CN102095815A - 一种洗涤用品中二甲苯麝香的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用气相色谱-质谱/质谱法测定洗涤用品中的二甲苯麝香的方法，方法准确、可靠，检测限、回收率和精密度均符合要求。方法应用于洗涤用品样品检测，重现性良好。本发明建立的检验方法操作简便、结果准确，可用于洗涤用品中二甲苯麝香的检验。

Description

一种洗涤用品中二甲苯麝香的测定方法

技术领域

本发明涉及一种洗涤用品中二甲苯麝香的测定方法。

背景技术

二甲苯麝香：

英文名称：5-tert-butyl-2，4，6-trinitro-m-xylene(musk xylene)

CAS：81-15-2

分子式：C₁₂H₁₅N₃O₆

分子量：297.3

结构式：

二甲苯麝香(Musk xylene)化学名2，4，6-三硝基-1，3-二甲基-5-叔丁基苯，是人工合成的硝基芳族麝香化合物，常用作化妆品和皂用香精的定香剂。二甲苯麝香作为高持久性、高生物蓄积性物质，已被欧盟化学品管理署(European Chemicals Agency，ECHA)列为高关注物质(Substances of Very High Concern，SVHC)。我国化妆品卫生规范及欧盟化妆品规程(CouncilDirective 76/768/EEC)中规定二甲苯麝香为化妆品组分中限用物质(不得用于口腔卫生用品)，在香精、花露水和其它产品中的限量分别为1.0％、0.4％和0.03％。国际日化香料协会(International Fragrance Association，IFRA)计划在IFRA标准第44次修订稿中推荐二甲苯麝香不应作为日化香料成分使用。国际日化香料研究所(Research Institute for Fragrance Materials，RIFM)也建议二甲苯麝香不得用于唇用产品或口腔卫生用品。

关于二甲苯麝香检测的研究报道主要集中在化妆品样品、生物样品、环境样品等方面，涉及的方法主要包括薄层色谱法(TLC)、毛细管电泳法(CE)、气相色谱-电子捕获检测法(GC-ECD)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、气相色谱-高分辨质谱法(GC-HRMS)、气相色谱-串联质谱法(GC-MS-MS)、核磁共振法(NMR)等。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种准确、可靠，检测限、回收率和精密度均较高的快速测定洗涤用品中的微量二甲苯麝香的方法，以利于相关产品的质量监控。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种洗涤用品中二甲苯麝香的测定方法，包括以下步骤：

(1)试样处理：准确称取洗涤用品试样0.500g于10mL具塞比色管中，准确加入1mg/L氘代二甲苯麝香内标溶液0.1mL，再加甲醇至10mL，涡旋振荡2min后，取2mL上清液，用氮气缓慢吹干后，加入2mL二氯甲烷溶解残渣，转移至固相萃取柱，弃去直接流出液，再用2mL二氯甲烷洗脱；收集洗脱液，用氮气缓慢吹干后，准确加入1mL正己烷溶解残渣，过微孔滤膜后，供测定；

(2)测定：采用气相色谱-质谱/质谱法；其中色谱柱温度：

进样口温度：250℃；色谱-质谱接口温度：250℃；离子源温度：100℃；载气：氦气，纯度≥99.999％；流速：1.0mL/min；进样量：1μL；

(3)绘制标准工作曲线：分别准确吸取一定量的二甲苯麝香标准溶液和氘代二甲苯麝香内标溶液配制成一系列不同浓度的混合标准工作溶液，其中氘代二甲苯麝香浓度均为100μg/L；分别准确吸取1μL注入气相色谱-串联四极杆质谱仪，按照上述的分析条件下进行检测，以标准物质与内标的定量离子的峰面积之比为纵坐标，与其对应的浓度为横坐标，绘制标准工作曲线。

本发明方法采用气相色谱-质谱/质谱法测定洗涤用品中的二甲苯麝香，方法准确、可靠，检测限、回收率和精密度均符合要求。方法应用于洗涤用品样品检测，重现性良好。本发明建立的检验方法操作简便、结果准确，可用于洗涤用品中二甲苯麝香的检验。

附图说明

图1为二甲苯麝香的质谱裂解方式；

图2为二甲苯麝香的MRM色谱图。

具体实施方式

为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：

1、试剂和材料：除非另有说明，所用试剂均为分析纯。

1.1二氯甲烷。

1.2甲醇。

1.3正己烷。

1.4二甲苯麝香标准物质：纯度99.5％。

1.5氘代二甲苯麝香内标标准物质：纯度97.5％。

1.6二甲苯麝香标准储备液：准确称取10mg(精确至0.0001g)二甲苯麝香标准品于100mL容量瓶中，用正己烷稀释至刻度，混匀，该溶液的浓度为100mg/L。

1.7氘代二甲苯麝香内标储备液：准确量取1mL氘代二甲苯麝香标准溶液于10mL容量瓶中，用正己烷稀释至刻度，混匀，该溶液的浓度为10mg/L。

1.8固相萃取柱：基质为硅胶，500mg，6mL，或相当者。使用前依次用5mL甲醇、5mL二氯甲烷活化。

2、仪器和设备

2.1气相色谱-串联四极杆质谱仪(GC-MS/MS)：配有化学电离源(CI)。

2.2分析天平：感量为0.0001g和0.001g。

2.3固相萃取装置。

2.4涡旋混合器。

2.5滤膜：0.45μm，有机相。

3、测定步骤

3.1试样处理

准确称取洗涤用品试样0.500g于10mL具塞比色管中，准确加入1mg/L氘代二甲苯麝香内标溶液0.1mL，再加甲醇至10mL，涡旋振荡2min后，取2mL上清液，用氮气缓慢吹干后，加入2mL二氯甲烷溶解残渣，转移至固相萃取柱(3.6)，弃去直接流出液，再用2mL二氯甲烷洗脱。收集洗脱液，用氮气缓慢吹干后，准确加入1mL正己烷溶解残渣，过微孔滤膜(4.5)后，供GC-MS/MS测定。

3.2测定

3.2.1气相色谱-质谱/质谱条件

由于测试结果取决于所使用的仪器，因此不可能给出色谱分析的普遍参数。采用下列操作条件已被证明对测试是合适的。

a)色谱柱：DB-5MS石英毛细管柱，30m×0.25mm(i.d.)×0.25μm，或相当者；

b)色谱柱温度：

c)进样口温度：250℃；

d)色谱-质谱接口温度：250℃；

e)离子源温度：100℃；

f)载气：氦气，纯度≥99.999％；流速：1.0mL/min；

g)进样量：1μL；

h)进样方式：不分流进样，0.5min后开阀；

i)电离方式：负化学电离源(CI-)；

j)质量扫描范围：(50～1000)amu；

k)电离能量：60eV；

l)阱电流：200μA；

m)溶剂延迟：3min；

n)监测方式：多反应监测(MRM)。

3.2.2标准工作曲线的绘制

分别准确吸取一定量的二甲苯麝香标准溶液和氘代二甲苯麝香内标溶液配制成一系列不同浓度的混合标准工作溶液，其中氘代二甲苯麝香浓度均为100μg/L。分别准确吸取1μL注入气相色谱-串联四极杆质谱仪，按照上述的分析条件下进行实验，以标准物质与内标的定量离子的峰面积之比为纵坐标，与其对应的浓度为横坐标，绘制标准工作曲线。

3.3空白试验

除不加试样外，均按上述步骤进行。

4、结果计算

二甲苯麝香和内标物的相对校正因子，按式(1)计算：

$R=\frac{A_n\×c_1}{A_1\×c_1}...\left(1\right)$

式中：

R——二甲苯麝香和其同位素内标的相对校正因子；

A_n——二甲苯麝香标样的峰面积；

A₁——二甲苯麝香内标物的峰面积；

C_n——二甲苯麝香标样的浓度，单位为毫克每升(mg/L)；

C₁——二甲苯麝香同位素内标的浓度，单位为毫克每升(mg/L)

试样中二甲苯麝香的含量，按式(2)计算：

$X=\frac{A_{\mathrm{sn}}\×m_{s1}}{A_{s1}\×R\×m}...\left(2\right)$

式中：

X——试样中二甲苯麝香含量，单位为毫克每千克(mg/kg)；

R——二甲苯麝香和内标物的相对校正因子；

A_sn——试样中二甲苯麝香的峰面积；

A_s1——测定时二甲苯麝香内标的峰面积；

m_s1——测定时二甲苯麝香内标的质量，单位为毫克(mg)；

m——样品的质量，单位为千克(kg)。

5、方法的线性关系和检出限

5.1线性关系

内标法定量，选择离子267.0＞174.9，282.1＞190.1定量。分别配制一系列标准工作溶液，在选定的色谱条件和质谱条件下进行测定，在标准品浓度为5～200ng/mL范围内，二甲苯麝香的线性方程为：Y＝0.2047X+0.448，r＝0.9993。

5.2方法的检出限

经对检验方法的室内实验，结果表明，方法的测定低限为0.05mg/kg。

6、方法的回收率和精密度

本发明方法回收率实验按通常洗涤用品中的添加情况，设定了三个添加浓度，按本检验方法所确定的实验条件，对每个添加浓度进行6次试验，二甲苯麝香含量在0.05～0.5mg/kg范围，回收率在81.6％～92.4％；室内精密度试验(n＝6)测得相对标准偏差在2.33％～3.89％。

表1  回收率和精密度实验结果

7、结论

综合上述情况，本发明检验方法的回收率，检测限和精密度等各项技术指标均符合要求，方法应用于洗涤用品样品检测，重现性良好。本标准建立的检验方法操作简便、结果准确，可用于洗涤用品中二甲苯麝香的检验。

本发明重点对上述色谱分离条件进行了优化：

1、分别考察了不同固定液、不同极性的气相色谱柱：非极性柱(DB-1MS，100％二甲基聚硅氧烷固定液；DB-5MS，5％苯基-95％甲基聚硅氧烷固定液)、中等极性柱(DB-1701，14％氰丙基-苯基-86％甲基聚硅氧烷固定液)、强极性柱(HP-INNOWax，聚乙二醇固定液)对二甲苯麝香的色谱分离效果。二甲苯麝香的正辛醇/水分配系数(Kow)为4.9，属弱极性化合物，同时化妆品配方中通常含有较多的非极性成分，如油脂、蜡、脂肪酸、醇、酯等，根据“相似相溶”原理，选用DB-5MS非极性毛细管气相色谱柱对于二甲苯麝香与基质中干扰物质的色谱分离具有较好的选择性，可有效消除或降低样品基质对待分析物电离的抑制。对于组成复杂的化妆品样品分析，需要较高的柱效，故采用柱容量较低的0.25mm微口径和0.25μm较薄的液膜，以降低色谱柱流失，提高柱效。本发明还对柱温程序、进样口温度、载气流速、分流比等参数进行了优化，最终确定上述最佳的色谱条件。

2、离子化方式的选择

化学电离源(CI)和电子轰击源(EI)均有用于二甲苯麝香检测的文献报道。本发明分别考察了二甲苯麝香在CI和EI下的电离效果，结果表明，由于二甲苯麝香分子结构中带有电负性原子(N和O)，其在负化学电离源(NCI)较EI和正化学电离源(PCI)具有更高的灵敏度。CI作为一种软电离模式，背景信号低，结合二级质谱定性高准确度的特点，CI体现出比EI更低背景干扰，且不降低检测灵敏度的优势。同时利用NCI对电负性基团选择性强的特点，有助于消除目标化合物色谱共流出峰中可能存在的不含电负性基团物质的干扰，故本发明选择NCI作为离子化方式。

3、质谱测定条件的选择

二甲苯麝香在NCI电离方式下的质谱裂解方式具有硝基芳香族化合物的裂解特点，易丢失一分子NO而得到丰度高于分子离子峰的基峰离子m/z 267.0([M-NO]-)，为获得更高的检测灵敏度，将其作为母离子。根据欧盟2002/657/EC指令规定对于质谱确证方法必须达到4个确证点的要求，低分辨气相色谱-质谱联用仪应在确定母离子的基础上选择两个以上的子离子。在确定二甲苯麝香的母离子后，采用子离子扫描方式进行二级质谱分析，选取丰度较强的主要碎片离子m/z 174.9([M-NO-2NO2]-)作为定量子离子和m/z 146.9([M-NO-2NO2-CO]-)作为辅助定性子离子，二甲苯麝香的质谱裂解方式见图1。通过优化碰撞能量、离子能量、质谱分辨率、甲烷气流量等质谱参数，使二甲苯麝香的基峰离子与特征碎片离子产生的离子对强度达到最大。二甲苯麝香及其氘代同位素内标的MRM色谱图见图2。

4、样品前处理条件的优化

二甲苯麝香难溶于水，在极性或中等极性有机溶剂中有较好的溶解度，因此选择甲醇为提取溶剂。分别考察了不同类型的固相萃取柱对二甲苯麝香的净化效果：C18柱(SupelcleanLC-C18、Sep-Pak C18)、亲水亲脂柱(Oasis HLB)、石墨化碳黑柱(Supelclean Envi-Carb)和硅胶柱(Sep-Pak Silica)。结果表明。硅胶柱的净化效果和回收率最优。采用硅胶柱为固相萃取柱，先用5mL甲醇活化固定相，并除去固定相中的杂质，再用5mL二氯甲烷平衡，创造适合上样的环境。实验发现，0～2mL的上样溶液体积对样品回收率没有明显影响，当继续增加上样溶液体积时，开始有二甲苯麝香流出。考察了不同配比的甲醇-二氯甲烷混合液淋洗***(用量均为2mL)的洗脱效果。根据洗脱曲线，以二氯甲烷作为淋洗液时，二甲苯麝香可被完全洗脱，而样品基质中的大部分杂质仍将保留在固相萃取柱上，不会被洗脱下来，故将其作为洗脱液。进一步对洗脱液的洗脱体积进行了考察，结果表明，2mL洗脱液可将二甲苯麝香完全洗脱，获得了最佳的回收率。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种洗涤用品中二甲苯麝香的测定方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)试样处理：准确称取洗涤用品试样0.500g于10mL具塞比色管中，准确加入1mg/L氘代二甲苯麝香内标溶液0.1mL，再加甲醇至10mL，涡旋振荡2min后，取2mL上清液，用氮气缓慢吹干后，加入2mL二氯甲烷溶解残渣，转移至固相萃取柱，弃去直接流出液，再用2mL二氯甲烷洗脱；收集洗脱液，用氮气缓慢吹干后，准确加入1mL正己烷溶解残渣，过微孔滤膜后，供测定；

(2)测定：采用气相色谱-质谱/质谱方法；其中色谱柱温度以20℃/min的升温速度升温至300℃；进样口温度：250℃；色谱-质谱接口温度：250℃；离子源温度：100℃；载气：氦气，纯度≥99.999％；流速：1.0mL/min；进样量：1μL；

(3)绘制标准工作曲线：分别准确吸取一定量的二甲苯麝香标准溶液和氘代二甲苯麝香内标溶液配制成一系列不同浓度的混合标准工作溶液，其中氘代二甲苯麝香浓度均为100μg/L；分别准确吸取1μL注入气相色谱-串联四极杆质谱仪，按照上述的分析条件下进行检测，以标准物质与内标的定量离子的峰面积之比为纵坐标，与其对应的浓度为横坐标，绘制标准工作曲线。

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