紡織品中鄰甲苯胺異構體的色譜鑒別

朱 峰，施點望

（福建省纖維檢驗所，福建 福州 350026）

一、前言

采用氣相色譜-質譜聯(lián)用方法檢測染料產品中24種有害芳香胺含量，按照現(xiàn)行國家標準[1]中提供的氣相色譜條件，會有多種異構體保留時間相同或非常接近，而且這些異構體的質譜圖又非常相似，從而造成無法使用特征離子對其進行定性和定量，往往會形成假陽性結果的產生。當前針對有害芳香胺的氣相色譜/質譜檢測方法，大都采用非極性或極性較弱的色譜柱[1-4]，如HP-5MS、DB-5MS、DB-35MS，這些色譜柱普遍存在的缺點是對常見的異構體不能很好的分離。有文獻[5]報道采用中等極性色譜柱DB-17MS(固定相等同于50%苯甲基聚硅氧烷),對芳香胺異構體有一定的分離能力，但沒能實現(xiàn)禁用芳香胺的基線分離，造成定量上的偏差。高效液相色譜法（HPLC）可同時測定多種芳香胺，在分離異構體上是強有力的確證方法，準確定性和定量，分析方法易于推廣。本方法采用氣相色譜-質譜聯(lián)用對異構體進行初期定性篩選、以高效液相色譜進行確證并外標定量，對常檢出的鄰甲苯胺及其異構體檢測進行了研究。本方法通過進一步摸索優(yōu)化高效液相色譜條件，使鄰甲苯胺及其異構體達到基線分離，有效避免了檢測過程中的假陽性檢出。

二、實驗材料與方法

（一）儀器和設備

氣相色譜/質譜聯(lián)用儀：美國Agilent公司7890A/5975C，帶自動進樣器，四極桿質譜檢測器；

液相色譜儀：Agilent 1200，帶自動進樣器和柱溫箱；

真空旋轉蒸發(fā)器；反應器；恒溫水浴；提取柱。

（二）氣相色譜條件

氣相色譜柱：HP-5MS 5% Phenyl Methyl Silox，325℃：30mx 250μm×0.25μm；

進樣口溫度：250℃；

質譜接口溫度：280℃；

質量掃描范圍：35amu～350amu；

進樣方式：不分流進樣；

進樣量：1μL；

載氣：氮氣（≥99.999%），流量：1.0 mL/min；

離化方式：EI；

離化電壓：70eV。

（三）液相色譜操作條件

液相色譜柱：ODS-C18；

流動相：甲醇：水（V%：V%）=30：70；

流量：1.0 mL/min；

進樣量：10μL；

柱溫：28℃；

檢測波長：240nm

（四）試劑

檸檬酸鹽緩沖溶液：0.06 mol/L水溶液，pH=6.0；

連二亞硫酸鈉溶液：200g/L水溶液；

乙醚：經硫酸亞鐵處理，去除過氧化物；

甲醇：色譜純；

鄰甲苯胺：分析純；

間甲苯胺：分析純；

對甲苯胺：分析純

（五）方法驗證

參照歐盟標準BS EN 14362-1: 2003[6]，將1.0mL芳香胺標準溶液和1.0mL甲醇加入至含15mL預熱的檸檬酸鹽緩沖液的反應器中，然后進行芳香胺的分離和濃縮。BS EN 14362-1:2003規(guī)定鄰甲苯胺的回收率需達到50%[6]。

三、結果與討論

（一）氣相色譜質譜分離

首先在二（二）氣相色譜條件下，通過細化柱升溫程序（見表 1），對標準樣品進行氣相色譜分離。

首先對鄰甲苯胺、間甲苯胺、對甲苯胺的單標進行測定，其總離子流圖、樣品質譜和標準質譜圖分別見圖1、圖2和圖3。對譜圖分析，發(fā)現(xiàn)：1、三者的特征離子種類及豐度比相似度極高；2、鄰、間、對甲苯胺的保留時間分別為：6.837分鐘、6.916分鐘、6.836分鐘，鄰甲苯胺能與間甲苯胺很好的分離，但是鄰甲苯胺和對甲苯胺的保留時間卻重合。后進行鄰（間、對）甲苯胺的混標液進樣分析，實驗結果（見圖4）進一步確定了從保留時間上無法區(qū)分鄰甲苯胺和對甲苯胺，從特征離子上難以區(qū)分鄰（間、對）甲苯胺。

為了將鄰、對甲苯胺分離，嘗試升溫程序細化，鄰、對甲苯胺混標進樣分析，發(fā)現(xiàn)改變柱升溫程序后依然不能實現(xiàn)鄰甲苯胺、對甲苯胺的分離（見圖5），故兩種升溫程序皆只可用來初步定性。因此，在測定含有禁用鄰甲苯胺的紡織樣品時，現(xiàn)有的氣質條件無法避免鄰甲苯胺假陽性檢出，且GB/T 17592-2006標準中要求在必要時選用另一種方法對異構體進行確認，因此需要更有力的定性、定量手段來確保報出結果的準確性。

（二）高效液相色譜分離

1、色譜柱的選擇

分別試驗了ODS-C18柱、硅膠柱、氰基柱等多種色譜柱進行分離試驗，結果表明ODS-C18柱效果最好，樣品各組份分離完全，在恒梯度時在15分鐘內即可實現(xiàn)很好的分離（見圖6-C）。

2、流動相

以甲醇和水為流動相，試驗了甲醇濃度對鄰、間、對甲苯胺的保留時間（見圖6）和容量因子（K’）的影響（見圖7）。當甲醇占流動相比例為30%時，即可在較短的25分鐘內實現(xiàn)鄰、間、對甲苯胺的完全基線分離，當甲醇占比例為40%時，即可在15分鐘內實現(xiàn)鄰、間、對甲苯胺的準基線分離。

采用乙腈-水、乙腈-緩沖鹽、甲醇-緩沖鹽作為流動相，分離效果也非常好，但是考慮到乙腈價格昂貴、毒性大，緩沖鹽在使用過程中對儀器維護要求更高、維護時間延長而變相增加樣品測試時間，故采用甲醇-水為流動相。

（三）線性范圍

配制2μg/mL，5μg/mL，10μg/mL，20μ/mL，40μg/mL，60μg/mL，100μg/mL七個濃度的鄰甲苯胺標準工作溶液，按優(yōu)化的高效液相色譜條件進行外標法定量標準工作曲線的制定，在40nm波長下，用積分法測定定量離子的響應值（峰面積），以峰面積為縱坐標，待測物的質量濃度為橫坐標進行線性回歸，建立鄰甲苯胺標樣質量濃度和峰面積之間的校正曲線，可在確定的線性范圍內進行準確定量。得到曲線方程為：Area=28.8*Amt-5.90，相關系數(shù)為0.99998，線性關系良好。

（四）回收率和精密度試驗

按照歐盟標準BS EN 14362-1:2003[6]驗證方法，分別添加20 mg/kg，60mg/kg，100mg/kg考察方法的回收率。每個樣品重復測定6次，考察方法的精密度，結果見表2，符合歐盟標準BS EN 14362-: 2003的分析系統(tǒng)驗證要求。

（五）檢測低限

根據(jù)三（四），待測物濃度為2μg/mL時，信噪比添加水平為41，故儀器檢測限可滿足國家標準以及歐盟標準的要求；回收率實驗添加水平為0mg/kg時，鄰甲苯胺回收率大于50%，而且方法數(shù)據(jù)是可靠的，表明方法的定量限可以達到0mg/kg，滿足國家強制性標準GB 18401-2003[7]中可分解芳香胺染料（即禁用偶氮染料）“檢出限為20mg/kg”以及歐盟標準BS EN 14362-1:2003附錄D[6]中評判指導中芳香胺檢出界限值為30mg/kg的要求。

四、本方法的優(yōu)越性及可行性

禁用偶氮染料的檢測主要采用GC-MS，而由于GC-MS對異構體分離能力的欠缺，在檢測含異構體的芳香胺時，可能造成假陽性結果；隨著國家強制性標準GB 18401-2003執(zhí)行，禁用偶氮染料的檢出率逐年下降，故可以采用GC-MS進行初步定性篩選和進行無異構體芳香胺的定性定量，如果定性檢測發(fā)現(xiàn)帶異構體芳香胺時，則進行HPLC確證和定量。本文針對鄰甲苯胺，摸索了HPLC檢測條件的優(yōu)化，采用ODS-C18柱，以甲醇-水為流動相，可在短時間內實現(xiàn)異構體的基線分離，而且在2μg/mL～100μg/mL間線性關系良好；通過回收率以及精密度實驗，滿足各項禁用偶氮染料測試標準要求，避免了鄰甲苯胺的假陽性檢出。

五、結論

結合GC-MS，該試驗建立了快速確證紡織品中禁用鄰甲苯胺異構體的HPLC測定方法。該方法簡便、快速、準確，方法的定量限可達到20mg/kg，可用于紡織品中禁用鄰甲苯胺異構體的確證檢驗。

[1]GB/T 17592-2006,《紡織品 禁用偶氮染料的測定》[S].

[2]楊繼生,徐逸云,蔣華. 對紡織品禁用偶氮染料檢測方法的探討 [J]印染. 2005, 06: 37-39.

[3]康寧. 禁用偶氮染料檢測中的若干問題[J]. 中國纖維. 2005. 8: 24-25.

[4]胡小鐘,余建新等. 禁用偶氮染料檢測中假陽性結果的鑒別方法 [J]. 分析化學研究報告. 2000, 4(28): 411-416.

[5]季浩. 染料產品中幾種常見有害芳香胺異構體的鑒別[J]. 染料與染色. 2007, 44(6): 54-56.

[6]BS EN 14362-1:2003, Textiles–Methods for the determination of certain aromatic amines derived from azo colorants–Part 1: Detection of the use of certain azo colorants accessible without extraction [S].

[7]GB 18401-2003,《國家紡織產品基本安全技術規(guī)范》[S].