高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜測定染料的方法

史琪

（上海天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司，上海 200237）

0 前言

我國不僅是合成染料生產(chǎn)大國，也是全球最大的合成染料消費(fèi)國和需求國[1]，截至2020年末，我國染料行業(yè)表觀消費(fèi)量59.66萬噸，較上年增加1.17萬噸，同比增長2%，總體穩(wěn)中有升。染料作為一種重要的工業(yè)原材料，廣泛用于各種消費(fèi)品生產(chǎn)，包括服裝、鞋帽、食品包裝、油墨、皮革和造紙等[2]。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，染料絕大部分應(yīng)用于各種纖維的著色，約占總產(chǎn)量的90%，其中分散染料和活性染料這兩種染料產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的75%。

染料的應(yīng)用越來越廣泛，逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵罚欢玖系陌踩允遣豢珊鲆暤闹匾獑栴}，其中最嚴(yán)重的問題是染料的致癌性。致癌染料內(nèi)容定義包括兩項[3]：一項是偶氮類染料，在與人體皮膚接觸時，由于人體新陳代謝產(chǎn)生了還原性物質(zhì)，破壞了偶氮結(jié)構(gòu)生成氨基，產(chǎn)生的芳香胺具有致癌性；另一項是在染料合成中，中間體芳香胺或者其同素異構(gòu)體反應(yīng)較慢或不完全，容易造成中間體的殘留，形成了致癌性染料。

建立紡織品中致癌致敏染料以及其他禁用染料的測試方法，對促進(jìn)紡織業(yè)生態(tài)化發(fā)展和保護(hù)人體健康安全具有重大的意義。目前，其檢測方法有高效液相色譜法（HPLC）[4]、高效液相色譜-質(zhì)譜法（LC-MS）[5]、氣相色譜-質(zhì)譜法（GS-MS）[5]、高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS-MS）[6]以及其他先進(jìn)檢測技術(shù)。其中，LC-MS-MS法憑借選擇性高、靈敏度高、準(zhǔn)確性高和速度快等優(yōu)勢[7]，在染料檢測中受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注和青睞。

本文將建立分散染料及其他染料的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法。該方法具有提取效果好、回收率高、檢測限值低、范圍大和雜質(zhì)干擾少等特征[8]，能夠?qū)θ玖线M(jìn)行準(zhǔn)確的定性和定量分析，符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)指令。

1 試驗部分

1.1 儀器設(shè)備與化學(xué)試劑

1.1.1 儀器設(shè)備

高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀，配有Triple Quad 4500型電噴霧離子源；可超聲控溫水?。痪呙痹嚬?；容量為2 mL的注射器；孔徑為0.45μm的PTFE膜材過濾器。

1.1.2 化學(xué)試劑

甲醇、乙腈（均為色譜級）；超純水；乙酸銨；各種染料標(biāo)準(zhǔn)品。

分別稱取各染料標(biāo)準(zhǔn)品，溶于甲醇，可適當(dāng)超聲使其充分溶解，并定容為單標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液；分別移取單標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，用甲醇定容，配制成2 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)中間儲備溶液；上機(jī)前，用甲醇與水體積比為1∶1的溶液稀釋，配制成質(zhì)量濃度為0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.40 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.2 樣品處理

準(zhǔn)確稱取0.50 g試樣（精確至0.01 g），置于具帽試管中，準(zhǔn)確加入7.5 mL甲醇，加塞密閉；置于超聲波浴中70℃提取30 min后，冷卻至室溫，用一次性注射器將樣品溶液通過0.45μm PTFE過濾器過濾至樣品小瓶中，用V（甲醇）∶V（水）=1∶1的溶劑稀釋10倍后進(jìn)行LC-MS/MS分析。

1.3 儀器分析條件

1.3.1 色譜條件

C18型色譜柱，2.1 mm×150 mm，3.5μm粒徑。流速0.3 mL/min；柱溫40℃；流動相：A表示物質(zhì)的量濃度為5 mmol/L乙酸銨水溶液；B表示乙腈；進(jìn)樣體積10μL；洗脫程序：0～2 min，95%A；2～10 min，95%～2%A；10～15 min，2%A；15～15.1 min，2%～95%A；15.1～20 min，95%A，停止。

1.3.2 質(zhì)譜條件

ESI離子源，離子源溫度500℃，電壓±4 500 V，檢測模式為多反應(yīng)監(jiān)測正負(fù)離子模式（MRM），染料化合物質(zhì)譜離子及其他儀器參數(shù)見表1。

表1 各個染料化合物質(zhì)譜離子及其他儀器參數(shù)

續(xù)表1 各個染料化合物質(zhì)譜離子及其他儀器參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 溶劑選擇

目前，國內(nèi)外大部分法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)使用的溶劑均為甲醇，部分國際標(biāo)準(zhǔn)使用其他溶劑，如ISO 16373-2:2014《紡織品染料第2部分:包括致敏和致癌染料在內(nèi)的可提取染料的測定用一般方法（使用吡啶-水法）》標(biāo)準(zhǔn)使用吡啶；國家標(biāo)準(zhǔn)方法是針對其中幾個物質(zhì)，使用二甲苯、氯苯或者乙醇等。本文選用甲醇作為萃取試劑，主要是因為其具有普適性，對大部分樣品及標(biāo)品的溶解性較好。

2.2 方法學(xué)驗證

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

配制5個濃度的標(biāo)準(zhǔn)線性點，以峰面積和濃度分別為Y、X軸，作線性方程，結(jié)果見表2。從表2中可以看出，濃度與峰面積呈良好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)R2可以達(dá)到0.995以上。

表2 染料的線性關(guān)系及相關(guān)系數(shù)

2.2.2 準(zhǔn)確度和精密度測定

稱取0.5 g樣品，分別添加一定濃度的標(biāo)品，以3個濃度點分別制成6個平行樣品，按照樣品處理方式萃取樣品；分3天進(jìn)行回收添加試驗，測定其回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。染料精密度RSD及準(zhǔn)確度回收率的具體結(jié)果見表3。

由表3可見：染料的回收率在94%～108%，說明準(zhǔn)確度較好；RSD在1.7%～8.9%之間，表明精密度也較高。

表3 染料精密度、準(zhǔn)確度及回收率

2.2.3 方法檢出限

檢出限取3倍信噪比分析，測得27種染料檢出限范圍在0.5 mg/kg左右，可以滿足國標(biāo)對部分染料的測試要求，結(jié)果見表4。

表4 染料檢出限

續(xù)表3 染料精密度、準(zhǔn)確度及回收率

3 結(jié)論

本文介紹的HPLC-MS-MS測定紡織品染料的方法，檢出限低，測試時間短，可以同時測試多種物質(zhì)，且操作簡單，精密度和準(zhǔn)確度都較高，可以滿足目前國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對染料限值的要求。