(上海市质量监督检验技术研究院，上海 200233)

季铵盐作为消毒剂被应用已有近百年的历史，已有7代产品[1]。季铵盐类化合物是一类阳离子表面活性剂，可作为消毒剂、杀虫剂[4]、除草剂和个人护理产品[7]的主要成分被用于工业、农业、家庭及医疗行业。它的结构包括4个官能团共价连接到一个带正电的氮原子上，其中至少一个官能团是长链烷烃，其余的官能团是甲基或苄基[8]。

为了规范季铵盐类物质在消毒剂中的使用，卫生部办公厅关于印发《食品用消毒剂原料(成份)名单(2009版)》的通知(卫办监督发〔2010〕17号)中列出多种季铵盐类物质可用于消毒剂原料。GB 26369-2010《季铵盐类消毒剂卫生标准》[9]中规定了季铵盐类消毒剂应用范围包括环境与物品表明、食品加工设备与器皿、手、皮肤与粘膜等的消毒。对于手与皮肤的消毒剂，其消毒剂的应用液中季铵盐含量不得超过5 g/L；对于粘膜的消毒剂，其消毒剂的应用液中季铵盐含量不得超过2 g/L。

目前用于消毒剂中季铵盐含量的测定方法有滴定法[10]、气相色谱法[11]、离子色谱法[12]、高效液相色谱法[13]、液相色谱-串联质谱法[14]等。但是滴定法检出限高，受配方干扰大，且只能测定组分单一的季铵盐，或计算有效成分的总和，不能精确测定复配消毒剂中每种季铵盐成分及含量。气相色谱法仅适用于300 ℃以下发生裂解的低相对分子质量季铵盐，检测范围窄。离子色谱法和液相色谱-串联质谱法的检出限较低，不适用于常规含量物质的检测。本研究将建立准确、高效的高效液相色谱法，实现消毒剂中的多种季铵盐类物质的同时测定。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

二辛基二甲基氯化铵(纯度为97.7%)；十二烷基二甲基苄基氯化铵(纯度为99%)、十四烷基二甲基苄基氯化铵(纯度为98%)、十六烷基二甲基苄基氯化铵(纯度为95%)、二癸基二甲基氯化铵(纯度为95%)、十二烷基三甲基溴化铵(纯度为99%)、十二烷基二甲基-2-苯氧基-乙基溴化铵(纯度为97%)；甲酸、三氟乙酸、异丙醇、乙腈为色谱纯；甲醇为分析纯；超纯水由Milli-Q超纯水仪生产。

1.2 仪器与设备

Waters 2695 液相色谱仪，配有蒸发光散射检测器；Wiggens Votex 3000涡旋振荡仪。

1.3 方法

1.3.1仪器条件

色谱柱：Waters BEH C18 4.6×250 mm，5 μm；流动相A为0.1%三氟乙酸溶液，流动相B为乙腈，梯度洗脱：0～1分钟，55%A保持不变；1～25分钟，55%A线性变化至0%A；25.1分钟变化至55%A。柱温：35 ℃；流速：1.0 mL/min；进样量：5 μL；ELSD增益300；漂移管温度50 ℃；气体压力40 psi，喷雾器模式为冷却。

1.3.2标准溶液的配制

季铵盐标准储备液(100 mg/mL)：准确称取二辛基二甲基氯化铵(DDOC)，十二烷基二甲基苄基氯化铵(12-BAC)、十四烷基二甲基苄基氯化铵(14-BAC)、十六烷基二甲基苄基氯化铵(16-BAC)、二癸基二甲基氯化铵(DDAC)、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十二烷基二甲基-2-苯氧基-乙基溴化铵(EDDAB)各1 g于10 mL容量瓶中，加甲醇溶解并定容至刻度，混匀。

季铵盐标准系列工作液：准确吸取适量标准储备液，用20%甲醇溶液稀释得到标准工作液浓度为：50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、600 mg/L、800 mg/L、1000 mg/L。

1.3.3样品前处理

准确称取1 g试样，加20 mL 20%甲醇溶液，涡旋溶解。用20%甲醇溶液转移并定容至50 mL容量瓶中。取部分样液过0.22 μm聚四氟乙烯滤膜后进样分析。超出标准曲线的样品可用20%甲醇溶液稀释后重新进样分析。

2 结果与分析

2.1 色谱条件的优化

2.1.1检测器的选择

由于DDOC、DDAC和DTAB没有紫外吸收基团，因此本实验采用蒸发光散射检测器(ELSD)这种通用型检测器。

2.1.2流动性和色谱柱的选择

文献报道中用于季铵盐分析的色谱柱包括亲水色谱柱[15]、氰基柱[16]、阳离子交换柱[7]、C18色谱柱[14]、C8色谱柱等。当使用亲水色谱柱、氰基柱和阳离子交换柱时往往需要使用含盐缓冲液作为流动相，但是流动相中的盐容易导致ELSD检测器的噪音升高。所以本实验选用0.1%三氟乙酸溶液、0.1%甲酸溶液、乙腈作为流动性。当使用氰基柱作为分离柱时，以0.1%三氟乙酸溶液、乙腈为流动相采用梯度洗脱。7种季铵盐标准品能完全分离，且峰形对称(谱图未给出)。但在实际样品分析时，在DTAB和DDOC出峰位置存在杂质共流出的情况，影响结果的准确性。当使用C18作为分离柱时，上述7种季铵盐也能完全分离，且在分析实际样品时没有干扰，但是各季铵盐化合物存在一定的拖尾，见图1。

图1 7种季铵盐的液相色谱图1. DTAB; 2. DDOC; 3. 12-BAC; 4. EDDAB; 5. 14-BAC; 6. DDAC; 7. 16-BAC

实验还发现使用0.1%三氟乙酸溶液作为流动相时各季铵盐化合物的峰宽较使用0.1%甲酸溶液作为流动相时窄。所以综合以上因素，本实验选用C18色谱柱，并以0.1%三氟乙酸溶液和乙腈作为流动相。

2.1.3样品前处理条件的选择

季铵盐类物质作为一种表面活性剂，溶于水、甲醇、乙腈、异丙醇等溶剂。实验比较了水、20%甲醇溶液、50%甲醇溶液、乙腈、50%乙腈溶液、异丙醇、50%异丙醇溶液，以及文献报道的0.5%甲酸甲醇溶液[7]的提取效果。通过对某一含季铵盐的产品为实验对象(不含DTAB)，将上述提取试剂替代1.3.3中的提取试剂进行样品处理后进行液相色谱分析，结果如表1所示。在使用纯乙腈和异丙醇为提取试剂时，有沉淀产生。但从表1可以发现上述8种提取试剂的提取效果基本无差别。但是在使用水为提取试剂时易产生泡沫，不利于后续的定容步骤，因此最终选择20%甲醇溶液作为提取试剂。

表1 不同溶剂的提取效率

2.2 线性关系和定量限

使用标准工作液，按1.3.1进行液相色谱分析。以标准工作液浓度为横坐标，季铵盐峰面积为纵坐标制作标准曲线，采用log-log方程，7种季铵盐在50 mg/L～1000 mg/L范围内的线性相关系数r2≥0.99，见表2。

使用空白基质溶液对标准溶液进行稀释后进样分析，直至各季铵盐的响应为噪音的10倍左右，作为方法的定量限，见表2。

表2 7种季铵盐回归方程、相关系数和定量限

2.3 回收率和精密度

在未添加季铵盐的消毒剂中进行低、中、高3个浓度的加标回收实验。添加的质量浓度分别为5 g/kg、20 g/kg和30 g/kg。每个加标水平重复测定6次。结果表明总体回收率在94.8%～101%之间，相对标准偏差在0.68%～3.50%之间，结果见表3。

表3 7种季铵盐在消毒剂基质中的回收率和精密度

2.4 实际样品检测

用本方法对市售的7批次消毒剂中季铵盐含量进行测定，结果见表4。结果表明，市场上的季铵盐类消毒剂中的大多数包含2种及以上的季铵盐，季铵盐主要以复配的形式添加在产品中。

表4 市售消毒剂样品分析

3 结论

建立了一种使用高效液相色谱法测定消毒剂中7种季铵盐的方法。该方法在质量浓度为50 mg/L～1000 mg/L范围内相关系数≥0.99；定量限为0.3 g/kg～0.5 g/kg；方法在消毒剂空白基质中的3个浓度水平具都有非常好的加标回收率和精密度，回收率在94.8%～101%之间，相对标准偏差为0.68%～3.50%。使用该方法对实际样品进行检测。季铵盐主要以复配的形式添加在消毒剂产品中，且含量大于GB 26369-2010中的规定，需将产品按说明书要求进行稀释后再进行使用。