超高效液相色譜-串聯質譜測定嬰幼兒紡織用品中的喹啉和異喹啉殘留量

李志剛， 蔣少軍， 戴 鴿

(1.浙江工業(yè)職業(yè)技術學院鑒湖學院，浙江紹興 312000；2.寧波申洲針織有限公司，浙江寧波 315000)

喹啉又名苯并吡啶，無色液體，屬芳香類化合物。異喹啉是喹啉的同分異構體，喹啉和異喹啉都是重要的生物堿，具有較強的生理活性，被廣泛用于橡膠、印染、精細化工等領域。喹啉經過硝化、還原得到硝基喹啉，可用作皮毛染色劑及紡織品染色輔助中[1]。喹啉和異喹啉均屬中等毒性，其蒸氣對喉、鼻有刺激性，吸入后可出現惡心、頭暈等癥狀，對呼吸系統(tǒng)和皮膚有刺激性，對眼睛有嚴重傷害，對生物體有致癌、致畸、致突變風險，被公認為是有毒難降解的有機化合物。歐洲化學品管理局(ECHA)已將喹啉歸類為致癌、致突變或致生殖毒性物質。最新發(fā)布的STANDARD 100中明確規(guī)定它們的限量值為50 mg/kg[2 - 5]。因此，對紡織品尤其是嬰幼兒紡織品中喹啉和異喹啉殘留量進行監(jiān)測非常有必要。目前國內未見有相關的標準檢測方法。

目前，喹啉和異喹啉常用的檢測方法有高效液相色譜法[2,5]、氣相色譜法[6]、氣相色譜-質譜法[1,3,4,7]以及液相色譜-質譜聯用法[8]。色譜法以其設備價格低，通用性好等優(yōu)點，廣泛應用于食品、水質、化妝品、紡織品等領域的檢測，但是由于液相色譜和氣相色譜法都是以化合物的保留時間作為定性依據，在復雜基質中容易受到共流出化合物的干擾，影響測定結果的準確性。液相色譜-串聯質譜法可以通過對母離子掃描、子離子掃描和中性丟失掃描，有效排除基質離子產生的非目標碎片離子的干擾，優(yōu)化質譜檢測信號，具有高的選擇性和靈敏度，是近些年來發(fā)展十分迅速的分析技術[9 - 11]。本實驗采用甲醇對樣品進行提取，以分散固相萃取[12 - 15]對提取液進行凈化，結合液相色譜-串聯質譜法測定嬰幼兒紡織用品中喹啉和異喹啉的殘留量，取得良好的實驗效果。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器

Prominence UFLC XR型高效液相色譜儀(日本，島津株式會社)；AB 5500型三重四極桿質譜儀(美國，AB SCIEX公司)以及數據分析系統(tǒng)；HGC-24型氮吹儀(天津恒奧科技有限公司)；1-14K離心機(德國，SIGMA公司)；Milli-Q純水系統(tǒng)(美國，Millipore公司)；全玻璃溶劑過濾器(美國，Waters公司)；DIGITALVORTEX-渦旋混合器(美國，SI公司)；XS205電子分析天平(瑞士，梅特勒公司)。

1.2 試劑和材料

喹啉(CAS:91-22-5，純度98.5%)、異喹啉(CAS:119-65-3，純度96.3%)(北京曼哈格生物科技有限公司)；乙腈、甲醇、甲酸(色譜純，賽默飛世爾科技有限公司)；氨水(色譜純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。SCX吸附劑(粒徑60 nm，上海麥克林生化科技有限公司)；濾頭(0.22 μm，上海安譜實驗科技股份有限公司)；一次性注射器(常州悅康醫(yī)療器材有限公司)；50 mL聚丙烯離心管(浙江拱東醫(yī)療科技有限公司)。

1.3 標準儲備液的配制

分別準確稱取10.00 mg喹啉和異喹啉標準物質于2個10 mL容量瓶中，用甲醇溶解、稀釋并定容，配制成1.0 mg/mL的標準儲備溶液。準確吸取喹啉和異喹啉標準儲備溶液(1.0 mg/mL)各10.0 μL于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，配制成1.0 mg/L的混合標準應用液。

1.4 色譜-質譜條件

色譜條件：Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱(150 mm×2.1 mm,1.7 μm)；流動相：0.1%甲酸的水溶液(A)和0.1%甲酸的乙腈溶液(B)，A/B=95/5，等度洗脫；流速：0.35 mL/min；柱溫：40 ℃；進樣體積：5 μL。

質譜條件：電噴霧離子源(ESI)；正離子掃描；多反應監(jiān)測模式(MRM)檢測；電噴霧電壓(IS)：4 500 V；霧化氣壓力(GS1)：50.0 psi；輔助氣流速(GS2)：50.0 psi；氣簾氣壓力(CUR)：20.0 psi；碰撞氣(CAD)：8.0 psi；離子源溫度(TEM)：500 ℃；掃描時間：50 ms；碰撞室出口電壓(CXP)：11.0 V；碰撞室入口電壓(EP)：10.0 V。定性離子對、定量離子對、碰撞氣能量(CE)及去簇電壓(DP)見表1。喹啉和異喹啉標準溶液的MRM圖見圖1。

表1 質譜分析參數

圖1 喹啉和異喹啉標準溶液的MRM色譜圖Fig.1 MRM of chromatogram of quinoline and isoquinoline

1.5 樣品處理

準確稱取1.0 g(精確至0.1 g)剪碎、混勻的樣品，裝入50 mL離心管中，加入20 mL甲醇，立即密閉，在40 ℃水浴超聲提取30 min，取出，冷卻至室溫，8 000 r/min，離心5 min。移出上清液于另一個50 mL離心管中，在提取液中加入25 mg SCX吸附劑，混漩1 min后，8 000 r/min離心5 min，小心移去上清液，在SCX吸附劑中加入0.5%氨水甲醇1 mL，混漩1 min后，8 000 r/min離心5 min，小心吸出上清液，在SCX吸附劑中再次加入0.5%氨水甲醇1 mL，同樣操作一次。合并上清液，氮吹至近干，用1 mL流動相復溶后，過0.22 μm濾膜，進樣測定。

2 結果與討論

2.1 流動相的選擇

實驗首先選擇水-甲醇和水-乙腈作為流動相體系，考察目標化合物的色譜/質譜行為。結果發(fā)現，喹啉在這兩種流動相條件下，其峰形對稱，響應相當?？紤]到目標化合物在正離子模式下具有較強的質譜響應，實驗在流動相中添加適量甲酸，提供H+，以提高靈敏度。實驗結果證實，在流動相中添加甲酸可以提高待測物的靈敏度。實驗比較了添加0.1%和0.2%甲酸對靈敏度的影響，結果顯示兩者靈敏度相當，故選擇水-乙腈(均含0.1%甲酸)作為色譜流動相。本實驗的兩個目標化合物是同分異構體，質譜裂解規(guī)律一致，只能靠液相分離來進行定性，通過對色譜柱、流動相比例以及流速的選擇和優(yōu)化，最終確定的液相條件見“1.4”。

2.2 質譜條件優(yōu)化

為獲得喹啉和異喹啉的最優(yōu)質譜參數，實驗用針泵直接進樣，分別測定了喹啉和異喹啉標準溶液在ESI+和ESI-模式下的質譜信號強度。結果顯示，化合物在ESI+模式下的質譜信號強于ESI-模式下的質譜信號，可能是待測化合物結構中均含有N原子所致，使其容易得到質子而形成[M+H]+準分子離子峰。隨后，分別對各待測物母離子進行碰撞誘導電離，獲得二次裂解碎片離子。對各化合物碎片離子進行碰撞能量的優(yōu)化，選擇豐度高、干擾小的兩對離子進行定性定量分析。喹啉和異喹啉在正離子模式下均形成[M+H]+的分子離子峰m/z130.0，通過調節(jié)合適的去簇電壓和碰撞能量，主要產生m/z76.9和m/z102.9的碎片離子，圖2為喹啉和異喹啉的二級質譜圖。優(yōu)化后的各化合物的質譜參數見表1。

圖2 喹啉和異喹啉的二級質譜圖(A)喹啉(B)異喹啉Fig.2 MS/MS of quinoline and isoquinoline(A) Quinoline(B)Isoquinoline

2.3 分散固相萃取條件優(yōu)化

2.3.1 分散吸附劑選擇本實驗選擇常用的含羧酸基團的WCX、含苯磺酸基團的SCX、含丙磺酸基團的PRS、含二醇基基團的Diol以及含二氨基基團的PSA分散吸附劑對待測化合物的吸附能力進行試驗。實驗結果顯示，含羧酸基團的WCX其平均吸附效率為40%，含苯磺酸基團的SCX和含丙磺酸基團的PRS其平均吸附效率均為99%，Diol和PSA幾乎不吸附目標化合物，結果見圖3。實驗選擇SCX和PRS再進行優(yōu)化。

圖3 不同吸附劑對目標化合物的吸附能力Fig.3 Adsorption capacity of different adsorbents on target compounds

2.3.2 吸附劑用量的選擇在12份20 mL喹啉和異喹啉混合標準溶液(0.5 mg/L)中，分別加入不同質量的SCX或PRS吸附劑，混旋1 min后，8 000 r/min離心5 min，取上清液測定。兩種吸附劑的吸附效率如圖4所示，SCX的吸附能力略強于PRS，實驗選擇SCX作為吸附劑，添加量為25 mg。

圖4 吸附劑用量優(yōu)化Fig.4 Optimization of adsorbent dosage

2.3.3 吸附時間選擇在5份20 mL喹啉和異喹啉混合標準溶液(0.5 mg/L)中，各加入25 mg的SCX吸附劑，設置不同的混旋時間(1 min、2 min、5 min、8 min、15 min)，混旋后，8 000 r/min離心5 min，取上清液測定，考察其吸附效果。實驗結果顯示，混旋1 min就可以吸附溶液中的待測化合物。

2.3.4 解析液中氨水的比例選擇取吸附了喹啉和異喹啉之后的SCX吸附劑6份，分別加入1 mL含不同氨水比例的甲醇洗脫液，考察其洗脫效果。如圖5所示，0.5%氨水甲醇就能夠完全解析吸附劑中的目標化合物。實驗選擇洗脫溶液為0.5%氨水甲醇。

圖5 不同氨水比例的洗脫能力Fig.5 Elution ability of different ammonia content

2.3.5 解析時混旋的時間選擇取吸附了喹啉和異喹啉之后的SCX吸附劑5份，分別加入0.5%氨水甲醇1 mL，隨后各自混旋1 min、2 min、5 min、8 min以及15 min，考察其洗脫效果。實驗結果顯示，1 min就能夠使目標化合物完全解析出來，實驗選擇解析時間為1 min。

2.4 基質效應

基質效應的評價一般采用相同濃度的基質標準溶液與溶劑標準溶液的比值進行評價。比值越接近1，說明基質效應越小。為考察基質效應，實驗分別取棉麻、全棉和絲綢為面料的嬰幼兒服裝的空白混勻樣品各6份，按“1.5”進行樣品處理后，再加入適量的喹啉和異喹啉的混合標準應用液(1.0 mg/L)，配制成含喹啉和異喹啉均為1.0 μg/L、5.0 μg/L和50.0 μg/L的基質加標溶液，按“1.4”進行測定，記錄峰面積為B。再用流動相為溶劑，配制成含喹啉和異喹啉均為1.0 μg/L、5.0 μg/L和50.0 μg/L的質控(QC)溶液，按“1.4”進行測定，記錄峰面積為A，基質效應=B/A×100%?；|效應結果見表2，喹啉和異喹啉基質效應為93.8%～98.1%?？梢姶郎y化合物在樣品中存在非常微弱的基質抑制，可以忽略，本實驗采用標準曲線對目標化合物進行定量。

表2 基質效應(n=6)

2.5 方法學評價

2.5.1 線性范圍和檢出限取適量“1.3”配制的混合標準應用液(1.0 mg/L)，用流動相稀釋制備得到混合標準溶液系列，其濃度為0.5 μg/L、1.0 μg/L、5.0 μg/L、10.0 μg/L、20.0 μg/L、100.0 μg/L，進樣測定，以待測物的峰面積(y)與對應的質量濃度(c，μg/L)進行線性回歸，得到回歸方程和相關系數見表3。實驗結果表明，喹啉和異喹啉均在0.5～100.0 μg/L濃度范圍內呈良好的線性關系。

取混合均勻的陰性樣品(棉麻、全棉和絲綢)各1.0 g于50 mL離心管中，分別加入喹啉和異喹啉的混合標準應用液(1.0 mg/L)各1.0 μL，靜置0.5 h后按“1.5”樣品測定操作，依據MRM色譜峰的信噪比(S/N)等于3倍確定檢出限(LOD)，S/N等于10倍確定定量限(LOQ)，得到喹啉和異喹啉的LOD和LOQ分別為0.16 μg/kg和0.5 μg/kg(表3)。

表3 化合物的線性相關系數、線性范圍、檢出限(LOD)和定量限(LOQ)

2.5.2 回收率和精密度分別取棉麻、全棉和絲綢空白樣品各9份，樣品混勻之后，各稱1.0 g于50 mL離心管中，再準確加入一定量的混合標準應用液(1.0 mg/L)，制備成高、中、低三個濃度水平的質量控制樣品各3份，靜置0.5 h后按“1.5”樣品測定操作。每份樣品重復測定6次，計算方法的準確度(以平均回收率計)和相對標準偏差(RSD)，結果見表4。喹啉和異喹啉在樣品中的回收率分別為90.2%～104.5%和91.6%～105.6%，RSD分別為2.4%～5.3%和3.8%～6.3%。

表4 喹啉和異喹啉的準確度和精密度(n=6)

3 結論

(1)建立了超快速液相色譜-串聯質譜法同時測定嬰幼兒紡織用品中喹啉和異喹啉殘留的檢測方法。(2)實驗利用分散固相萃取對樣品提取液進行凈化，對分散吸附劑的選擇，用量、吸附時間、解析時間以及解析液進行了系統(tǒng)優(yōu)化。通過對方法基質效應的評價發(fā)現，所建方法基質干擾可以忽略，實驗采用外標法定量。(3)喹啉和異喹啉的檢出限均為0.16 μg/kg，加標回收率分別為90.2%～104.5%和91.6%～105.6%，相對標準偏差分別為2.4%～5.3%和3.8%～6.3%。該方法簡單、快速、靈敏度高，穩(wěn)定性好，能夠滿足嬰幼兒紡織用品中喹啉和異喹啉的檢測要求，同時也為其他紡織品中喹啉和異喹啉的監(jiān)測提供技術支撐。