APP下载

高效液相色谱-串联质谱测定纺织品中2种樟脑衍生物类光稳定剂

2021-01-12连秋燕朱峰施点望林丽云邱尚仁

福建轻纺 2021年1期
关键词:樟脑乙腈甲基

连秋燕,朱峰,施点望,林丽云,邱尚仁

[1.国家纺织服装产品质量监督检验中心(福建),福建 福州 350026;2.福建省纺织产品检测技术重点实验室,福建 福州 350026]

3-亚苄基樟脑(3-BC,CAS:15087-24-8)和4-甲基亚苄基樟脑(4-MBC,CAS:36861-47-9)等樟脑衍生物类化合物具有六环结构,通常有很高的紫外线吸收效率,具有强UVA段吸收,被添加到纺织品[1]、塑料、化妆品、护发品等工业产品,也用作涂料、颜料、涂层等的光稳定剂,以延缓产品老化[2-3]。纺织品经抗紫外整理后,可以减少织物泛黄或变脆的现象,而且可以保护人体皮肤少受紫外线的伤害,因此,在抗紫外织物的市场日益扩大的情况下上述物质被大量使用[4]。

研究表明,3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑具有胚胎毒性,存在内分泌干扰特性,对人体有长期且不可逆的影响[5-6]。来自德国提交给欧盟的技术报告显示:4-甲基亚苄基樟脑和3-苯亚甲基樟脑的雌性激素干扰模式类似于对特辛基苯酚(CAS:140-66-9)。

2007年,我国《化妆品卫生规范》将3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑列为限用防晒剂,限定了其加入量。国际上对化妆品中防晒剂的使用量和种类有严格的管理和限制[7-8],2016年2月29日,欧洲化学品管理局(ECHA)将4-甲基亚苄基樟脑、3-苯亚甲基樟脑等4种物质列入高关注物质(SVHC)咨询清单,对其提起公众咨询。2018年12月18日,欧盟在其官方公报(OJ)上公布了一项决议(E U)2018/2013,正式将3-亚苄基樟脑确认为高度关注物质(SVHC)。

对3-亚苄基樟脑(3-BC)和4-甲基亚苄基樟脑(4-MBC)检测的研究主要是在化妆品中防晒剂的测定[9-12],因为目前为止,国内外还未发现纺织品中3-BC和4-MBC检测方法的相关研究报道,因此,开展此项研究具有重大的意义。

本文建立了纺织品中3-BC和4-MBC的(LCMS/MS)分析方法[13]。该方法采用超声萃取,高效液相色谱分离,串联质谱电喷雾离子源(ESI)电离,正离子多反应监测模式(MRM)进行定性和定量。方法具有简单、快速、灵敏、准确的特点,用于纺织样品中3-BC和4-MBC的检测分析,为严格质量管理监控提供必要的技术支持。2种樟脑衍生物的化学信息见表2。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1290 Infinity高效液相色谱-6410B串联质谱仪:配有2级质量分析检测(HPLC-MS/MS),美国Agilent公司;97043-942超声波发生器,美国VWR公司;提取器:具密封塞提取瓶;1 mL一次性注射器;0.22 μm尼龙过滤头。

甲醇、乙腈、正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮均为色谱纯。

甲酸铵,纯度≥98.0%(德国CNW科技公司); 标准品:3-亚苄基樟脑(3-BC)纯度为 99.6%、4-甲基亚苄基樟脑(4-MBC):纯度为97%(德国CNW科技公司)。

1.2 标准溶液的配制

精密称取标准品3-BC和4-MBC,用甲醇配制的标准储备液(1000 mg/L),0~4 ℃保存。根据需要逐级稀释至相应浓度。

1.3 样品前处理

称取1.0 g已剪碎混匀的试样(精确至0.001 g),置于具密封塞提取瓶中,加入10 mL乙腈溶液,超声波50 ℃中超声振荡30 min。过0.22 μm滤膜,滤液用HPLC-MS/MS检测。

1.4 色谱和质谱条件

1.4.1 HPLC条件

色谱柱:美国Agilent公司ZORBAX SB C18柱(2.1 mm×150 mm,3.5 μm;);柱温:35 ℃;流动相A:甲醇;流动相B:0.01 mol/L甲酸胺水溶液。

梯度洗脱条件:0~2 min,85% A~90% A;2~3.5 min,90% A~100% A;3.5~5 min,100% A;5~6 min,100% A~85 % A;6~8 min,85% A。

进样体积:5.0 μL;流速:0.2 mL/min。

表1 2种樟脑衍生物的化学信息

表2 2种化合物的多反应监测质谱参数和保留时间

1.4.2 MS/MS条件

检测方式:多反应监测(MRM)模式;正离子扫描;离子源温度:350 ℃;电喷雾电压:4000 V;雾化气压力:300 kPa;干燥气流速:12 L/min。其他参数如表2所示。

2 结果与讨论

2.1 色谱柱的优化

3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑结构相似,分子量接近,要使他们在色谱上实现分离,色谱柱的选择是关键。因此实验考察了不同型号规格,不同长度的5种色谱柱对3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑分离效果,实验结果表明:Zorbax SB-C18柱(2.1 mm×150 mm,3.5 μm)可以实现2个化合物的有效分离。

2.2 流动相的优化

实验对甲醇-水溶液和乙腈-水溶液进行比较分析。发现:2个体系对2个化合物的分离效果差异不大,于是选择了2个化合物响应值较高的甲醇体系,且考察了在水相中添加0.1 %甲酸、0.01 mol/L甲酸铵、0.01 mol/L乙酸铵对2个化合物分离的影响,结果表明用0.01 mol/L甲酸铵水溶液为流动相时,2个化合物的分离度更好、灵敏度更高,因此选择甲醇-0.01 mol/L甲酸铵水溶液为流动相。

图1 2种化合物的MRM图。

实验对流动相梯度洗脱条件、色谱柱温和流动相流速进行了优化,结果如1.4.1中的HPLC条件,使得2种化合物实现基线分离,获得较高的响应值。

2.3 质谱条件的优化

分别用正、负离子扫描3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑,结果表明:3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑在正离子扫描模式分子峰较明显,在负离子模式下质谱响应很弱,此选择正离子扫描模式。实验进一步优化了母离子和子离子,对质谱条件进行了优化选择,确定最佳的质谱参数如1.4.2所列。最佳质谱条件下,得出的2个化合物的MRM图如图1所示。

2.4 前处理方法的优化

实验采用超声波提取方法,比较了乙腈、甲醇、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷对3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑的提取效率,结果如图2所示,乙腈对2种化合物的提取效率最高。实验选择乙腈作为提取溶剂,并进一步考察了提取溶剂体积对提取效率的影响,同时优化了超声温度,超声时间,得出最佳的前处理实验条件如1.3所列。

2.5 方法的线性关系和检出限

图 2 提取溶剂对2种化合物提取效率的影响(n=3)

配置一定浓度范围的3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑标准溶液,在优化的实验条件下进行测定,以化合物的质量浓度(c,μg/L )为横坐标,以化合物在MRM模式下定量离子的峰面积为纵坐标(y),绘制标准曲线,得到线性回归方程和相关系数(R2);分别按信噪比(S/N =3)和S/N =10时的质量浓度确定方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ),结果如表3。

表3 2个化合物的线性方程、检出限和测定低限

表4 方法的回收率和相对标准偏差(n=6)

2.6 回收率与精密度

实验选取了棉、腈纶、粘纤等阴性样品,在最佳前处理条件下,进行6次的加标回收率实验,实验添加的分别是测定低限、2倍测定低限、10倍测定低限3个浓度水平的目标化合物。

在优化的色谱条件下测定。实验结果(表4):3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑的平均回收率为78.2%~100.3%,相对标准偏差为4.3%~9.8%,说明该方法的重现性好,精密度高,能满足纺织品中2种樟脑类衍生化合物紫外吸收剂的测定要求。

3 结论

利用高效液相色谱-串联质谱建立了纺织品中3-亚苄基樟脑和4-甲基亚苄基樟脑2种樟脑类衍生化合物的检测方法,通过优化提取溶剂等前处理条件和质谱检测条件,在短时间内实现2种化合物的有效分离,该方法简便、快速、灵敏、准确,适用于纺织品中2种樟脑衍生类化合物的测定,为严格质量管理监控提供必要的技术支持。

猜你喜欢

樟脑乙腈甲基
UIO-66热解ZrO2负载CoMoS对4-甲基酚的加氢脱氧性能
基于密度泛函理论的甲基芳烃液相氧化反应活性分析
高纯乙腈提纯精制工艺节能优化方案
乙腈在石墨烯极板表面的分子动力学模拟*
蚂蚁大战照脑球
气相色谱法测定复方樟脑醑中樟脑、薄荷脑、苯酚的含量
樟脑球用不对可能带来大麻烦
厨房偶得
选择离子气质联用法同时测定食醋中2-甲基咪唑和4-甲基咪唑
头孢克肟残留溶剂的测定