氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定植物源驅(qū)蚊產(chǎn)品中82種風(fēng)險性化學(xué)物質(zhì)

李紅艷，劉 英，李長于，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．杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生態(tài)健康學(xué)院，浙江 杭州 310018；3．浙江方圓檢測集團股份有限公司，浙江 杭州 310018）

研究表明，薰衣草油、桉葉油、香茅油、薄荷油等植物精油對蚊蟲具有良好的趨避效果［1-3］。近年來，以添加植物精油為有效成分的植物源驅(qū)蚊產(chǎn)品因綠色健康、無化學(xué)農(nóng)藥添加受到越來越多的消費者青睞。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；活性物質(zhì)如菜籽油、香葉醇、丁香酚、香芹酮、萜類混合物QRD 460（含a-萜品烯、D-檸檬烯），驅(qū)避劑避蚊胺（DEET）、?？ㄈ鸲〉全@歐盟委員會EC批準(zhǔn)［4］。在美國，驅(qū)蚊產(chǎn)品受美國環(huán)保署（EPA）管控，允許添加農(nóng)藥成分DEET、驅(qū)蚊酯、?？ㄈ鸲?、檸檬桉葉油［5］，但不推薦2個月以下嬰兒使用驅(qū)蚊產(chǎn)品［6］及3歲以下兒童使用含檸檬桉葉油的驅(qū)蚊產(chǎn)品［7］。目前香茅油作為低風(fēng)險農(nóng)藥已獲EPA批準(zhǔn)，但兒童使用時需遵醫(yī)囑并在產(chǎn)品標(biāo)識中明示［8］。我國目前沒有與植物源驅(qū)蚊產(chǎn)品相適應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳的農(nóng)辦法函［2021］19號文中明確具有驅(qū)蚊防蚊功能的植物源驅(qū)蚊產(chǎn)品屬于農(nóng)藥范疇，依法應(yīng)當(dāng)按農(nóng)藥進行管理。但近年監(jiān)督抽查結(jié)果顯示，植物源驅(qū)蚊產(chǎn)品存在含有農(nóng)藥DEET和驅(qū)蚊酯但未經(jīng)農(nóng)藥注冊的現(xiàn)象，且目前市場上該類產(chǎn)品普遍未做農(nóng)藥登記管理。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)具有趨避作用的多種植物精油中含有香茅醇、薄荷醇、檸檬醛等致敏性芳香劑［2，9］。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，特殊人群接觸致敏性芳香劑可能出現(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、刺痛等感官刺激及哮喘反應(yīng)［10-12］。近年來，玩具、化妝品、紡織品等產(chǎn)品中致敏性芳香劑的氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）或氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS∕MS）［13-21］、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS∕MS）［22-24］檢測多有報道。氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法具有抗干擾能力強、靈敏度高、定性定量準(zhǔn)確等優(yōu)勢，目前已用于玩具中多種致敏性芳香劑含量的測定。現(xiàn)已報道的檢測方法可同時檢測5 ～ 58種致敏性芳香劑［17-24］，對致敏性芳香劑覆蓋不夠全面。另外，植物源驅(qū)蚊產(chǎn)品中致敏性芳香劑的研究鮮有報道。因此，亟需建立同時篩查該類產(chǎn)品中致敏性芳香劑和農(nóng)藥化合物的方法。

本文以植物源驅(qū)蚊產(chǎn)品為研究對象，基于氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，建立了同時檢測78種致敏性芳香劑和4種農(nóng)藥化合物的分析方法。通過陽性樣品優(yōu)化提取條件，同時驗證方法學(xué)指標(biāo)，并對實際樣品進行了檢測。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與材料

7000D GC∕TQ氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀（美國安捷倫公司），配有電子轟擊電離源（EI）及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)Qualitative workflows B．08．00和Agilent Mass Hunter Quantitative Analysis B．09．00；DS-8510DTH超聲波清洗儀（頻率40 kHz，上海生析超聲儀器有限公司）。

巴豆酸甲酯、α-蒎烯等78種致敏性芳香劑，以及驅(qū)蚊酯、?？ㄈ鸲?、避蚊胺、四氟甲醚菊酯4種農(nóng)藥化合物（化合物名稱見表1），分別購自美國AccuStandard公司、加拿大TRC、美國Chemservice、德國Dr．Ehrenstorfer、上海安譜實驗科技股份有限公司、北京振翔科技有限公司等。甲醇、乙腈（色譜純，美國Merck公司）；二氯甲烷、正己烷、丙酮、四氫呋喃（色譜純，美國Tedia公司）；無水乙醇（分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；尼龍66濾膜（0．22 μm，天津津騰公司）。

12批次驅(qū)蚊貼，其中日本進口產(chǎn)品2批次，法國進口產(chǎn)品1批次，其余為國產(chǎn)；驅(qū)蚊扣4批次，均為國產(chǎn)；驅(qū)蚊液10批次（花露水、驅(qū)蚊劑），均為國產(chǎn)；驅(qū)蚊凝膠3批次，均為國產(chǎn)；29批次樣品均購自線上電商平臺。

1.2 實驗條件

色譜條件：色譜柱Agilent VF-WAXms（30 m × 0．25 mm × 0．25 μm）；升溫程序：起始溫度為40 ℃，保持1 min，以5 ℃∕min升至200 ℃，保持1 min，再以10 ℃∕min升至235 ℃，保持15 min。分流比為5∶1；進樣量為1 μL；載氣為高純氮氣（＞ 99．999%）；流速為1 mL∕min；進樣口溫度為250 ℃。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（EI）離子源；電子能量為70 eV；傳輸線溫度為240 ℃；離子源溫度為280 ℃；溶劑延遲3 min；監(jiān)測模式為動態(tài)多反應(yīng)監(jiān)測（dMRM）；碰撞氣為高純氦氣（＞ 99．999%）；增益5。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

稱取各標(biāo)樣10 mg（精確至0．000 1 g）于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解定容，配制成質(zhì)量濃度為1 000 mg∕L的單標(biāo)儲備溶液，儲存于棕色儲液瓶中（4 ℃避光保存）。根據(jù)各目標(biāo)化合物的響應(yīng)靈敏度，配制不同質(zhì)量濃度的中間混合使用液，用于定量下限附近濃度的樣品加標(biāo)實驗。

配制質(zhì)量濃度為1 000 mg∕L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，移取200 μL于2 mL容量瓶中，用甲醇配制質(zhì)量濃度為100 mg∕L的中間混合使用液。準(zhǔn)確移取1 000 mg∕L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液10、20、40、100 μL，移取100 mg∕L的中間混合使用液2、10、20、40 μL，分別置于2 mL容量瓶中，用空白基質(zhì)提取液定容至刻度，配制質(zhì)量濃度為0．10、0．50、1．0、2．0、5．0、10、20、50 mg∕L的82種目標(biāo)化合物系列基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)混合溶液。

1.4 樣品處理

將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）材質(zhì)的驅(qū)蚊扣剪成不大于2 mm × 2 mm × 2 mm的碎片，無紡布材質(zhì)的驅(qū)蚊貼剪碎。稱取0．2 ～ 1．0 g（精確至0．001 g）驅(qū)蚊扣、驅(qū)蚊貼分別置于20 mL頂空瓶中，加入5．0 mL二氯甲烷，壓蓋密封后于30 ℃恒溫條件下超聲提取30 min；ABS樣品處理參考文獻方法，加入10 mL甲醇進行沉淀，靜置分層后取上清液過0．22 μm有機濾膜［18-19］，待GC-MS∕MS分析。

稱取1．0 g（精確至0．001 g）驅(qū)蚊液、驅(qū)蚊凝膠樣品置于10 mL容量瓶中，用二氯甲烷定容，搖勻后，直接過0．22 μm有機濾膜，待進樣分析。

當(dāng)樣品中目標(biāo)物的含量超過線性范圍時，根據(jù)響應(yīng)強度進一步稀釋后分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件的優(yōu)化

82種目標(biāo)化合物的極性差別大，涵蓋醛、酮、酯、醇、酚、烯、胺與香豆素等多類化學(xué)物質(zhì)。考察了HP-5MS、Agilent VF-WAXms和DB-17MS 3款同一尺寸但不同極性色譜柱的分離效果。結(jié)果表明，目標(biāo)化合物在HP-5MS柱上共流出現(xiàn)象較嚴(yán)重，定性離子相同的6-甲基香豆素和7-甲基香豆素完全無法分離，這與文獻報道一致［21］。DB-17MS柱和Agilent VF-WAXms柱的分離效果均優(yōu)于HP-5MS柱，對同分異構(gòu)體可通過保留時間實現(xiàn)定性的目的。但本實驗采用前者未檢測到反式-2-己烯醛二甲基乙縮醛和反式-2-己烯醛二乙縮醛。強極性色譜柱Agilent VF-WAXms可以檢測到82種目標(biāo)化合物，共流出的化合物如4-甲氧基芐醇、二羥基香豆素和避蚊胺以及肉桂醇、驅(qū)蚊酯和4-叔丁基苯酚可通過不同的特征離子進行分析。因此，本文選用Agilent VF-WAXms色譜柱進行后續(xù)研究，82種目標(biāo)物的總離子流圖如圖1。

圖1 82種目標(biāo)物經(jīng)Agilent VF-WAXms色譜柱分離后的總離子流圖Fig．1 Total ion current chromatograms of the 82 analytes separated by an Agilent VF-WAXms column the peak numbers denoted were the same as those in Table 1

對質(zhì)譜參數(shù)和碰撞能量進一步優(yōu)化。通過全掃描選出各化合物豐度較高、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碎片離子作為子離子，同時避開共流出化合物之間的共有離子，從而確定各化合物的定量和定性離子對，并進一步對各離子對的最佳碰撞能量進行優(yōu)化。優(yōu)化后的質(zhì)譜參數(shù)如表1所示。

表1 82種目標(biāo)化合物的信息、質(zhì)譜參數(shù)、線性范圍及定量下限Table 1 Chemical informations，mass parameters，linear ranges and limits of quantitation（LOQs） of 82 analytes

（續(xù)表1）

（續(xù)表1）

2.2 提取條件的優(yōu)化

驅(qū)蚊液和驅(qū)蚊凝膠在二氯甲烷中可溶解，實驗選擇固體陽性樣品驅(qū)蚊貼和驅(qū)蚊扣對提取條件進行優(yōu)化。

2.2.1 提取溶劑的優(yōu)化已有的研究報道采用加標(biāo)制備陽性樣品，以回收率測定或以實際樣品測定優(yōu)化提取條件［17-19］。蒎烯、D-檸檬烯等易揮發(fā)致敏性芳香劑在制備陽性樣品過程中揮發(fā)損失較大，由于缺少有效的質(zhì)控手段，以回收率測定不能準(zhǔn)確反映提取率［18］。本文通過樣品含量初測選擇2類代表性陽性樣品，以丙酮、無水乙醇、乙腈、甲醇、四氫呋喃、二氯甲烷與正己烷為提取溶劑，分別對驅(qū)蚊貼中17種目標(biāo)物、驅(qū)蚊扣中11種目標(biāo)物（涵蓋醛、酯、酮、烯、醇等多種化合物）通過含量測定考察提取率。結(jié)果表明：上述7種有機溶劑均能有效提取驅(qū)蚊貼中蒎烯、D-檸檬烯、樟腦、水楊酸甲酯等目標(biāo)物，丙酮、二氯甲烷和四氫呋喃對薄荷醇、香茅醇、β-石竹烯、松油醇、苯甲醇的提取效果最佳（如圖2A～C）；對于ABS材質(zhì)的驅(qū)蚊扣，二氯甲烷的提取效果最佳，其次為丙酮、四氫呋喃（如圖2D）。因此，本研究采用二氯甲烷作為提取溶劑。

2.2.2 提取時間的優(yōu)化超聲波提取因提取效率高、適用性廣、操作簡單等優(yōu)勢得到廣泛應(yīng)用［18，21-22］。以二氯甲烷為提取溶劑，考察了超聲提取時間（10 ～ 120 min）對提取效率的影響。結(jié)果表明，對于驅(qū)蚊貼和驅(qū)蚊扣中含量小于100 mg∕kg的D-檸檬烯、苯甲醇、茴香烯、萜品油烯、水楊酸甲酯、香蘭素、香芹酮以及含量范圍為100 ～ 500 mg∕kg的β-石竹烯和香葉醇等目標(biāo)物，超聲提取10 min即可達到較好的提取效果；對于含量大于1 000 mg∕kg的α-蒎烯、D-檸檬烯、香茅醇、薄荷醇、丁香酚、苯甲酸芐酯（又名苯甲酸苯甲酯）等，超聲提取10 min時提取率可達到80%以上，超聲提取30 min時提取率最高。為保證各類目標(biāo)物提取充分，本文選擇提取時間為30 min。

2.3 方法驗證

2.3.1 基質(zhì)效應(yīng)、線性范圍與定量下限GC-MS∕MS具有較強的抗雜質(zhì)干擾能力，為減少樣品前處理損失，樣品經(jīng)溶劑提取后直接進樣分析。對溶劑標(biāo)樣和基質(zhì)空白標(biāo)樣分別進樣分析，測得峰面積分別為A和B，通過公式計算基質(zhì)效應(yīng)（ME）：ME = （B∕A × 100%），當(dāng)ME ＜ 80%時為基質(zhì)抑制效應(yīng)，ME ＞ 120%時為基質(zhì)增強效應(yīng)。結(jié)果表明，薄荷醇（驅(qū)蚊膏）、3，7-二甲基-6-辛烯-1-醇、香茅醇（除驅(qū)蚊膏外）等26種目標(biāo)物為弱基質(zhì)效應(yīng)，香茅醇（驅(qū)蚊膏）、驅(qū)蚊酯、7，11-二甲基-4，6，10-十二烷三烯-3-酮等8種目標(biāo)物具有基質(zhì)增強效應(yīng)，其余48種目標(biāo)物具有顯著的基質(zhì)抑制效應(yīng)。因此，方法學(xué)驗證及實際樣品含量測定以空白基質(zhì)匹配的標(biāo)樣進行分析，以保證結(jié)果準(zhǔn)確性。

用空白基質(zhì)配制質(zhì)量濃度為0．1 ～ 100 mg∕L的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用本方法進行測定，并以各目標(biāo)物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（X，mg∕L），對應(yīng)的峰響應(yīng)強度為縱坐標(biāo)（Y）得到校正曲線，以不小于10倍信噪比（S∕N≥ 10）計算定量下限（LOQ）。結(jié)果表明：82種目標(biāo)化合物在不同的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）均大于0．992 0，定量下限為0．02 ～ 5．0 mg∕kg（見表1）。

2.3.2 回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差選擇空白驅(qū)蚊貼、驅(qū)蚊扣、驅(qū)蚊凝膠和驅(qū)蚊液樣品進行3個不同加標(biāo)水平（定量下限、20 mg∕kg、100 mg∕kg）的回收實驗，每個加標(biāo)水平各添加3個平行樣進行回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）考察，用于評估經(jīng)本方法處理后各目標(biāo)化合物的損失情況。以未添加標(biāo)準(zhǔn)溶液的樣品作為空白質(zhì)控樣品，以空白基質(zhì)配制的標(biāo)樣進行校正。結(jié)果顯示：82種目標(biāo)物的回收率為60．0% ～120%，RSD為0．20% ～ 9．5%。

2.4 實際樣品檢測

采用本方法對市售的29個樣品進行測定，共檢出33種致敏性芳香劑，結(jié)果如表2所示。α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、萜品油烯、芳樟醇、薄荷醇、松油醇、香茅醇、水楊酸甲酯、香葉醇和丁香酚等11種致敏性芳香劑在樣品中的檢出率很高（＞ 80%），最高含量為116 ～ 21 140 mg∕kg。薄荷醇和香茅醇在40%以上樣品中的含量大于100 mg∕kg，最高含量分別為10 015 mg∕kg和6 300 mg∕kg。驅(qū)蚊貼中檢出金合歡醇的最高含量為5 150 mg∕kg。香芹酮、α-異甲基紫羅蘭酮、苯甲醇、鈴蘭醛、肉桂醛和戊基肉桂醇在所檢樣品中的含量均小于100 mg∕kg。

表2 樣品含量測定結(jié)果Table 2 Contents of analytes in samples w∕（mg·kg-1）

以多種植物精油為成分的驅(qū)蚊貼和驅(qū)蚊扣中檢出的致敏性芳香劑主要為α-蒎烯、薄荷醇、香茅醇、水楊酸甲酯、香葉醇、丁香酚和金合歡醇；以不同植物提取物為有效成分的驅(qū)蚊液中檢出的致敏性芳香劑主要為薄荷醇、松油醇、香茅醇和香葉醇；以不同植物提取液為有效成分的驅(qū)蚊凝膠中檢出α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、萜品油烯、芳樟醇、β-石竹烯和薄荷醇；3個驅(qū)蚊液中檢出驅(qū)蚊酯，含量為10 200 ～21 350 mg∕kg。

（續(xù)表2）

3 結(jié) 論

本研究建立了同時測定驅(qū)蚊產(chǎn)品中82種風(fēng)險性化學(xué)物質(zhì)的GC-MS∕MS分析方法。通過色譜-質(zhì)譜條件優(yōu)化，在提升檢測靈敏度的同時，保證了共流出化合物定性定量分析的準(zhǔn)確性；通過對陽性樣品前處理條件的優(yōu)化，提高了分析結(jié)果的可靠性。該方法試劑用量少、前處理簡單、結(jié)果準(zhǔn)確靈敏，適用于驅(qū)蚊產(chǎn)品中多種致敏性芳香劑和農(nóng)藥的同時測定。