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摘要:在纺织品中对于直接蓝6、直接红28和碱性蓝26等致癌染料的添加是有一定的限量的。针对目前对碱性蓝26染料的测定方法研究较少,本文通过采用甲醇超声萃取,高效液相色谱-二极管阵列(HPLC-DAD)和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)检测,建立了可快速定性和定量测定纺织品中致癌染料碱性蓝26的方法,并对试验过程以及结果进行讨论分析。
关键词:致癌染料;碱性蓝26;测定
引言
随着社会经济的不断发展,以及人们环保和健康意识的不断增强,纺织品对人体健康和生态环境方面的影响也越来越受到关注。而致癌染料作为生态纺织品标准监测体系中的重要项目,更成为了人们日益关切的对象和科学研究的热点。因此建立纺织品中致癌染料的分析检测方法,对促进全球纺织产业生态化发展和保护人类健康具有重要的现实意义。其中,碱性蓝26染料是新发现的致癌染料,对于此染料的测定研究较少,鉴于此,本文主要针对纺织品中碱性蓝26,建立了超声提取/高效液相色谱-二极管阵列或液相色谱-串联质谱测定方法。
1.试验部分
1.1仪器与试剂
仪器:ThermoUltimate3000高效液相色谱仪(配二极管阵列检测器),ThermoTSQQuantumUltra+Ultimate3000高效液相色谱-串联质谱仪,BransonicCPXH可控温超声波发生器。
试剂:碱性蓝26染料,纯度97.5%;0.5mol/L磷酸二氢四丁基铵;甲醇、乙腈、乙酸铵、甲酸为色谱纯;0.45mm聚四氟乙烯薄膜过滤头;水为MilliQ纯水仪制备。
1.2试验方法
准确称取适量碱性蓝26染料标准物质,用甲醇配成200mg/L的标准储备液,再用甲醇进一步稀释至所需浓度。准确称取1.0g剪碎的纺织试样,置于40mL具塞反应管中,准确加入20mL甲醇,在60℃下超声提取30min。提取液经0.45mm聚四氟乙烯薄膜过滤头过滤后直接用于仪器分析。
1.3 HPLC-DAD分析条件
色谱柱:HypersilGoldC18柱(100mm×2.1mm,1.9mm);柱温:40℃;流动相:乙腈(A)和2.5mmol/L磷酸二氢四丁基铵(B);梯度洗脱程序:20%A保持lmin,之后在20min内流动相A线性升至100%;流速:200mL/min;进样量:5mL。检测波长:200nm~800nm,定量波长615nm。
1.4 LC-MS/MS分析条件
色谱柱同上;柱温:30℃;流动相:甲醇(A)和pH=4.0、5mmol/L乙酸铵溶液(B);梯度洗脱程序:30%A保持lmin,之后在5min内流动相A从30%线性增至90%,保持4min;流速:300mL/min;进样量:5mL。
检测模式:正离子模式(ESI+);喷雾电压:3200V;鞘气(N2)流速:35L/min,辅助气(He)流速:10L/min;离子源温度:350℃;蒸发温度:350℃;扫描方式:选择反应监控(SRM);离子扫描时间:0.1min。检测参数见表1。
表1 碱性蓝26的LC-MS/MS检测参数
2.结果与讨论
2.1提取溶剂选择
染料的酸碱性不是指染液中H+和OH-兩种离子的平衡状态,而是指染料中的主要显色基团为阳离子还是阴离子[1]。碱性染料是芳香碱与酸(有机酸、无机酸)所生成的盐,即有色的有机碱的盐类。碱性染料的阳离子为有色离子,故又称阳离子染料。这类染料易溶于甲醇、乙腈等极性较强的溶剂,而不易溶于丙酮、乙酸乙酯和正己烷等中等极性和弱极性的有机溶剂。因乙腈对棉、麻、丝、毛等天然纤维和涤纶、腈纶、锦纶等化学纤维具有溶胀作用,不宜采用[2]。因此,本文选取甲醇作为萃取溶剂。
2.2提取条件选择
用20mL甲醇作为提取溶剂,比较了含有碱性蓝26的样品在60℃超声10min、20min、30min、40min的提取效果,结果表明超声有助于样品的提取,当超声时间超过30min后,碱性蓝26的提取结果趋于稳定,因此选择60℃超声30min作为提取方法[3]。
2.3色质谱条件的优化
2.3.1色谱条件的选择
比较了不同流动相组成下,SynchronisC18(50mm×2.1mm,1.7mm)和HysilGoldC18(50mm×2.1mm,1.9mm)这两种色谱柱对碱性蓝26的保留情况,结果见表2。
结合峰形、灵敏度考虑,选择HysilGoldC18作为分析柱,同时选择乙腈/磷酸二氢四丁基铵(2.5mmol/L)作为高效液相色谱法的流动相,甲醇/5mmol乙酸铵(pH=4.0)作为液相色谱-串联质谱的流动相。
2.3.2检测波长和质谱条件的选择
通过DAD检测器进行全波长光谱扫描得到的碱性蓝26的光谱图,表明其最大吸收波长在616nm处,由此确定定量检测波长为615nm。
通过质谱化合物优化功能,得到碱性蓝26的二级质谱图和碰撞能量,把[M+1]+作为母离子,丰度较强的3个离子作为子离子,从而选定3对母离子/子离子(470.3/454.3;470.3/349.2;470.3/333.1),470.3/454.3用于定量。
2.4方法的线性范围、检出限和重现性
用甲醇配制一系列标准溶液,在1.3或1.4的试验条件进行测定,以峰面积(A)对溶液浓度(C)做标准曲线,分别得到线性方程、方法的线性范围、相关系数及定量检出限等,结果见表3。
因碱性染料可用于各种纤维的印花和染色,分别以0.5mg/L和2.0mg/L浓度的碱性蓝26标准溶液添加到棉、羊毛、锦纶标准贴衬布上,按2.2方法处理后进行仪器分析,各浓度水平重复测定6次,测得回收率在91.2%~103.5%。6次测定的相对标准偏差(RSD)值均小于10%。
2.5实际样品分析
在优化的试验条件下,对日常送检的20批各种纤维组成的纺织面料进行了碱性蓝26的检测,未见有面料中检出碱性蓝26。
总而言之,目前,针对纺织品中致癌染料的检测方法较多,但由于染料成分复杂,对检测方法的选择性和抗干扰能力要求高。本文建立了超声提取/高效液相色谱-二极管阵列或液相色谱-串联质谱测定纺织品中碱性蓝26的测定方法。结果表明:方法检出限低,精确度较高,能满足分析检测工作的需要;此外,两种方法可相互验证,提高检测结果的准确性。
参考文献:
[1]顾正健,黄雅佩,沈阳,等. 高效液相色谱法同时测定冷饮中禁限用色素胭脂虫红酸、喹啉黄和碱性蓝26[J]. 化学试剂,2014,36(4):325-328.
[2]林珍珍,莫卫民,陈小珍,等. 超高效液相色谱-串联质谱法测定辣椒制品中5种碱性染料[J]. 理化检验(化学分册),2013,49(7):880-882.
[3]陈金泉,林登光. 纺织品中碱性紫3和碱性蓝26的高效液相色谱法测定[J]. 中国纤检,2018(3).
关键词:致癌染料;碱性蓝26;测定
引言
随着社会经济的不断发展,以及人们环保和健康意识的不断增强,纺织品对人体健康和生态环境方面的影响也越来越受到关注。而致癌染料作为生态纺织品标准监测体系中的重要项目,更成为了人们日益关切的对象和科学研究的热点。因此建立纺织品中致癌染料的分析检测方法,对促进全球纺织产业生态化发展和保护人类健康具有重要的现实意义。其中,碱性蓝26染料是新发现的致癌染料,对于此染料的测定研究较少,鉴于此,本文主要针对纺织品中碱性蓝26,建立了超声提取/高效液相色谱-二极管阵列或液相色谱-串联质谱测定方法。
1.试验部分
1.1仪器与试剂
仪器:ThermoUltimate3000高效液相色谱仪(配二极管阵列检测器),ThermoTSQQuantumUltra+Ultimate3000高效液相色谱-串联质谱仪,BransonicCPXH可控温超声波发生器。
试剂:碱性蓝26染料,纯度97.5%;0.5mol/L磷酸二氢四丁基铵;甲醇、乙腈、乙酸铵、甲酸为色谱纯;0.45mm聚四氟乙烯薄膜过滤头;水为MilliQ纯水仪制备。
1.2试验方法
准确称取适量碱性蓝26染料标准物质,用甲醇配成200mg/L的标准储备液,再用甲醇进一步稀释至所需浓度。准确称取1.0g剪碎的纺织试样,置于40mL具塞反应管中,准确加入20mL甲醇,在60℃下超声提取30min。提取液经0.45mm聚四氟乙烯薄膜过滤头过滤后直接用于仪器分析。
1.3 HPLC-DAD分析条件
色谱柱:HypersilGoldC18柱(100mm×2.1mm,1.9mm);柱温:40℃;流动相:乙腈(A)和2.5mmol/L磷酸二氢四丁基铵(B);梯度洗脱程序:20%A保持lmin,之后在20min内流动相A线性升至100%;流速:200mL/min;进样量:5mL。检测波长:200nm~800nm,定量波长615nm。
1.4 LC-MS/MS分析条件
色谱柱同上;柱温:30℃;流动相:甲醇(A)和pH=4.0、5mmol/L乙酸铵溶液(B);梯度洗脱程序:30%A保持lmin,之后在5min内流动相A从30%线性增至90%,保持4min;流速:300mL/min;进样量:5mL。
检测模式:正离子模式(ESI+);喷雾电压:3200V;鞘气(N2)流速:35L/min,辅助气(He)流速:10L/min;离子源温度:350℃;蒸发温度:350℃;扫描方式:选择反应监控(SRM);离子扫描时间:0.1min。检测参数见表1。
表1 碱性蓝26的LC-MS/MS检测参数
2.结果与讨论
2.1提取溶剂选择
染料的酸碱性不是指染液中H+和OH-兩种离子的平衡状态,而是指染料中的主要显色基团为阳离子还是阴离子[1]。碱性染料是芳香碱与酸(有机酸、无机酸)所生成的盐,即有色的有机碱的盐类。碱性染料的阳离子为有色离子,故又称阳离子染料。这类染料易溶于甲醇、乙腈等极性较强的溶剂,而不易溶于丙酮、乙酸乙酯和正己烷等中等极性和弱极性的有机溶剂。因乙腈对棉、麻、丝、毛等天然纤维和涤纶、腈纶、锦纶等化学纤维具有溶胀作用,不宜采用[2]。因此,本文选取甲醇作为萃取溶剂。
2.2提取条件选择
用20mL甲醇作为提取溶剂,比较了含有碱性蓝26的样品在60℃超声10min、20min、30min、40min的提取效果,结果表明超声有助于样品的提取,当超声时间超过30min后,碱性蓝26的提取结果趋于稳定,因此选择60℃超声30min作为提取方法[3]。
2.3色质谱条件的优化
2.3.1色谱条件的选择
比较了不同流动相组成下,SynchronisC18(50mm×2.1mm,1.7mm)和HysilGoldC18(50mm×2.1mm,1.9mm)这两种色谱柱对碱性蓝26的保留情况,结果见表2。
结合峰形、灵敏度考虑,选择HysilGoldC18作为分析柱,同时选择乙腈/磷酸二氢四丁基铵(2.5mmol/L)作为高效液相色谱法的流动相,甲醇/5mmol乙酸铵(pH=4.0)作为液相色谱-串联质谱的流动相。
2.3.2检测波长和质谱条件的选择
通过DAD检测器进行全波长光谱扫描得到的碱性蓝26的光谱图,表明其最大吸收波长在616nm处,由此确定定量检测波长为615nm。
通过质谱化合物优化功能,得到碱性蓝26的二级质谱图和碰撞能量,把[M+1]+作为母离子,丰度较强的3个离子作为子离子,从而选定3对母离子/子离子(470.3/454.3;470.3/349.2;470.3/333.1),470.3/454.3用于定量。
2.4方法的线性范围、检出限和重现性
用甲醇配制一系列标准溶液,在1.3或1.4的试验条件进行测定,以峰面积(A)对溶液浓度(C)做标准曲线,分别得到线性方程、方法的线性范围、相关系数及定量检出限等,结果见表3。
因碱性染料可用于各种纤维的印花和染色,分别以0.5mg/L和2.0mg/L浓度的碱性蓝26标准溶液添加到棉、羊毛、锦纶标准贴衬布上,按2.2方法处理后进行仪器分析,各浓度水平重复测定6次,测得回收率在91.2%~103.5%。6次测定的相对标准偏差(RSD)值均小于10%。
2.5实际样品分析
在优化的试验条件下,对日常送检的20批各种纤维组成的纺织面料进行了碱性蓝26的检测,未见有面料中检出碱性蓝26。
总而言之,目前,针对纺织品中致癌染料的检测方法较多,但由于染料成分复杂,对检测方法的选择性和抗干扰能力要求高。本文建立了超声提取/高效液相色谱-二极管阵列或液相色谱-串联质谱测定纺织品中碱性蓝26的测定方法。结果表明:方法检出限低,精确度较高,能满足分析检测工作的需要;此外,两种方法可相互验证,提高检测结果的准确性。
参考文献:
[1]顾正健,黄雅佩,沈阳,等. 高效液相色谱法同时测定冷饮中禁限用色素胭脂虫红酸、喹啉黄和碱性蓝26[J]. 化学试剂,2014,36(4):325-328.
[2]林珍珍,莫卫民,陈小珍,等. 超高效液相色谱-串联质谱法测定辣椒制品中5种碱性染料[J]. 理化检验(化学分册),2013,49(7):880-882.
[3]陈金泉,林登光. 纺织品中碱性紫3和碱性蓝26的高效液相色谱法测定[J]. 中国纤检,2018(3).