高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜法測定化妝品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇

王枚博，鐘吉強，陳丹丹，毛北萍，王欣美，鄭 榮，劉 暢，王 柯

(上海市食品藥品檢驗所，上海 201203)

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高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜法測定化妝品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇

王枚博，鐘吉強，陳丹丹，毛北萍，王欣美，鄭 榮，劉 暢，王 柯*

(上海市食品藥品檢驗所，上海 201203)

建立了高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜(HPLC-ICP-MS)測定化妝品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的方法。采用ZORBAX RX-C8色譜柱(150×2.1 mm，5 μm)進行分離，以甲醇-水-5%磷酸(10∶985∶5， 用2 mol/L NaOH調至pH 3.0)為流動相，流速為0.7 mL/min，柱溫為室溫。結果顯示，2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇在2.5 min處出峰，其線性范圍為0.01 ～1.0 mg/L，相關系數(shù)為 0.999 9。不同基質化妝品的方法檢出限均為1.0 μg/g，回收率為94.6% ～ 101.3%，相對標準偏差(RSD，n=6)為1.5% ～4.5%。該方法快速、準確、靈敏、無干擾，適用于化妝品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的定性定量測定。

高效液相色譜(HPLC)；電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)；2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇；化妝品

2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇俗稱布羅波爾，分子式為C3H6O4NBr，分子量為199.9，是一種高效的廣譜抗菌劑，其對銅綠色極毛桿菌具有很強的滅殺活性，對細菌的抑制效果比霉菌和酵母菌好，且不受陰離子、陰離子表面活性劑以及蛋白質的影響，適宜作為香波和發(fā)泡劑等的防腐劑[1]。2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇屬中等毒性化合物，大鼠急性經皮LD50值大于1 600 mg/kg，對皮膚有中等刺激，對眼睛有輕微刺激[2]?！痘瘖y品安全技術規(guī)范(2015年版)》[3]將其列為準用防腐劑，規(guī)定限量為0.1%，且注明使用的限制條件為避免形成亞硝胺。

2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的測定方法主要為高效液相色譜法[3-6]。但其保留時間過短，復雜的化妝品基質易對其測定產生干擾[5]。該物質無紫外吸收峰，故僅通過DAD光譜匹配難以確證。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇在液相色譜-質譜(LC-MS)和氣相色譜-質譜(GC-MS)中的響應均不理想，故缺乏有效的確證手段。電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)和高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜(HPLC-ICP-MS)法已被廣泛應用于溴以及含溴化合物的測定[7-18]。本文采用HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術建立了化妝品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的定性定量測定方法，以期為化妝品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的測定結果確證提供參考，從而為化妝品的監(jiān)管和檢驗工作提供科學依據。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與樣品

7900型電感耦合等離子體質譜儀、1200型高效液相色譜儀(美國Agilent公司)；DS-800DTH型超聲儀(上海生析超聲儀器有限公司)；MS 3 basic型渦旋儀(德國IKA公司)；5810R型離心機(德國Eppendoff公司)；CP224S型天平(德國Sartorius公司)；Milli-Q Reference A+型超純水儀(德國Millipore公司)。

2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇標準品(美國Sigma-Aldrich，純度98%)。甲醇(色譜純，德國Merck公司)；磷酸(分析純，上海凌峰化學試劑有限公司)；氫氧化鈉(優(yōu)級純，上海凌峰化學試劑有限公司)；實驗用水為去離子水(電阻率18.2 ΜΩ·cm)。

16個化妝品樣品均購于超市和百貨商場。其中，液體類(包括潤膚露、洗發(fā)露、沐浴精油等)6個，霜類(包括潤膚霜、潔面霜等) 5個，粉類(包括爽身粉、粉餅等) 5個。

1.2 儀器工作參數(shù)

HPLC參數(shù)：流動相為甲醇-水-5%磷酸(10∶985∶5， 用2 mol/L NaOH調至pH 3.0)，流速為0.7 mL/min，柱溫為室溫，進樣體積為40 μL。每針停止時間為5 min。設置進樣針清洗程序，以流動相為清洗溶液，每針清洗3次。

ICP-MS參數(shù)：射頻功率1 550 W；采樣深度8.0 mm；載氣流速1.05 L/min；輔助氣流速0.00 L/min；冷卻氣流速15.0 L/min；蠕動泵轉速0.40 r/s；霧化室溫度2 ℃；采用碰撞反應模式，氦氣流速5.0 mL/min；采用TRA模式，積分時間0.5 s，采集時間300 s；霧化器Micromist。

1.3 標準品溶液的制備

標準品儲備溶液(200 mg/L)：取2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇標準品5.0 mg，精密稱定，置于25 mL聚四氟乙烯容量瓶中，用流動相溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得。標準品工作溶液(1 mg/L)：精密量取標準品儲備溶液0.25 mL，置于50 mL聚四氟乙烯量瓶中，用流動相稀釋并定容至刻度，搖勻，即得。標準曲線系列溶液：精密量取標準品工作溶液適量，用流動相制成不同系列濃度的標準曲線系列溶液。

1.4 供試品溶液的制備

取樣品1.0 g，精密稱定，置于50 mL容量瓶中，加入甲醇40 mL，渦旋混勻，超聲15 min，用甲醇定容至刻度，于4 000 r/min離心5 min，精密量取上清液0.5 mL，加入流動相0.5 mL，即得。如果供試品溶液測定值超出標準曲線范圍，則用流動相稀釋至標準曲線范圍內。

2 結果與討論

2.1 色譜條件的選擇與改進

參考《HG/T 4539-2013 2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇(布羅波爾)》[19]，對色譜條件進行了調整。分別考察了ZORBAX RX-C8色譜柱(150×2.1 mm，5 μm)和Agilent TC-C18色譜柱(150×4.6 mm，5 μm)的實驗效果，結果顯示2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇在C8色譜柱上的保留時間為2.5 min，在C18色譜柱上為9.8 min。為提高進樣效率，最終選擇C8色譜柱。為減少有機溶劑對儀器造成積碳影響，將原方法中乙腈改為甲醇，并將有機相比例從5%調整為1%。最終確定流動相為甲醇-水-5%磷酸(10∶985∶5， pH 3.0)。為減低色譜柱柱壓，將流速調整為0.7 mL/min。為降低檢出限，將進樣體積設置為定量環(huán)最大進樣體積40 μL。

2.2 Br同位素的選擇

Br有79Br和81Br兩個同位素，豐度值分別為50.54%和49.46%[15]。Br的質譜干擾主要是多原子干擾。Br會受到Ar的干擾，其中40Ar40Ar1H干擾81Br的測定，40Ar38Ar1H干擾79Br的測定，由于38Ar的相對豐度(0.063%)遠低于40Ar的相對豐度(99.600%)，故40Ar38Ar1H對79Br的干擾小于40Ar40Ar1H對81Br的干擾[20]。79Br的多原子干擾主要是39K40Ar的干擾，但由于色譜柱的分離作用，這種多原子對測定結果并無干擾[15]。在碰撞反應模式下，引入碰撞氣體H2，與等離子體發(fā)生反應 Ar++H2→ArH++H，ArH++H2→Ar+H3+，使39K40Ar+等多原子離子不能形成從而消除多原子質譜干擾[17]。故選擇79Br作為目標同位素。在標準曲線測定中，比較了79Br和81Br的信號強度變化，發(fā)現(xiàn)81Br的截距高于79Br(見表1)。樣品測定中，81Br的基線噪音也普遍高于79Br。

圖1 標準品溶液(1%氨水，保存7 d)的色譜圖Fig.1 Chromatogram of standard solution (1% ammonia， stored for 7 d)

IsotopeLinearequationCorrelationcoefficient(r)79BrY=33.1165X+1410.999981BrY=37.9883X+1850.9999

2.3 標準品與供試品配制溶液的選擇

[7]，用1%氨水配制標準品工作溶液(1 mg/L)，分別考察了標準品工作溶液在3 d和7 d的穩(wěn)定性，其回收率分別為72%和66%，且色譜圖中在1.0 min和2.0 min多2個Br的雜峰(見圖1)。說明2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇在堿性條件下易變質，與文獻[2]報道一致。故改用流動相作為配制溶液。分別考察了標準品溶液和加樣回收供試品溶液在0、1、2、4、7 d時濃度的穩(wěn)定性，其相對標準偏差(RSD)分別為2.6%和3.7%，表明標準品溶液和加樣回收供試品溶液在7 d內穩(wěn)定且無記憶效應。故最終選擇采用流動相作為標準品溶液和供試品溶液的配制溶液。

2.4 線性關系與檢出限

分別精密量取適量標準品工作溶液(1 mg/L)置10 mL聚四氟乙烯量瓶中，用流動相稀釋并定容至刻度，作為標準曲線系列溶液，其濃度分別為0,0.01,0.02,0.05,0.1,0.2,0.5,1.0 mg/L。取上述溶液分別進樣，繪制標準曲線。結果表明，2-溴-2-硝基-1,3丙二醇在0.01～1.0 mg/L濃度范圍內線性關系良好，相關系數(shù)r=0.999 9(見表1)。

選擇不同基質的樣品作為代表樣品，分別標記為樣品A(液體類)、B(霜類)、C(粉類)。分別取代表樣品1.0 g，精密稱定，置于50 mL聚四氟乙烯離心管中，各加入20 μL標準品溶液(10 mg/L)，按照“1.5”方法操作，作為檢出限試驗用供試品溶液。在信噪比(S/N)為3時，檢出限均為0.01 mg/L；當取樣量為1.0 g時，本方法對2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的檢出限均為1.0 μg/g，遠優(yōu)于《化妝品安全技術規(guī)范(2015年版)》[3]中高效液相色譜法的檢出限(300 μg/g)。

表2 回收率與重復性實驗結果Table 2 Results of spiked recovery test and repeatability test

圖2 實際樣品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的色譜圖Fig.2 Chromatogram of 2-bromo-2-nitro-1， 3-propanediol in real sample

2.5 回收率與重復性

取樣品A，B，C，每種代表樣品均分別取樣18份，每份取樣1.0 g，精密稱定。每6份對應1個加標濃度，3個加標濃度分別為精密加入標準品溶液(10 mg/L)100 μL、精密加入標準品溶液(10 mg/L)300 μL、精密加入標準品儲備溶液(200 mg/L)50 μL，其余步驟按照“1.5”方法操作，作為低、中、高濃度的回收率供試品溶液，計算平均回收率和RSD。結果表明，方法的回收率為94.6%～101.3%，RSD(n=6)為1.5%～4.5%，回收率和重復性結果良好。

2.6 實際樣品的測定

采用建立的方法對收集的16個樣品進行測定，有1個樣品(兒童潤膚露)中檢出2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇外，其余均未檢出。檢出樣品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的含量為0.04%(圖2)，按照《化妝品安全技術規(guī)范(2015年版)》[3]中0.1%的限量規(guī)定進行判斷，該樣品合格。但經檢查發(fā)現(xiàn)，該樣品的包裝配方表中并未標注含有2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇，說明有必要加強對化妝品中該防腐劑的檢查力度。

3 結 論

本文采用高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜(HPLC-ICP-MS)建立了化妝品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的定性定量測定方法。本法快速、準確、靈敏、無干擾，可為化妝品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的測定結果確證提供參考，從而為化妝品的監(jiān)管和檢驗工作提供依據。

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Determination of 2-Bromo-2-nitro-1，3-propanediol in Cosmetics by High Performance Liquid Chromatography-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

WANG Mei-bo，ZHONG Ji-qiang，CHEN Dan-dan，MAO Bei-ping，WANG Xin-mei， ZHENG Rong，LIU Chang，WANG Ke*

(Shanghai Institute of Food and Drug Control， Shanghai 201203， China)

A new method was established to determine 2-bromo-2-nitro-1，3-propanediol in cosmetics by high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry(HPLC-ICP-MS). The analyte was separated on a ZORBAX-C8column (150×2.1 mm， 5 μm) using methanol-water-5% phosphoric acid (10 ∶ 985 ∶ 5， pH value was adjusted to 3.0 with 2 mol/L NaOH) as mobile phase. The flow rate was set at 0.7 mL/min. The column temperature was room temperature. The results indicated that the calibration curve of 2-bromo-2-nitro-1，3-propanediol was linear in the range of 0.01-1.0 mg/L，with a correlation coefficient(r) of 0.999 9. The detection limits of different matrix samples were all 1.0 μg/g. The spiked recoveries of 2-bromo-2-nitro-1，3-propanediol ranged from 94.6% to 101.3%， with RSDs(n=6) of 1.5%- 4.5%. The method showed the advantages of rapidness，sensitivity，accuracy and little interference，and it could be used for the qualitative and quantitative determination of 2-bromo-2-nitro- 1，3-propanediol in cosmetics.

high performance liquid chromatography(HPLC)；inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS)；2-bromo-2-nitro-1，3-propanediol；cosmetics

2017-02-28；

2017-03-27

中國食品藥品檢定研究院“化妝品中防腐劑的檢驗方法研究(2015-2016)”項目

10.3969/j.issn.1004-4957.2017.07.016

O657.63； R978.24

A

1004-4957(2017)07-0925-04

*通訊作者：王 柯，碩士，主任藥師，研究方向：食品化妝品監(jiān)督檢驗和檢測技術，Tel: 021-50798195，E-mail: wksifdc@163.com