湯 娟, 費曉慶, 周 佳, 錢 凱, 董紹偉, 曹麗華, 丁友超*

(1. 南京海關工業(yè)產品檢測中心, 江蘇 南京 210019; 2. 南京海關動植物與食品檢測中心, 江蘇 南京 210019; 3. 南京金檢檢驗有限公司, 江蘇 南京 210019)

有機溶劑在化妝品生產過程中可用于溶解和分散香精、殺菌防腐劑、表面活性劑、油脂和著色劑等,但在美甲用品、防粉刺化妝品和香水等產品中時有發(fā)現(xiàn)一些有毒有害氯代烴類有機溶劑的存在。長時間接觸含有此類氯代烴類有機溶劑的化妝品會損害消費者的身體健康,如長期接觸三氯乙烯和二氯甲烷會引起中毒性神經衰弱、植物神經紊亂和中毒性神經末梢炎,長期接觸氯仿、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯和三氯丙烷等會引起脂肪肝、肝細胞壞死和腎功能減退等?！痘瘖y品安全技術規(guī)范》(2015版)中明確規(guī)定了1,1,2-三氯乙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷類、二氯乙烯類、四氯乙烯、二氯甲烷等氯代烴類有機溶劑禁止或限用于化妝品的生產。因此,建立一個快速且有效的化妝品中氯代烴類有機溶劑的檢測方法變得十分迫切。

目前,國內外有關氯代烴類有機溶劑檢測的文獻報道中,檢測基質主要集中于藥物[1-5]、食品[6,7]、紡織品[8]、塑料制品[9,10]、皮革[11-13]、染整助劑[14]和化妝品[15-18]等,檢測方法主要有氣相色譜法(GC)[19,20]和氣相色譜-質譜法(GC-MS)[21,22]。已報道文獻中,涉及的氯代烴類有機溶劑種類較少。GC-MS結合了氣相色譜優(yōu)良的分離性和質譜鑒定的高選擇性,測定揮發(fā)性氯代烴類有機溶劑具有較高的靈敏度和準確度。對于沸點較低的氯代烴類有機溶劑,多數(shù)以頂空-GC-MS測定,但本文不采用頂空進樣,使用高沸點試劑作為進樣溶劑,取消溶劑延遲時間,建立了GC-MS測定化妝品中18種氯代烴類有機溶劑的方法。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑和材料

Trace DSQⅡ氣相色譜-質譜儀(美國Thermo Fisher公司); LDZ5-2離心機(美國Sigma公司); Milli-Q超純水系統(tǒng)(美國Millipore公司); HY-4A調速多用振蕩器(常州潤華電器有限公司); PL602-L和ML54型電子天平(感量0.01 g和0.000 1 g,梅特勒-托利多儀器上海有限公司);聚四氟乙烯有機相針式濾器(13 mm×0.45 μm,南京泰譜瑞儀器設備有限公司)。

標準品:二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、五氯乙烷、六氯乙烷、1,2,3-三氯丙烷、1,1-二氯乙烯、順-1,2-二氯乙烯、反-1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯和六氯丁二烯均購于德國Dr. Ehrenstorfer公司,純度≥99.0%。正十四烷(純度大于99%, GC級,上海安譜實驗技術股份有限公司);氯化鈉和無水硫酸鈉(分析純,南京化學試劑股份有限公司)。

115個實際化妝品樣品均購于市場。

1.2 標準溶液的配制

標準儲備液:準確稱取18種氯代烴類有機溶劑各100 mg,分別用正十四烷溶解并定容至10 mL,配制成質量濃度均為10 g/L的18種氯代烴類有機溶劑標準儲備液,于4 ℃冷藏保存。

標準工作液:分別移取0.5 mL上述18種標準儲備液,置于10 mL容量瓶中,并用正十四烷定容至刻度,配制成500 mg/L的混合標準工作液;用正十四烷逐級稀釋,配制成質量濃度分別為0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0 mg/L的系列混合標準工作液。

1.3 樣品前處理

稱取1.0 g(精確至0.01 g)樣品,置于50 mL離心管中,加入5 mL飽和氯化鈉溶液超聲分散后,加入5 mL正十四烷,常溫下以100 r/min振蕩提取20 min,然后以8 000 r/min離心3 min后,取部分上清液,過膜后供GC-MS測定。必要時用正十四烷稀釋后再進樣分析。

1.4 分析條件

色譜條件:色譜柱為Agilent J&W DB-624超高惰性毛細管柱(30 m×0.25 mm×1.4 μm);進樣口溫度為250 ℃;載氣為高純氦氣(99.999%);流速為1.0 mL/min;分流進樣,分流比為10∶1。升溫程序為初始溫度50 ℃,保持5 min,以10 ℃/min的速率升溫至240 ℃,保持2 min。進樣量為1.0 μL。

質譜條件:電子轟擊(EI)離子源,電離能量為70 eV,離子源溫度為230 ℃,四級桿溫度為150 ℃,傳輸線溫度為280 ℃,溶劑延遲時間為0 min, 19 min關閉檢測器,選擇離子監(jiān)測(SIM)模式,18種氯代烴類有機溶劑的質譜分析參數(shù)見表1。

表 1 18種氯代烴類有機溶劑的保留時間和監(jiān)測離子

2 結果與討論

2.1 色譜柱的選擇

本研究涉及的18種氯代烴類有機溶劑極性跨度大,揮發(fā)性差別大,包括多種同分異構體和結構相似物,分離難度較大。實驗分別比較了Agilent DB-1 (30 m×0.25 mm×0.25 μm)、DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)、DB-624(30 m×0.25 mm×1.4 μm)、DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)等不同極性的毛細管柱對18種氯代烴類有機溶劑色譜分離效果的影響。結果可知,18種氯代烴類有機溶劑在DB-624毛細管柱上均有較高的響應,在DB-1和DB-5毛細管柱上,待測組分雖有良好的分離,但響應值相對較低。DB-WAX毛細管柱極性較強,在高溫條件下,柱流失較嚴重。綜上,本文選擇DB-624毛細管色譜柱作為分析柱,它由6%的氰丙基-苯基和94%的二甲基聚硅氧烷組成,屬于中等極性柱,對非極性和極性化合物均具有較好的分離效果,1,1,2,2-四氯乙烷與1,2,3-三氯丙烷色譜峰雖未完全分離,但根據(jù)它們之間不同的碎片離子可分別進行定性和定量。在優(yōu)化的色譜條件下,18種氯代烴類有機溶劑的SIM色譜圖見圖1。

圖 1 18種氯代烴類有機溶劑的SIM色譜圖Fig. 1 SIM chromatogram of the 18 chlorinated hydrocarbon organic solventsPeak Nos. 1-18 were the same as that in Table 1.

2.2 提取溶劑的選擇

18種氯代烴類有機溶劑易揮發(fā),1,1-二氯乙烯和二氯甲烷等有機溶劑色譜保留時間短,如使用常規(guī)試劑作為提取溶劑,較早出峰的一些待測組分的色譜峰會與溶劑峰重合。因此,實驗選擇高沸點溶劑正十四烷作為溶劑,取消溶劑延遲時間,18種待測組分的色譜峰在正十四烷溶劑峰前完全出峰,且均有較高響應,保證了待測組分的有效色譜分離和準確定量,待測組分分離結束后關閉檢測器,高溫烘出溶劑和雜質,延緩了燈絲的使用壽命,同時有效降低了離子源污染。

2.3 提取溶液的優(yōu)化

實驗選用具有良好溶解性的高沸點溶劑正十四烷作為提取溶劑,但正十四烷極性較弱,直接將其作為提取溶劑,會導致極性較大的有機溶劑提取率相對較低。因此待測樣品中加入氯化鈉溶液以產生“鹽析”效應,改變待測組分的分配系數(shù)以提高提取率。結果表明,質量濃度小于50 g/L的氯化鈉溶液作用較低,飽和氯化鈉溶液效果最為明顯,“鹽析”效應對極性待測組分的提取效率改善尤為明顯。經過優(yōu)化可知,1.0 g樣品中加入5 mL飽和氯化鈉溶液可達到明顯效果,加標回收率和靈敏度均能達到檢測要求。飽和氯化鈉對18種氯代烴類有機溶劑提取率的影響見圖2。

圖 2 飽和氯化鈉對18種氯代烴類有機溶劑提取率的影響Fig. 2 Effects of saturated sodium chloride on the extraction rates of the 18 chlorinated hydrocarbon organic solvents Compound Nos. 1-18 were the same as that in Table 1.

2.4 提取條件的優(yōu)化

實驗以液液萃取為主,因此振搖時間、振搖溫度和振搖頻率是提取率的關鍵因素。結果表明,升高振搖溫度會導致極易揮發(fā)的有機溶劑揮發(fā)而使提取率下降,而振搖頻率過快,會導致提取溶液乳化嚴重。經過優(yōu)化,本文選擇在常溫下振搖,振搖頻率為100 r/min。

表 2 18種氯代烴類有機溶劑的回歸方程、相關系數(shù)、檢出限和定量限

實驗討論了不同振搖時間(0、5、10、15、20、25、30 min)對分析結果的影響,結果見圖3。隨著振搖時間的延長,18種氯代烴類有機溶劑的提取率也隨之增加,當振搖時間為20 min時,提取率最高。因此,本文將振搖時間定為20 min。

圖 3 不同振搖時間對18種氯代烴類有機溶劑提取率的影響Fig. 3 Effect of different shaking time on the extraction rates of the 18 chlorinated hydrocarbon organic solvents

2.5 方法學評價

2.5.1線性范圍、檢出限和定量限

對1.2節(jié)中的系列混合標準工作液進行分析,以各組分定量離子的峰面積(Y)和對應的質量濃度(X, mg/L)進行線性回歸,得到線性方程,線性相關系數(shù)(R2)均不小于0.999 2。表明18種氯代烴類有機溶劑在0.2～100 mg/L內線性關系良好。

在陰性樣品中分別添加不同水平的待測組分,根據(jù)3倍和10倍信噪比分別確定18種氯代烴類有機溶劑的檢出限(LOD,S/N=3)和定量限(LOQ,S/N=10),結果見表2。結果表明,檢出限和定量限分別為0.033～0.049 mg/L和0.10～0.15 mg/L。

2.5.2回收率與精密度

在陰性樣品(口紅(固體)和漱口水(液體))中分別添加3個水平的混合標準溶液,按照1.3節(jié)描述進行樣品前處理,在優(yōu)化后的GC-MS實驗條件下測定,每個添加水平作6次平行,重復測定兩次,計算18種氯代烴類有機溶劑的平均回收率和相對標準偏差(RSD),結果見表3。結果表明,18種氯代烴類有機溶劑在口紅和漱口水中的平均回收率為92.4%～103.1%和93.3%～102.4%,相對標準偏差為3.1%～5.3%和2.8%～5.4%,說明該方法準確度好，精密度高,適用于化妝品中目標化合物的測定。

2.6 實際樣品檢測

應用本文建立的方法對市場購買的115個化妝品進行測定,這些化妝品包括口紅、香水、指甲油、眼影、粉底液、面霜、乳液、牙膏、漱口水等,涵蓋了可能含有氯代烴有機溶劑的大部分商品,具有廣泛的代表性。結果表明,3個指甲油樣品檢測出氯代烴有機溶劑,檢出物均為四氯乙烯,不符合《化妝品安全技術規(guī)范》中的禁用要求,檢出值為11.4～42.0 g/kg。與頂空-GC-MS[15]相比,測定結果基本相當,但重復性更佳,且分析時間短。

表 3 陰性樣品中18種氯代烴類有機溶劑的加標回收率和相對標準偏差(n=6)

表 3 (續(xù))

3 結論

本文建立了氣相色譜-質譜同時測定化妝品中18種氯代烴類有機溶劑的檢測方法。該方法采用高沸點溶劑正十四烷作為提取溶劑,取消溶劑延遲時間,使極易揮發(fā)待測物能夠得到有效色譜保留和分離,前處理過程利用“鹽析”效應,極大程度提高了提取率。采用本方法對115個不同用途的化妝品樣品進行測定,結果表明,該方法重復性好,準確度高,靈敏度高,可適用于各種化妝品中氯代烴類有機溶劑的檢測,可用于化妝品品質和安全的監(jiān)控。