洗衣液中抗氧化劑BHT含量的兩種測定方法比較研究

李 智 馬嬌穎 張?zhí)煲?/p>

威萊（廣州）日用品有限公司，廣東廣州，210030

生活中我們使用洗衣液常會出現(xiàn)有色織物褪色[1]、黃變的現(xiàn)象，這與多次洗滌、暴曬、油性污漬老化等因素有關(guān)。BHT具有較好的抗氧化性能，可在一定程度上延緩皮脂油污自氧化反應(yīng)并抑制含羥基、共軛羰基基團等有色反應(yīng)產(chǎn)物生成，從而有效抑制皮脂油污發(fā)生黃變，適用于紡織品洗護領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)[2]。當今國內(nèi)洗衣液產(chǎn)品很少涉及抗氧化劑，隨著人們對產(chǎn)品要求的不斷提高，抗氧化劑將會逐漸受到關(guān)注。二丁基羥基甲苯（BHT）是一種常用的抗氧化劑，被廣泛應(yīng)用于食品及化妝品當中，而國外已有將抗氧化劑BHT應(yīng)用于洗衣液中的情況。

化妝品中抗氧化劑BHT的測定方法有氣相色譜-質(zhì)譜法[3-5]、高效液相色譜法[6-9]。食品中的抗氧化劑測定方法有氣相色譜法[10-12]、高效液相色譜法[13-14]等，以上方法以高效液相色譜法應(yīng)用最廣。而洗衣液中抗氧化劑BHT的測定方法則鮮有報道。本研究中的超高效液相色譜法（UPLC）目標物出峰速度快，一個樣品可在6 min內(nèi)完成分析。對比常規(guī)的高效液相色譜法（HPLC）具有快速、可節(jié)省大量實驗用試劑的優(yōu)點。而氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）在定性上具有優(yōu)勢，常用于樣品的定性分析，推測樣品的物質(zhì)組成，同時也可以進行定量分析。

本研究測定洗衣液中抗氧化劑二丁基羥基甲苯（BHT）含量的方法，結(jié)合實驗室現(xiàn)有條件，通過對比超高效液相色譜法（UPLC）和氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）兩種不同原理的測定方法，分析兩種方法的差異及優(yōu)缺點，以期為洗衣液中BHT含量的測定提供技術(shù)參考和數(shù)據(jù)支撐。

1 實驗部分

1.1 試劑材料

BHT 標準品（Dr. Ehrenstorfer，純度99.5%）、甲醇（色譜純，德國Merck公司）、無水硫酸鈉（麥克林，AR，99%）、實驗室用水為超純水（自制）、市售洗衣液樣品、實驗室自制洗衣液樣品。

1.2 儀器設(shè)備

超高效液相色譜儀：Waters ACQUITY UPLC（配PDA檢測器）、色譜柱ACQUITY UPLC BEH C18柱（1.7 μm，3.0 mm×100 mm）；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：Agilent Technologies 7890 B GC/5977B MSD、色譜柱HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；電子天平（METTLER TOLIDO，精度0.01 mg）；數(shù)控超聲波清洗器（昆山超聲儀器公司）；渦旋振蕩器（IKA公司）；Beckman高速冷凍離心機；超純水機（上海和泰儀器有限公司）。

1.3 標準溶液的配制

1.3.1 標準儲備液：準確稱取二丁基羥基甲苯BHT標準品50.30 mg于50 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，搖勻，配制成1 000.97 mg/L的標準儲備液，備用。

1.3.2 標準工作液：準確移取0.5 mL二丁基羥基甲苯BHT標準儲備液于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，搖勻，配制得濃度為50.05 mg/L的BHT標準中間液。再用甲醇稀釋配制濃度為0.05 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.01 mg/L的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）的標準工作溶液，同時配制濃度為0.80 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.01 mg/L、20.02 mg/L、50.05 mg/L的超高效液相色譜（UPLC）的標準工作溶液。

1.4 樣品處理

準確稱取約1 g（精確至0.001 g）市售洗衣液樣品，置于25 mL容量瓶中，用無水甲醇溶解，渦旋振蕩2 min，超聲提取20 min后，在室溫下準確定容至刻度線，混勻。以8 000 r/min離心3 min（用GC-MS測定的樣品，還需加入適量無水硫酸鈉，振搖后再離心），然后過0.22 μm有機系濾膜，待上機測定用。

1.5 儀器條件

1.5.1 氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）

1.5.1.1 色譜條件

升溫程序：80℃保持1 min，然后以10 ℃/min升溫至210℃保持4 min，再以15 ℃/min升溫至280℃保持4 min；載氣：氦氣，純度≥99.999%；流速0.9 mL/min；進樣口溫度：230℃；進樣方式：不分流進樣。

1.5.1.2 質(zhì)譜條件

離子源溫度：230℃；四級桿溫度：150℃；GC-MS接口溫度：280℃；溶劑延遲6 min；電子轟擊源：70 eV；選擇離子監(jiān)測SIM：定量離子205（100）；定性離子145（13）、220（25）。

1.5.2 超高效液相色譜法（UPLC）

流動相：甲醇∶水＝90∶0，等度洗脫；PDA檢測器；檢測波長：278 nm；柱溫：30℃；流速：0.25 mL/min；進樣體積：3 μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和超高效液相色譜法（UPLC）的線性關(guān)系

按照1.5的儀器條件，分別應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和超高效液相色譜法（UPLC），用1.3.2配制的BHT標準系列工作液進行測定，以BHT標準工作液系列濃度為橫坐標，相對應(yīng)測得的目標色譜峰面積為縱坐標，繪制標準工作曲線，進行線性回歸分析。結(jié)果表明BHT在氣相色譜-質(zhì)譜儀0.05～10.01 mg/L、超高效液相色譜儀0.80～50.05 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性方程分別為y＝89 838x-5 235.1和y＝6 891.7x-3 009.6，相關(guān)系數(shù)R2分別為0.999 6和0.999 7，均大于0.999。BHT標準溶液GC-MS總離子流圖，見圖1；BHT標準溶液UPLC色譜圖，見圖2。

圖1 BHT標準 溶液GC-MS總離子流圖

圖2 BHT標準溶液超高效液相色譜圖

2.2 兩種方法的檢出限與定量限

準確稱取約1 g不含被測組分BHT的洗衣液樣品，添加適量BHT標準工作溶液，經(jīng)1.4樣品處理后，按照1.5儀器色譜條件分別進行測定，記錄信噪比。以色譜峰面積≥3倍儀器噪聲時（信噪比S/N≥3）的添加量作為方法檢出限，以色譜峰面積大于等于10倍儀器噪聲時（信噪比S/N≥10）的添加量作為方法定量限，得到方法檢出限和定量限。氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）的檢出限為0.5 mg/kg，定量限為1.25 mg/kg。超高效液相色譜法（UPLC）的檢出限為5 mg/kg，定量限為20 mg/kg。由此可見，氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）的檢出限和定量限均比超高效液相色譜法的低。

2.3 兩種方法的回收率和精密度

在不含被測組分BH T 的洗衣液樣品中，進行3個水平的加標回收實驗，添加低、中、高3個濃度水平的二丁基羥基甲苯（BHT）標準工作溶液，按照1.4樣品處理過程操作，1.5儀器條件測定，每個濃度水平進行6次平行試驗，計算兩種方法的加標回收率和精密度。測定結(jié)果見表1。結(jié)果表明，氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和超高效液相色譜法（UPLC）從方法學(xué)上均能提供有效、準確的檢測結(jié)果。GC-MS法的回收率為102.04%～112.80%，RSD≤3.22%；UPLC法的回收率為98.67%～103.48%，RSD≤1.81%。

表1 回收率和精密度測定結(jié)果（n＝6）

式中，X為樣品中BHT含量（mg/kg）；C為從標準曲線得到的BHT溶液濃度（mg/L）；V為樣品溶液最終定容體積（mL）；m為稱取的樣品質(zhì)量（g）。

2.4 樣品測定

應(yīng)用GC-MS法和UPLC法分別測定20個市售洗衣液樣品及6個實驗室自制洗衣液樣品的BHT含量。按1.4樣品處理條件進行操作后，按照1.5儀器色譜條件分別進行測定，每個樣品進行2個平行樣的測定。20個市售洗衣液樣品中有3個進口洗衣液檢出BHT組分，其余洗衣液（包括國產(chǎn)的及進口的）均未檢出BHT組分。實驗室自制洗衣液樣品BHT的實際含量為已知值。陽性樣品測定結(jié)果見表2。整體來說，氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）的測定結(jié)果較超高效液相色譜法（UPLC）的測定結(jié)果稍有偏高，兩種方法的相對偏差為8.64%～10.34%，而2.3兩種方法的回收率結(jié)果：GC-MS法的回收率為102.04%～112.80%，UPLC法的回收率為98.67%～103.48%，GC-MS法的回收率整體均大于UPLC法的回收率，這也表明氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）的測定結(jié)果是稍高于超高效液相色譜法（UPLC）的。

表2 2種不同測定方法陽性樣品的比對結(jié)果（n＝2）

氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）測定結(jié)果比超高效液相色譜法（UPLC）稍高的原因可能是由于基質(zhì)效應(yīng)。待測洗衣液樣品成分較復(fù)雜，基質(zhì)和二丁基羥基甲苯（BHT）同時進入分析系統(tǒng)中，洗衣液樣品中基質(zhì)成分的存在減少了儀器系統(tǒng)活性點位與BHT作用的機會，使檢測信號增強，檢測結(jié)果比實際結(jié)果稍偏高一些。洗衣液基質(zhì)效應(yīng)總體較小，其對結(jié)果準確度的影響有限，可不考慮。

3 結(jié)論

本實驗研究測定洗衣液中抗氧化劑二丁基羥基甲苯（BHT）含量的檢測方法，并在市售洗衣液中發(fā)現(xiàn)抗氧化劑BHT，研究對比了氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）及超高效液相色譜法（UPLC），通過對線性關(guān)系、加標回收率、精密度、檢出限和定量限等指標進行方法學(xué)驗證，兩種方法的線性關(guān)系良好，回收率、精密度等均符合相關(guān)要求，兩種方法各有特色，均能滿足定量檢測要求。氣相色譜-質(zhì)譜法檢出限和定量限更低，可用于準確定性，不過由于存在基質(zhì)效應(yīng)，測定結(jié)果較實際含量稍有偏高，但方法學(xué)驗證數(shù)據(jù)（兩種方法的回收率）表明其準確度仍在可接受范圍內(nèi)。當實驗樣品中BHT含量較低或需進行定性分析，推測物質(zhì)組成時，建議選擇氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）。而對于BHT含量較高的樣品，因超高效液相色譜法（UPLC）重現(xiàn)性較好，檢測快速，定量準，可選擇此方法進行定量分析。綜上，在實際測定時可針對不同檢測樣品及檢測目的選擇不同方法進行定性定量分析。