高效液相色譜法同時(shí)檢測(cè)紡織品中25種致癌芳香胺

邢 飛，任 亮，顏懷玉，王 玫，孫 赟，秦朝秋

（大連海關(guān)，遼寧大連 116000）

在紡織品著色過(guò)程中，染料、印染助劑、黏合劑等的使用導(dǎo)致紡織品中殘留部分致癌芳香胺［1］，這些致癌芳香胺會(huì)引起人體病變和誘發(fā)癌癥，嚴(yán)重危害人體健康［2-4］。禁用偶氮染料是指在一定條件下能還原出致癌芳香胺的偶氮染料，因此禁用偶氮染料檢測(cè)也叫致癌芳香胺檢測(cè)。歐盟、德國(guó)、日本及我國(guó)都有明文規(guī)定，禁止生產(chǎn)和銷(xiāo)售檢測(cè)出禁用偶氮染料的紡織品，現(xiàn)行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EN ISO 14362-1：2017和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17592—2011中都明確規(guī)定了禁用偶氮染料的種類［5-7］。

致癌芳香胺的常用檢測(cè)技術(shù)有氣質(zhì)聯(lián)用色譜法（GC-MS）和高效液相色譜法（HPLC）等。氣質(zhì)聯(lián)用色譜法作為檢測(cè)禁用偶氮染料的主要手段，靈敏度高、分析速度快、選擇性好、定性分析和定量分析均可［8-10］，但是對(duì)同分異構(gòu)體的鑒別有較大的局限性，結(jié)果也并非完全可靠，進(jìn)樣口高溫分解等原因容易導(dǎo)致假陽(yáng)性，嚴(yán)重影響分析的準(zhǔn)確性［10-12］。高效液相色譜法在分析測(cè)定某些高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定的致癌芳香胺及同分異構(gòu)體方面具有優(yōu)勢(shì)，引入二極管陣列檢測(cè)器后，借助紫外光譜的特性，定性、定量的可靠性有所提高，能對(duì)氣質(zhì)聯(lián)用法檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，降低誤判風(fēng)險(xiǎn)［13-15］。

我國(guó)現(xiàn)行紡織品中禁用偶氮染料的測(cè)試方法為GB/T 17592—2011，該方法的高效液相色譜法只能檢測(cè)出21種致癌芳香胺，檢測(cè)一個(gè)樣品耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)50 min，流動(dòng)相采用甲醇-磷酸鹽體系，會(huì)造成柱壓過(guò)大、柱子易堵塞等問(wèn)題。為避免使用磷酸鹽體系，本研究開(kāi)發(fā)的高效液相色譜檢測(cè)方法采用Accucore aQ色譜柱，可以更加快速、有效、準(zhǔn)確地對(duì)致癌芳香胺進(jìn)行分析檢測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器和試劑

ULTIMATE 3000高效液相色譜儀［DAD檢測(cè)器，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司］，R-215旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（瑞士步琦有限公司），SHA-B恒溫振蕩器（常州智博瑞儀器制造有限公司）；甲醇［色譜純，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司］，乙腈（色譜純，DikmaPure公司），乙酸銨、冰乙酸（色譜純，上海麥克林生化科技有限公司），氨水（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），芳香胺標(biāo)準(zhǔn)品（色譜純，純度大于等于98.0%，北京迪科馬科技有限公司），25種芳香胺混合標(biāo)準(zhǔn)品（100 mg/L，色譜純）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

準(zhǔn)確稱取各芳香胺標(biāo)準(zhǔn)品，然后用乙腈配制成1 000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，使用時(shí)用乙腈稀釋至所需質(zhì)量濃度。

1.3 樣品前處理和色譜條件

樣品前處理參照GB/T 17592—2011進(jìn)行。色譜柱為Accucore aQ（150 mm×4.6 mm，2.6 μm）；流動(dòng)相A為甲醇，流動(dòng)相B為乙酸銨水溶液（20 mmol/L，pH 6.9）。梯度洗脫程序：0～3.0 min，5%～18%流動(dòng)相A，保持3 min；6.0～10.9 min，18%～35%流動(dòng)相A；10.9～22.0 min，42%流動(dòng)相A；22.0～30.0 min，42%～95%流動(dòng)相A；30.0～30.1 min，95%～5%流動(dòng)相A，保持5 min。流速1 mL/min，柱溫40 ℃，進(jìn)樣量2 μL，二極管陣列檢測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)為240、280、305 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的優(yōu)化

2.1.1 色譜柱

Accucore aQ色譜柱與100%水流動(dòng)相兼容，對(duì)極性物質(zhì)具有獨(dú)特的選擇性，適用于堿性物質(zhì)的分離，能有效分離芳香胺化合物，符合快速分離的要求。

2.1.2 流動(dòng)相

由圖1可以看出，流動(dòng)相采用甲醇-20 mmol/L冰乙酸（圖1c）和乙腈-20 mmol/L冰乙酸（圖1d）時(shí)基線不平穩(wěn)，出峰少，分離度不理想；采用甲醇-20 mmol/L乙酸銨（圖1a）和乙腈-20 mmol/L乙酸銨（圖1b）時(shí)均有良好的峰型和分離效果。因?yàn)槟繕?biāo)芳香胺屬于堿性物質(zhì)，乙酸銨體系pH低于冰乙酸體系，更適合芳香胺的分離；同時(shí)考慮到乙腈價(jià)格昂貴，最終選擇甲醇-20 mmol/L乙酸銨作為流動(dòng)相，既節(jié)約成本又能夠達(dá)到良好的分離效果。

200

圖1 不同流動(dòng)相時(shí)致癌芳香胺的色譜圖

2.1.3 流動(dòng)相質(zhì)量濃度

GB/T 17592—2011中采用甲醇-磷酸鹽體系，稱取0.575 g磷酸二氫銨（115.03 g/mol）、0.700 g磷酸氫二鈉（141.96 g/mol）溶于1 000 mL水中，流動(dòng)相總離子強(qiáng)度為0.575/115.03+0.700/141.96≈10 mmol/L。由圖2可知，當(dāng)乙酸銨濃度為5、10 mmol/L時(shí)峰型拖尾，分離效果不理想；當(dāng)乙酸銨濃度為20 mmol/L時(shí)分離效果最好，但由于乙酸銨濃度越高，黏度越大，越容易造成儀器系統(tǒng)壓力過(guò)高，降低色譜柱的壽命。在保證分離度和響應(yīng)值滿足要求的前提下，應(yīng)盡量降低乙酸銨的濃度，因此乙酸銨濃度選擇20 mmol/L。

圖2 不同乙酸銨濃度時(shí)致癌芳香胺的色譜圖

2.1.4 流動(dòng)相pH

Accucore aQ色譜柱最佳pH為2.0～8.0，參考GB/T 17592—2011中甲醇-磷酸鹽體系pH 6.9，考察pH對(duì)致癌芳香胺分離效果的影響。由圖3可知，當(dāng)pH為4.9時(shí)基線不平，峰型差，分離度差；隨著pH的增大，基線越來(lái)越平穩(wěn)，峰型越來(lái)越尖銳，分離效果加強(qiáng)；當(dāng)pH為6.9時(shí)，流動(dòng)相對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的分離效果最佳，因?yàn)槟繕?biāo)芳香胺屬于堿性物質(zhì)，pH增大有利于有機(jī)溶劑對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的分離，分離度大大增強(qiáng)；但是當(dāng)pH增大至7.9時(shí)，基本接近色譜柱最佳范圍的最高值，分離效果有所下降。故pH選擇6.9。

圖3 不同pH時(shí)致癌芳香胺的色譜圖

按照梯度洗脫程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，除9和10、14和15號(hào)芳香胺外，其他芳香胺分離完全（圖4）。

圖4 致癌芳香胺的色譜圖

通過(guò)觀察紫外光譜圖（圖5）發(fā)現(xiàn)，9號(hào)芳香胺的紫外吸收為225.00 nm/246.74 nm/202.07 nm，10號(hào)芳香胺為202.01 nm/240.17 nm/293.66 nm；14號(hào)芳香胺為207.87 nm/282.17 nm/192.72 nm，15號(hào)芳香胺為204.17 nm/262.32 nm/191.92 nm，因此通過(guò)光譜分析這兩組芳香胺同樣可以達(dá)到良好的分離效果。與GB/T 17592—2011相比，本研究建立的方法能夠縮短分離時(shí)間（在35 min內(nèi)完全分離）。

圖5 紫外光譜圖

2.2 標(biāo)準(zhǔn)品定容溶劑的選擇

考察了甲醇、乙腈、乙腈/水（V/V=1/1）、叔丁基甲醚對(duì)致癌芳香胺的溶解情況及標(biāo)準(zhǔn)品的穩(wěn)定情況。結(jié)果表明甲醇和乙腈的溶解效果最佳，但是2,4-二氨基甲苯在甲醇中不穩(wěn)定，因此選擇乙腈作為標(biāo)準(zhǔn)品的定容溶劑。

2.3 方法的線性范圍和檢出限

以標(biāo)準(zhǔn)品的峰面積（y）對(duì)檢測(cè)值（x，mg/kg）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性方程如表1所示，25種癌芳香胺在1～100 mg/L內(nèi)均具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r2）均大于等于0.999 0，檢出限均小于等于1.0 mg/kg（以基線噪聲的3倍計(jì)算）。

表1 25種芳香胺的線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.4 回收率和精密度

依據(jù)GB/T 17592—2011［4-氨基偶氮苯經(jīng)本方法分解為苯胺和（或）1,4-苯二胺，所以回收率和精密度依據(jù)GB/T 23344—2009進(jìn)行分析］，以空白基質(zhì)樣品進(jìn)行3個(gè)水平的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，每個(gè)水平平行測(cè)試6次。由表2可知，25種致癌芳香胺的平均加標(biāo)回收率為51.7%～105.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.2%～2.6%，說(shuō)明該檢測(cè)方法有良好的準(zhǔn)確度和精密度。

表2 空白樣品3個(gè)水平標(biāo)準(zhǔn)添加實(shí)驗(yàn)的平均回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）

續(xù)表2

2.5 實(shí)際樣品檢測(cè)

抽取部分送檢的樣品，測(cè)定紡織品中的致癌芳香胺，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 部分樣品檢測(cè)結(jié)果

由表3可看出，GC-MS檢測(cè)3,3′-二甲氧基聯(lián)苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89 mg/kg，HPLC-DAD檢測(cè)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92 mg/kg，兩種方法的檢測(cè)結(jié)果相差不大。HPLCDAD能夠很好地對(duì)GC-MS檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

3 結(jié)論

建立了HPLC-DAD檢測(cè)25種致癌芳香胺的方法，較GB/T 17592—2011檢測(cè)時(shí)間短，不使用磷酸鹽體系，避免了柱壓過(guò)大、易堵塞的問(wèn)題，同時(shí)滿足了致癌芳香胺的定性、定量分析。