下各目標(biāo)化合物的響應(yīng)強(qiáng)度（平衡時(shí)間35 min），結(jié)果見表2。由表2可見，40℃平衡溫度下8種揮發(fā)性致敏芳香劑的響應(yīng)強(qiáng)度為100℃的0.30%～34.5%，100℃平衡溫度時(shí)這些物質(zhì)在驅(qū)蚊產(chǎn)品中的含量較高，這是由于溫度越高，易揮發(fā)性成分揮發(fā)越快。文獻(xiàn)表明α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯等揮發(fā)性致敏芳香劑對(duì)蚊蟲具有較強(qiáng)的趨避活性［25－26］，通過特殊工藝可使含有上述物質(zhì)的新型驅(qū)蚊產(chǎn)品緩慢釋放有效成分，從而延長(zhǎng)使用時(shí)間。因此，在實(shí)際使用中應(yīng)考慮該類產(chǎn)品經(jīng)吸入或接觸可能造成的致敏風(fēng)險(xiǎn)。

表2 不同頂空溫度對(duì)響應(yīng)強(qiáng)度的影響Table 2 Effect of different headspace temperature on response intensities

2.2.2 極限使用條件下的半定量分析對(duì)37種驅(qū)蚊產(chǎn)品在極限使用條件（40℃平衡溫度）下的篩查結(jié)果進(jìn)行半定量分析，結(jié)果如圖2。圖中橫坐標(biāo)代表檢出物質(zhì)，縱坐標(biāo)代表樣品，不同顏色的符號(hào)代表MRM模式下色譜峰的響應(yīng)面積。40℃頂空條件下共篩查出14種致敏芳香劑，分別在40%、54%、51%的樣品中檢出α-蒎烯、β-蒎烯和D-檸檬烯的響應(yīng)強(qiáng)度大于104，1個(gè)驅(qū)蚊凝膠和2個(gè)驅(qū)蚊貼中α-蒎烯的響應(yīng)強(qiáng)度大于106，除驅(qū)蚊扣外，其它產(chǎn)品中均檢出D-檸檬烯，響應(yīng)強(qiáng)度大于106；89%的樣品中檢出苯甲醛，響應(yīng)強(qiáng)度均小于104；5個(gè)驅(qū)蚊手環(huán)中檢出水楊酸甲酯，響應(yīng)強(qiáng)度大于104；個(gè)別樣品中檢出香茅醇、石竹烯、檸檬醛和肉桂醛等，響應(yīng)強(qiáng)度小于103。可見，除苯甲醛外，具有趨避蚊蟲效果的α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、萜品油烯、樟腦、薄荷醇等成分［3，25－27］是新型驅(qū)蚊產(chǎn)品中檢出率最高的易揮發(fā)性致敏芳香劑。

圖2 樣品中檢出的14種揮發(fā)性致敏芳香劑的半定量結(jié)果Fig.2 Semi quantitative results of 14 volatile allergic fragrances detected in samples

2.3 揮發(fā)規(guī)律研究

為進(jìn)一步研究驅(qū)蚊產(chǎn)品在極限使用溫度下?lián)]發(fā)性致敏芳香劑的揮發(fā)情況，選擇嬰童用驅(qū)蚊貼和驅(qū)蚊扣作為典型樣品，在40℃條件下放置不同時(shí)間，考察了樣品中檢出率高、響應(yīng)強(qiáng)度大的α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、薄荷醇、樟腦的揮發(fā)規(guī)律。如圖3所示，兩類樣品呈現(xiàn)類似的揮發(fā)規(guī)律。α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯放置0～12 h時(shí)的響應(yīng)強(qiáng)度呈顯著降低趨勢(shì)，12 h時(shí)的響應(yīng)強(qiáng)度為初始時(shí)的20%～21%，后續(xù)放置不同時(shí)間時(shí)揮發(fā)緩慢，72 h時(shí)α-蒎烯和β-蒎烯的響應(yīng)強(qiáng)度為初始時(shí)的2.5%～3.0%，D-檸檬烯為0.1%；而薄荷醇和樟腦揮發(fā)緩慢，72 h后測(cè)得響應(yīng)強(qiáng)度為初始時(shí)的40%以上。部分新型驅(qū)蚊產(chǎn)品標(biāo)識(shí)有效驅(qū)蚊時(shí)間可達(dá)數(shù)天甚至數(shù)周，可能與含有作為有效驅(qū)蚊成分［3，27］但揮發(fā)緩慢的薄荷醇和樟腦等活性成分有關(guān)。

圖3 不同放置時(shí)間對(duì)5種致敏芳香劑響應(yīng)強(qiáng)度的影響Fig.3 Effect of open using time on response intensities of 5 allergic fragrances

3 結(jié)論

本研究建立了測(cè)定新型驅(qū)蚊產(chǎn)品中35種揮發(fā)性致敏芳香劑的頂空/氣相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法，對(duì)新型驅(qū)蚊產(chǎn)品開展了不同平衡溫度下的篩查和極限使用溫度條件下典型揮發(fā)性致敏芳香劑的揮發(fā)規(guī)律研究。結(jié)果表明，α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、萜品油烯和薄荷醇等是新型驅(qū)蚊產(chǎn)品檢出率高、響應(yīng)強(qiáng)度大的易揮發(fā)性致敏芳香劑。以不同植物精油為有效成分的新型驅(qū)蚊產(chǎn)品，可能通過不同成分揮發(fā)規(guī)律的不同達(dá)到持續(xù)驅(qū)蚊效果，易過敏體質(zhì)或有呼吸系統(tǒng)疾病的人群應(yīng)慎用該類產(chǎn)品。本研究為后續(xù)開展該類產(chǎn)品中致敏芳香劑的定量分析和化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了參考依據(jù)。