醫(yī)用口罩中致癌芳香胺染料檢驗(yàn)方法研究

馬海播 趙曉冬 劉芳

【摘要】為了檢測(cè)染色類醫(yī)用口罩中可能存在的致癌芳香物，建立了氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定20種芳香胺的分析方法。染色類醫(yī)用口罩中的偶氮染料在（70±2）℃經(jīng)預(yù)處理后還原為芳香胺，向反應(yīng)器中加入10 mL的2，4，5-三氯苯胺內(nèi)標(biāo)工作溶液，振搖10 min，再加入1 g無(wú)水硫酸鈉除水，取上層清液過(guò)0.45μm濾膜，以氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS/ MS），在多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)（MRM）模式下檢測(cè)，以內(nèi)標(biāo)法定量。目標(biāo)物在各自濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（r>0.9965），在1.0、5.0、10.0μg/L三個(gè)加標(biāo)水平下的回收率為90.94%～110.96%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.1%～5.6%，檢出限（LOD）為3.66×10-5～1.00×10-1 mg/kg，定量下限（LOQ）為1.22×10-4～1.00 mg/kg。該方法簡(jiǎn)便快捷，靈敏度高，可用于染色類醫(yī)用口罩中芳香胺的快速檢測(cè)。

【關(guān)鍵詞】染色類醫(yī)用口罩；氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法；芳香胺；禁用偶氮染料；多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.05.028

【基金項(xiàng)目】遼寧省市場(chǎng)監(jiān)督管理局科技項(xiàng)目（2022ZC004）。

Study on the Detection Method of Carcinogenic Aromatic Amine Dyes in Medical Masks

MA Haibo， ZHAO Xiaodong， LIU Fang

（Shenyang Institute for Food and Drug Control， Shenyang 110122， China）

Abstract： In order to detect possible carcinogenic aromatizations in medical masks，An analytical method for the determination of 24 aromatic amines by gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry was established. The azo dye in the stained medical mask was reduced to aromatic amine after pretreatment at （70±2）°C， and 10 mL of 2，4，5-trichloroaniline internal standard working solution was added to the reactor， shaken for 10 min， and then 1 g of anhydrous sodium sulfate was added to remove water， the upper superna-tant was taken over a 0.45μm filter membrane， and the gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry（GC-MS / MS） was added to the reactor， detected in multi-reactive ion monitoring （MRM） mode， and the internal standard was measured. The targets have a good linear relationship （r>0.9965） in their respective concentration ranges， recoveries of 90.94%～ 110.96% at 1.0， 5.0， 10.0μg/L levels， and the RSD is 0.1%～5.6%， detection limits （LOD） is 3.66×10-5～1.00×10-1mg/kg， and lower quantitative limits （LOQ） is 1.22×10-4～1.00 mg/kg. This method is simple and fast， high sensitivity， can be used for the rapid detection of aromatic amines in dyed medical masks.

Key words： stained medical mask； gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry； aromatic amines； disabled azo dyes； multi-reactive ion monitoring

近期，市場(chǎng)上涌現(xiàn)出大量染色類醫(yī)用口罩。無(wú)論是一次性醫(yī)用口罩、醫(yī)用外科口罩，還是醫(yī)用防護(hù)口罩的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)均未對(duì)口罩中的禁用偶氮染料限度進(jìn)行規(guī)定[1-3]。使用印花染色口罩的安全性未知。偶氮染料本身無(wú)致癌性，但一些分子與人體接觸后，會(huì)被皮膚以及呼吸道吸收，發(fā)生還原反應(yīng)形成致癌或疑似致癌芳香物，成為人體癌變的一大誘因[4-5]。因此對(duì)印花染色醫(yī)用口罩中禁用偶氮染料的檢測(cè)應(yīng)引起重視。目前較為常見(jiàn)的是單四極桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）檢測(cè)禁用偶氮染料[6-8]，而氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜的應(yīng)用鮮有報(bào)道。氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS/MS）具有選擇性好、定量定性準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，且在多級(jí)反應(yīng)檢測(cè)模式（MRM）下能同時(shí)滿足待測(cè)物的選擇性和靈敏度要求[9-12]。由于偶氮染料中的偶氮基與多種烴基共軛相連，部分偶氮化合物會(huì)有多種同分異構(gòu)體，其相對(duì)分子質(zhì)量相同、極性相差不大、質(zhì)譜的特征離子相同，在分析此類化合物時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)“假陽(yáng)性”現(xiàn)象[13]。因此本文擬對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行多反應(yīng)檢測(cè)，僅對(duì)特異性離子對(duì)進(jìn)行篩選，高效地提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

本文通過(guò)參考現(xiàn)行紡織品標(biāo)準(zhǔn)方法中的前處理?xiàng)l件[14]，優(yōu)化色譜、質(zhì)譜方法，采用GC-MS/MS法，結(jié)合保留時(shí)間、特征離子的相對(duì)豐度比、譜圖檢索信息和峰面積對(duì)芳香胺進(jìn)行定性以及定量分析，僅采集特定離子信息，可以很大程度提高被測(cè)成分的分辨率和靈敏度。

1試驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

儀器：GC-MSW 456TQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Scion公司）；AS-1N振蕩器（日本亞速旺公司）；恒溫水浴鍋（德國(guó)memmert公司）；反應(yīng)器（具塞密閉，約60 mL，由硬質(zhì)玻璃制成管狀）；MSA6.6S-0CE-DM型電子天平（德國(guó)Sartorius公司）。

試劑：甲醇（色譜純），乙酸乙酯（色譜純），檸檬酸鹽緩沖溶液（取12.526 g檸檬酸和6.320 g氫氧化鈉，溶于水中，定容至1000 mL），連二亞硫酸鈉水溶液（200 mg/mL）新鮮制備。

標(biāo)準(zhǔn)品：20種致癌芳香物（見(jiàn)表1，德國(guó)DR，Ehrenstorfer公司），內(nèi)標(biāo)2，4，5-三氯苯胺（德國(guó)DR，Ehrenstorfer公司），實(shí)驗(yàn)用水為超純水，由Milli-Q超純水系統(tǒng)（德國(guó)Merck Millipore公司）制備。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1還原裂解反應(yīng)

取有代表性試樣，剪成約5 mm×5 mm的小片，混勻。從混勻樣中稱取試樣1.0 g，精確至0.01 g，置于反應(yīng)器中，加入17 mL預(yù)熱到（70±2）℃的檸檬酸鹽緩沖溶液，將反應(yīng)器密閉，用力振搖，使所有試樣浸入液體中，置于（70±2）℃的恒溫水浴鍋中保溫20 min。然后打開反應(yīng)器，加入3.0 mL連二亞硫酸鈉溶液，并立即密閉振搖，再將反應(yīng)器于（70±2）℃中保溫20 min，取出后2 min內(nèi)冷卻至室溫。

1.2.2萃取分離

向反應(yīng)器中準(zhǔn)確加入10 mL 2μg/mL的2，4，5-三氯苯胺內(nèi)標(biāo)溶液，將反應(yīng)器密閉，用力振搖混勻后于機(jī)械振蕩器中沿軸向振蕩10 min，靜置，再加入約1 g無(wú)水硫酸鈉，待兩項(xiàng)分層后，取上層清液過(guò)0.45μm有機(jī)濾膜，進(jìn)行GC-MS/MS測(cè)定。

1.2.3質(zhì)譜條件

色譜柱：DB-5 MS（30 m×0.25 mm，0.25μm）；采集方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式；進(jìn)樣口溫度：270℃；傳輸線溫度：270℃；離子源溫度270℃；升溫程序：初始溫度60℃，保持1 min，以12℃/min升溫至210℃，以15℃/min升溫至230℃，以3℃/min升溫至250℃，最后以25℃/min升溫至280℃；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：1.0μL；載氣：氦氣（99.999%）；柱流量：1.0 mL/min；淬滅氣：氦氣（99.999%）；流量：1.5 mL/min；溶劑延遲時(shí)間：5 min；定量方式：內(nèi)標(biāo)法。

2結(jié)果與討論

2.1質(zhì)譜條件的優(yōu)化

使用10μg/mL的芳香胺混合標(biāo)準(zhǔn)工作液在質(zhì)核比（m/z）為50～500范圍內(nèi)進(jìn)行全掃描，選擇m/z較大、豐度較高的1～2個(gè)特征離子為前級(jí)離子，對(duì)其進(jìn)行碎裂離子掃描，碰撞電壓為1～60 eV，每隔5 eV遞增。選擇豐度較高的離子對(duì)為定量離子對(duì)，再選擇豐度較小的離子對(duì)為定性離子對(duì)。最佳MRM采集參數(shù)如表1所示。

2.2萃取時(shí)間的選擇

實(shí)驗(yàn)中采取的提取方式為沿軸向機(jī)械振蕩的方式，分別比對(duì)不同振蕩時(shí)間3 min、5 min、10 min和15 min對(duì)有色口罩中致癌芳香物的萃取效果。結(jié)果見(jiàn)圖1。結(jié)果表明提取時(shí)間為10 min時(shí)提取效果最佳。

2.3線性范圍

以2μg/mL的內(nèi)標(biāo)工作溶液，配制不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液，GC-MS/MS直接測(cè)定。以標(biāo)準(zhǔn)工作液中芳香胺濃度/標(biāo)準(zhǔn)工作液中內(nèi)標(biāo)的濃度為橫坐標(biāo)x，芳香胺的峰面積/內(nèi)標(biāo)的峰面積為縱坐標(biāo)y繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，所得回歸方程及相關(guān)系數(shù)結(jié)果見(jiàn)表2。20種分析物在0.46～21.49μg/mL的線性范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r均大于0.995。

2.4檢測(cè)限與定量限

取各對(duì)照品溶液加乙酸乙酯逐步稀釋，按信噪比3∶1為檢測(cè)限（LOD），按信噪比10∶1為定量限（LOQ）進(jìn)行測(cè)定，20種禁用偶氮染料的LOD和LOQ結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出禁用偶氮染料的方法檢測(cè)限為3.66×10-5～1.00×10-1mg/kg，定量限為1.22×10-4～1.00 mg/kg，能滿足禁用偶氮染料的快速檢測(cè)篩選需求。

2.5溶液穩(wěn)定性試驗(yàn)

取本方法確認(rèn)過(guò)的陰性染料樣品，加入精密稱定的20種禁用偶氮染料對(duì)照品，按“1.2.1～1.2.2”項(xiàng)下方法配制供試品溶液，分別于0、3、6、8、10、12、24、48 h在“1.2.3”測(cè)定條件下進(jìn)樣分析。供試品溶液在室溫下放置48 h內(nèi)，20種禁用偶氮染料峰面積的RSD在1.4%～5.5%之間。結(jié)果表明供試品溶液在室溫下放置48 h內(nèi)穩(wěn)定。

2.6回收率與精密度

2.6.1儀器精密度試驗(yàn)

精密吸取20種禁用偶氮染料混標(biāo)溶液1μL，按“1.2.3”質(zhì)譜條件下連續(xù)進(jìn)樣6次，記錄峰面積，測(cè)得20種禁用偶氮染料峰面積RSD在0.3%～5.6%之間，表明儀器精密度良好。

2.6.2重復(fù)性試驗(yàn)

取本方法確認(rèn)過(guò)的陰性染料樣品6份，分別加入精密稱定的20種禁用偶氮染料對(duì)照品粉末適量，按“1.2.1～1.2.2”項(xiàng)下方法平行配制供試品溶液6份，在“1.2.3”項(xiàng)下質(zhì)譜條件測(cè)定。20種禁用偶氮染料含量的RSD在0.3%～5.3%之間，小于6%，結(jié)果表明方法的重復(fù)性良好。

2.6.3準(zhǔn)確度

取本方法確認(rèn)過(guò)的陰性醫(yī)用口罩樣品為基質(zhì)9份，并分為3組（低、中、高濃度），分別加入1.0、5.0、10.0μg/L的20種禁用偶氮染料對(duì)照品溶液，以內(nèi)標(biāo)法計(jì)算其回收率、平均回收率及RSD%。具體結(jié)果見(jiàn)表3。各濃度下的回收率均在90.94%～ 110.96%之間，平均回收率為100.63%，回收率的RSD（n=9）為0.1%～5.6%，不大于6.0%，表明方法的準(zhǔn)確度良好。

3樣品測(cè)定

取22批染色類醫(yī)用口罩，采用本方法配制供試品溶液及對(duì)照品溶液，分別精密量取1μL注入氣質(zhì)色譜儀進(jìn)樣分析。按內(nèi)標(biāo)法以峰面積計(jì)算醫(yī)用口罩中禁用偶氮染料的含量，結(jié)果見(jiàn)表4。

結(jié)果表明：在22批樣品中共13批樣品檢出2-萘胺、4，4-二氨基二苯醚、4，4-二氨基二苯甲烷、3，3-二甲基聯(lián)苯胺和4，4-二氨基二苯硫醚等芳香胺物質(zhì)，含量范圍為3.1～6.34 mg/kg。隨著芳香胺成分與降解產(chǎn)物毒理學(xué)研究手段的不斷擴(kuò)展，檢測(cè)技術(shù)的不斷革新，一些偶氮染料的致癌性等級(jí)可能會(huì)發(fā)生變化，某項(xiàng)致癌性可能會(huì)在將來(lái)被發(fā)現(xiàn)。因此，染色類醫(yī)用口罩中的芳香胺成分應(yīng)引起研究人員的重視，加快檢驗(yàn)技術(shù)學(xué)研究，及時(shí)跟進(jìn)制定科學(xué)準(zhǔn)確的檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

4結(jié)論

對(duì)于醫(yī)用口罩的含量測(cè)定首選專屬性強(qiáng)的氣相色譜-質(zhì)譜法。項(xiàng)目通過(guò)參考文獻(xiàn)中的前處理?xiàng)l件，優(yōu)化色譜、質(zhì)譜方法，采用GC-MS/MS法，結(jié)合保留時(shí)間、特征離子的相對(duì)豐度比對(duì)芳香胺進(jìn)行定性分析，具有較強(qiáng)的定性專屬性。方法優(yōu)化了前處理時(shí)間，采用液-液萃取模式直接提取致癌芳香胺，取代現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中過(guò)硅藻土柱及旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮步驟，提高了批量檢驗(yàn)效率，將偶氮染料的還原時(shí)間和潤(rùn)濕時(shí)間由90 min縮短至55 min。該方法不僅減少了提取時(shí)間和試劑使用量而且精簡(jiǎn)檢驗(yàn)步驟，降低廢液的排放量，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念。

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【作者簡(jiǎn)介】

馬海播，女，1995年出生，碩士，初級(jí)檢驗(yàn)員，研究方向?yàn)樗幤芬约搬t(yī)療器械的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

趙曉冬，男，1979年出生，主任藥師，碩士，研究方向?yàn)樗幤芬约搬t(yī)療器械的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

劉芳，女，1983年出生，主管藥師，學(xué)士，研究方向?yàn)樗幤芬约搬t(yī)療器械的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（編輯：李加鵬）