超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定日化產(chǎn)品中的三氯生與三氯卡班

劉湘軍，趙 妍，趙 珊，楊 奕，張 晶，邱細敏，邵 兵*

(1.湖南師范大學(xué) 醫(yī)學(xué)院，湖南 長沙 410006;2.北京市預(yù)防醫(yī)學(xué)研究中心，北京 100013;3.南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，江蘇 南京 210028)

三氯生與三氯卡班為廣譜抗菌劑，主要用于除臭劑、洗手液、牙膏、洗發(fā)劑、香皂、剃須膏等個人護理產(chǎn)品中，此外也可用于醫(yī)療器械及紡織品消毒。我國《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》(2007版)規(guī)定化妝品中限用物質(zhì)三氯生、三氯卡班的最大允許濃度為0.3%和1.5%［1］。

由于其使用的廣泛性、高親脂性以及與多氯聯(lián)苯相似的共平面結(jié)構(gòu)(圖1)，近年來有關(guān)三氯生可能引發(fā)的生態(tài)環(huán)境和人類健康效應(yīng)受到了環(huán)境學(xué)家的廣泛關(guān)注。已有研究表明三氯生與三氯卡班廣泛地存在于污水、地表水、城市污泥、土壤等環(huán)境基質(zhì)中［2－6］。三氯生對動物具有潛在的內(nèi)分泌干擾效應(yīng)，如影響蝌蚪時期甲狀腺激素相關(guān)基因的表達［7］，經(jīng)三氯生暴露的雄性大鼠的精子數(shù)量與激素水平降低［8］。且其在飲用水消毒過程中會生成毒性較強的氯代消毒副產(chǎn)物［9］。

個人護理品的使用是環(huán)境中三氯生與三氯卡班的主要來源。因此，了解牙膏、香皂、洗手液等常見日用品中相關(guān)物質(zhì)的含量將有助于研究其使用、排放及環(huán)境遷移情況。目前，日化產(chǎn)品中三氯生與三氯卡班的檢測方法主要有液相色譜法［10－13］、氣相色譜法(GC)和氣相色譜 －質(zhì)譜法(GCMS)［14－15］。其中GC和GC－MS法操作較為繁瑣，應(yīng)用有限;液相色譜法是最為常用的分析方法，基本能夠滿足使用限量檢測的要求，但由于日用品基質(zhì)多樣、成分復(fù)雜，方法的選擇性和特異性有待提高。本文在優(yōu)化樣品前處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于液相色譜－串聯(lián)四極桿質(zhì)譜技術(shù)建立了高靈敏度、高選擇性和特異性的日化產(chǎn)品中三氯生與三氯卡班的分析方法。

圖1 三氯生(A)與三氯卡班(B)的分子結(jié)構(gòu)式Fig.1 Molecular structures of triclosan(TCS，A)and triclocarban(TCC，B)

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Waters ACQUITYTM超高效液相色譜儀，Micromass Quattro UltimaTMPT三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國Waters公司);ACQUITY UPLC HSS T3色譜柱(2.1 mm×100 mm，1.8 μm，美國Waters公司);Milli-Q超純水器(美國Millipore公司);SA8渦旋式混合器(英國Bibby Sterilin公司);電子分析天平(瑞士Mettler Toledo公司);超聲波清洗器(美國ColeParmer公司);高速臺式離心機(德國Zentrifugen公司)。

三氯生(TCS，德國Dr.Ehrenstorfer GmBh)，三氯卡班(TCC，加拿大Toronto Research Chemicals公司)，甲醇、乙腈、乙酸乙酯(HPLC級，Dikma公司)，丙酮(J.T.Baker公司);實驗用水均為超純水(電阻率為18.2 MΩ·cm)。

準(zhǔn)確稱取三氯生、三氯卡班各0.010 0 g，置于10 mL容量瓶中，用甲醇定容，配制成1 000 mg/L標(biāo)準(zhǔn)儲備液。用甲醇稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲備液，配制成10 mg/L次級標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確量取三氯生次級儲備液500 μL、三氯卡班100 μL用甲醇定容至10 mL，獲得兩化合物質(zhì)量濃度分別為500 μg/L和100 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，再經(jīng)適當(dāng)稀釋，獲得三氯生和三氯卡班的混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，其質(zhì)量濃度分別為250、100、50、10、5、1 μg/L 和 50、20、10、2、1、0.2 μg/L。

1.2 實驗方法

準(zhǔn)確稱取消毒液1.0 g，其他樣品稱取0.5 g于15 mL聚丙烯離心管中，加入甲醇至10 mL，振蕩渦旋，使樣品與溶劑充分接觸，超聲提取10 min，冷卻至室溫，9 000 r/min離心5 min，移取上清液100 μL，用甲醇定容至1 mL，供UPLC－MS/MS檢測。

準(zhǔn)確稱取香皂0.5 g于15 mL聚丙烯離心管中，加入丙酮至10 mL，振蕩渦旋，使樣品與溶劑充分接觸，超聲提取10 min，冷卻至室溫，9 000 r/min離心5 min，移取上清液100 μL，用甲醇定容至1 mL，供UPLC－MS/MS檢測。

1.3 色譜條件

流動相A為水，B為甲醇。梯度洗脫:0～4 min，75%～100%B;4～5 min，100%B;5～5.5 min，100%～75%B;平衡2 min，等待下一次進樣。流速0.3 mL/min，柱溫40℃，樣品室溫度4℃，進樣量 5 μL。

1.4 質(zhì)譜條件

離子源為電噴霧負離子模式(ESI－)，掃描方式為多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)，毛細管電壓 :3.0 kV，錐孔電壓:45 V，離子源溫度:100℃，脫溶劑氣溫度:350℃，脫溶劑(N2)氣流量:560 L/h，碰撞室壓力:1.2e－3mbar，光電倍增管電壓:650 V。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

使用流動注射泵將1 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)品以20 μL/min的流速直接注入質(zhì)譜儀中，在全掃描(MS Scan)模式下確定三氯生、三氯卡班的母離子，優(yōu)化毛細管電壓及錐孔電壓使母離子的響應(yīng)值最高。再用子離子掃描模式確認各自的子離子，選擇響應(yīng)值較高的兩個子離子，1個作為定量離子，另1個作為定性離子，優(yōu)化其碰撞能量。結(jié)果表明，三氯生的定量離子和定性離子分別為m/z 287＞35、m/z 289＞35，碰撞能量為10 eV，三氯卡班的定量離子和定性離子分別為m/z 313＞160、m/z 313＞126，碰撞能量分別為15 eV和18 eV。

2.2 前處理條件的優(yōu)化

目標(biāo)化合物提取是樣品前處理的首要步驟。此外，在液相色譜電噴霧質(zhì)譜分析過程中，基質(zhì)共提物通常會對目標(biāo)物的響應(yīng)產(chǎn)生干擾，從而影響定量分析效果。因此，本研究從待測物的提取效率和基質(zhì)效應(yīng)兩個方面綜合考慮，進行提取條件的優(yōu)化。

三氯生與三氯卡班的正辛醇/水分配系數(shù)(logKow)分別為4.8、4.9［16］，屬于親脂性較強的化合物。根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)，同時兼顧反相液相色譜的特點，比較了常用的有機溶劑甲醇、乙腈以及甲醇－水(1∶1，體積比)和乙腈－水(1∶1)的提取效果。三氯生和三氯卡班空白樣品的加標(biāo)濃度分別為10 μg/L和2 μg/L，結(jié)果如圖2所示。甲醇作為提取劑時，牙膏、洗手液、消毒液、洗發(fā)露4種樣品基質(zhì)中目標(biāo)化合物的絕對回收率為85%～110%，略高于甲醇－水體系對應(yīng)的回收率(63%～100%)，同時，在甲醇及甲醇－水兩種體系中，兩種目標(biāo)化合物的基質(zhì)抑制率均低于30%。乙腈及乙腈－水作為提取溶劑時，三氯生的回收率較為滿意，約為70%～110%，但洗手液和消毒液中三氯卡班的回收率明顯低于甲醇及甲醇－水體系。鑒于以上結(jié)果，本實驗最終選用甲醇作牙膏、洗手液、消毒液和洗發(fā)露的提取溶劑。

圖2 不同提取液對5種基質(zhì)中目標(biāo)化合物的回收率Fig.2 Recoveries of target compounds in five matrices using different extraction solutions

對于香皂樣品，甲醇－水、乙腈－水作為提取液時，溶液較為渾濁、無法上機測定;即使經(jīng)9 000 r/min離心10 min后，該現(xiàn)象也未改善。若使用有機濾膜過濾的方式除濁，則會造成目標(biāo)化合物顯著損失(超過80%)。因此，在處理該類樣品時，僅考察了甲醇、乙腈、丙酮和乙酸乙酯純有機溶劑的提取效果，結(jié)果見圖2E，除乙酸乙酯外，其它3種有機溶劑均獲得了較為滿意的回收率，但使用甲醇和乙腈作為提取溶劑時，三氯卡班的基質(zhì)抑制率很強，在60%以上;丙酮作為提取溶劑時，目標(biāo)化合物的絕對回收率均超過95%，基質(zhì)抑制率低于10%。因此，最終選用丙酮作為香皂的提取溶劑。

2.3 方法的線性范圍與定量下限

在優(yōu)化條件下，以目標(biāo)化合物的濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)進行線性回歸，兩者分別在1～250、0.2～50 μg/L范圍內(nèi)呈良好線性，其相關(guān)系數(shù)(r2)均大于0.995。當(dāng)樣品濃度超出線性范圍時，需進行稀釋。按本方法分別在空白樣品中添加三氯生與三氯卡班標(biāo)準(zhǔn)品進行測定，按信噪比大于10計算方法定量下限。三氯生和三氯卡班的定量下限分別為0.2～0.7 mg/kg和0.01～0.02 mg/kg(見表1)。

表1 三氯生與三氯卡班的加標(biāo)回收率、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差及定量下限(n=6)Table1 Spiked recoveries，relative standard deviations and LOQs of triclosan and triclocarban(n=6)

2.4 方法的回收率與精密度

取空白的牙膏、香皂、洗手液、消毒液及洗發(fā)露，加入適量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在低、中、高3個加標(biāo)水平下考察方法的回收率和精密度，3個加標(biāo)水平對應(yīng)的三氯生濃度分別為2、10、40 mg/kg，三氯卡班的濃度為前者的五分之一。按照上述方法進行提取和測定，每個條件設(shè)6個平行，計算所得的回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)(見表1)。方法的平均回收率為86%～116%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8%～15%。

2.5 實際樣品的檢測

按本方法對購自北京某大型超市的6份牙膏、7份香皂、3份洗手液、3份消毒液和3份洗發(fā)露，共22份樣品進行檢測。結(jié)果表明，2份牙膏樣品中檢出三氯生2.862 g/kg和2.843 g/kg，2份香皂樣品中檢出三氯生0.700 g/kg和0.693 g/kg，1份洗發(fā)露樣品中檢出三氯生0.785 g/kg，1份香皂樣品中檢出三氯卡班6.594 g/kg，1份洗手液中檢出三氯卡班0.029 g/kg，上述檢測結(jié)果與產(chǎn)品標(biāo)識一致。此外，在1份未標(biāo)明添加標(biāo)識的香皂樣品中檢出少量的三氯卡班(0.005 g/kg)。以上檢出量均未超過我國《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》所規(guī)定的限值。圖3為含有三氯的香皂及三氯生、三氯卡班標(biāo)準(zhǔn)品的MRM色譜圖。

3 結(jié)論

本文所建立的日化產(chǎn)品中三氯生與三氯卡班的UPLC－MS/MS檢測方法簡便、靈敏、選擇性強，其回收率及精密度均滿足測定要求，可用于日化產(chǎn)品中三氯生與三氯卡班的快速檢測。

圖3 含三氯卡班的香皂(左)及三氯生、三氯卡班混合標(biāo)準(zhǔn)品(右)的MRM圖Fig.3 MRM chromatograms of a soap containing triclocarban(left)and a mixture of TCC and TCS standard(right)

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