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化妆品中丙烯酰胺及其检测的研究进展

2021-01-09王莎莎

化工设计通讯 2021年7期
关键词:丙烯酰胺色谱法液相

王莎莎

(重庆市永川食品药品检验所,重庆 402160)

1 概述

丙烯酰胺在生产的过程中,常常会伴有毒性,主要包括一些神经、生殖、遗传、免疫等毒性,同时它们还潜在着致癌性,研究人员经研究表明它在人体中就是一种神经毒性。同时食品中含有淀粉的,它们在加温的过程中也会产生丙烯酰胺。据调查显示,丙烯酰胺在人类的身上有着非常明显的神经毒性特征,如果长期接触丙烯酰胺,更会使我们体内的会细胞DNA受到严重损伤。同时它还带有组织渗透性,而且特别强,主要通过人类的黏膜、肺部以及消化系统进入人的体内,如果丙烯酰胺在人体内消化很快,人们就没有办法将丙烯酰胺通过代谢排出来,这样会影响人类的身体健康。

2 化妆品中的丙烯酰胺及危害

化妆品作为女性每日的必备用品,如果化妆品中含有对人体有害的物质,将会影响人体健康、皮肤,严重的话会致癌。所以经检测不合格的生产原料是不能添加到任何化妆品中的,一定要慎用。丙烯酰胺并不属于化妆品成分,只是在生产化妆品的过程中添加了一些聚丙烯酰胺,由此产生的。化妆品中添加的聚丙烯酰胺,在化妆品中主要以润滑剂、悬浮剂、黏土稳定剂、驱油剂、降失水剂和增稠剂等方式而存在的。而且化妆品中的有害成分是没有办法直接进入人体的,它是通过人体的皮肤、呼吸道以及消化道而进入人体的,进而会直接影响到人体内的遗传物质,从而引起基因突变。

3 化妆品中丙烯酰胺检测方法

丙烯酰胺是一种不饱和酰胺,主要特征是无色透明片状结晶,它的沸点最高可以达到125℃(3 325Pa),熔点大概为84~85℃,密度相当于1.122g/cm。丙烯酰胺最大的优势就是能溶于水,也能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿,但是它不溶于苯及庚烷,同时生产过程中分解出来的有机合成材料的单体,可以被用来生产医药、染料和涂料等。同时将高碳水化合物以及低蛋白质的食物混合起来进行加热时,当温度达到120℃以上,大概率会产生丙烯酰胺,所以丙烯酰胺在食品安全的检测中,一般是检测不出来的。同时在加工的过程中,一般情况下温度处于低状态下,这时丙烯酰胺的分子量是比较低的,这也是为什么水含量是丙烯酰胺形成的重要因素。在丙烯酰胺的分子量非常低,极性非常高的情况下,想要对丙烯酰胺进行定量的提取以及是非常困难的。现行有效的《化妆品安全技术规范》(2015版)中规定了化妆品中丙烯酰胺的检测方法,里面主要介绍了运用液相色谱-串联质谱法测定化妆品中丙烯酰胺单体(CAS:79-06-1)的方法。不过现如今随着社会的不断进步,化妆品中丙烯酰胺的检测方法也得到不断地完善和更新,本文主要对检测丙烯酰胺的原理以及几种检测方法进行分析。

3.1 样品前处理

想要知道丙烯酰胺是否存在化妆品中,要对化妆品样品进行前处理。这样可以减少一些杂质对化妆品物质的干扰,也能很好地浓缩里面的成分,最重要的是可以提高化妆品的整体检测的灵敏度以及它的选择性。所以进行样品前处理有助于检测化妆品中的丙烯酰胺。一般样品预处理包括三个部分:提取、净化、衍生。

3.1.1 提取和净化

一般提取丙烯酰胺的常用的方法是液-液提取,这种方法主要有两种提取方式:水溶液、有机溶剂。根据以往的调查显示,如果丙烯酰胺在酸性溶液中时,它的稳定性是相当好的,若采用水溶液方法提取的话,就会在提取的过程中混入大量的水溶性物质,这样不仅加大了纯化的难度,还费时费力,所以这对于水溶液来说是一个很大的劣势。同样采用有机溶液剂提取将会提取的更完全,更精确。之所以这样,是因为它细化了浓缩技术,而且这种提取方式一般适用于高脂样品。由于化妆品中的基质是非常复杂的,假如直接将水当作萃取剂来提取液浑浊的话,是没有办法直接上机去分析的。所以在测定化妆品中的丙烯酰胺一般要采取净化方法。净化方法主要有过滤、冰冻-复融-离心、高速离心和超滤等方式,这些方式可以很好地去除一些非极性大分子物质,还可以用非极性溶剂萃取除去它本身的油脂。随着社会脚步的不断加快,研究者还开发出了一些适用于复杂样品前处理的先进技术,例如加速溶剂萃取法,它所用的溶剂量少,运行速度快,所以这种方法对于基体的影响并不是很大,同时它的整体萃取效率也得到了很大的提升。

3.1.2 衍生

进行样品前处理的第二部分就是衍生,衍生方法一般有溴化衍生和2-巯基苯甲酸衍生两种。由于丙烯酰胺是没有明确的发色团,分子量也很低,直接进行检测是检测不出来的,最好的方法就是在检测前做一些衍生处理。第一种溴化衍生方法,它采用的方式主要是通过双键与溴发生加成反应而进行衍生的,丙烯酰胺分子中含有碳碳不饱和双键,所以非常适应这种方法。具体主要是增加丙烯酰胺中的相对分子的质量,这样不仅能提高检测的灵敏度,还能减少柱流失物对部分结果的干扰。同时溴化衍生还需要衍生试剂,试剂主要有两种,第一种衍生化试剂原料为饱和溴水和溴化氢,若采用这种试剂的话,衍生时间相当长,而且饱和溴水是比较难制备的,这是它的一个弊端,所以这种试剂操作起来也比较困难,更会出现危险。所以一般不建议采用这种衍生试剂。而另一种的衍生方法运用的主要溶剂是溴化钾和溴酸钾,这种试剂相比第一种还是比较容易采取的,而且操作起来较安全,同时花费的时间比较少。它运用的原理是,丙烯酰胺在酸性环境条件下和溴化钾、溴酸钾生成的溴发生的加成反应。从而会生成2,3-溴丙烯酰胺或者2-溴丙烯酰胺,这样就可以运用试剂进行测定。第二种衍生方法主要是采用2-巯基苯甲酸来衍生丙烯酰胺,其效率非常高,不过有一个硬性要求,就是在样品衍生前要加入一种物质作为丙烯酰胺的内标物,内标物的选择是一个关键点,不能大意。

3.2 分析方法

3.2.1 高效液相色谱法

高效液相色谱法作为现在分离分析的一个重要手段,它的应用特别广泛,主要运用于化学、医学、工业、农学、商检和法检等学科领域。它更是色谱法的一个重要节点,色谱法缺它不可,它的流动相为液体,采用的系统为高压输液,具体操作就是将含有不同极性的单一溶剂以及不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动到相泵入装有固定相的色谱柱,这些溶剂在柱内经过分离后,即可运用检测器进行检测,对检测出来的试样进行分析。用这种方法将化妆品中的丙烯酰胺经过甲醇提取出来后,再用高速离心方式进行破乳,这种方法已经成为化学、医学、工业、农学、商检和法检等学科领域中重要的分离分析技术。郭鑫东等建立了保湿防晒系列化妆品中的丙烯酰胺含量的高效液相色谱测定方法,这种样品经过丙酮超声提取后,提取的溶液经过浓缩吹干后用水进行溶解,经固相萃取小柱净化后运用反向高效液相色谱法测定,流动相为乙腈-水(2∶98),紫外检测波长为210nm。结果平均回收率在81.3%到83.8%,这种方法检出限为0.05mg/kg,能够满足检测需求。

3.2.2 气相色谱法

气相色谱法用于分析有机化学中较容易挥发,却不容易分解的一种化合物。它在操作的过程中,要求被分析物一定要具备热稳定性和挥发性两种特点。由于丙烯酰胺遇到热是极其不稳定的,所以气相色谱法的检测器在操作中对丙烯酰胺完全不响应。因此需要对样品进行溴化衍生,才能够提高气相色谱法检测时的灵敏度。气相色谱法测定的步骤如下:通过去离子水超声去提取样品,在这过程中经过高速离心对样品进行过滤,然后运用石墨化碳黑萃取来进行净化,最后一步是溴化衍生。通过这一系列步骤,运用气相色谱电子捕获检测器来检测,最后测出的结果定量限显示为0.01mg/kg,据以往的数据统计,这种方法测出来的数据是低于郭鑫东等建立的高效液相色谱法的定量限。

3.2.3 液相色谱-串联质谱法

液相色谱-串联质谱主要是一种用于化学、生物学、食品科学技术领域的分析仪器,它主要的功能就是对动植物源样品中的目标化合物进行定性、定量分析。由于化妆品中的丙烯酰胺所存在的单体残留量非常低,所以想要满足测定的条件,可以选择有灵敏度,以及选择性高的方法来测定。根据以往的调查表明,矫筱蔓等为了检测化妆品中的丙烯酰胺,对此在化妆品样品中加入0.1%的甲酸溶液进行摇晃,并对样品进行提取,再用石油醚除去初化妆品中的基质,最后取清液并高速离心后进行过滤,用液相色谱的方法进行分离,并采用质谱检测器对化妆品中的丙烯酰胺进行检测,最后检出的结果限为0.031μg/g,定量限为0.1μg/g。

4 结束语

对检测化妆品中的丙烯酰胺的一些方法做了介绍。不过也随着社会的变化,目前研究者不断地推出对于检测化妆品中丙烯酰胺的多种方法,可以更好地帮助检测结果。除了文中提到的方法,还有很多类似的方法,比如毛细管电泳法、流动注射化学发光法等。尽管有这么多的方法,但是完全针对化妆品中的丙烯酰胺检测仍然不多,所以在该领域类,这些检测方法依然值得去深入研究。

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