基于超高壓液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜的致癌芳香胺同分異構(gòu)體快速鑒別

王 倩，盧 鴦

(浙江省紡織測試研究院，杭州 310018)

基于超高壓液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜的致癌芳香胺同分異構(gòu)體快速鑒別

王 倩，盧 鴦

(浙江省紡織測試研究院，杭州 310018)

采用超高壓液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀，對幾種在常規(guī)氣質(zhì)條件下不能分離的致癌芳香胺異構(gòu)體進(jìn)行快速鑒別實驗。實驗優(yōu)化了質(zhì)譜條件和色譜參數(shù)。結(jié)果表明：在優(yōu)化后的實驗條件下，依據(jù)所研究的5種致癌芳香胺與其異構(gòu)體在保留時間上的差異，可以對異構(gòu)體進(jìn)行鑒別；與常壓液相色譜法相比，分析時間大為縮短，準(zhǔn)確性更高。

超高壓液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜；致癌芳香胺；禁用偶氮染料；同分異構(gòu)體；定性

在日常的禁用偶氮染料檢測中，某些芳香胺同分異構(gòu)體的存在常常成為檢測中的一個困擾。因芳香胺異構(gòu)體與禁用的芳香胺結(jié)構(gòu)相似，物化性質(zhì)相近，色譜保留行為或質(zhì)譜信息區(qū)別不大，采用單一氣相色譜或液相色譜分析時，不被禁用的芳香胺異構(gòu)體容易被當(dāng)作禁用的芳香胺檢出，影響定性或定量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，近年來有不少鑒別致癌芳香胺同分異構(gòu)體的研究報道，嘗試通過采用不同極性的氣相色譜柱[1-3]、氣質(zhì)聯(lián)用與液相色譜相結(jié)合[4-6]以及對芳香胺進(jìn)行衍生化處理[7]等方法，實現(xiàn)某些致癌芳香胺與其同分異構(gòu)體的有效分離。

超高壓液相色譜(UHPLC-MS/MS)由于采用亞2μm粒徑填料的色譜柱，通常可得到比常規(guī)液相色譜更快的分離速度和更高的靈敏度[8]，近年來在環(huán)境、食品、藥品等檢測領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本研究采用超高壓液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀，對采用弱極性氣相色譜條件下難以分離的5種芳香胺及其異構(gòu)體的分離條件進(jìn)行了試驗，建立了比常壓液相色譜更快速準(zhǔn)確的芳香胺同分異構(gòu)體鑒別方法。

1 試 驗

1.1 實驗材料與儀器

實驗材料：鄰甲苯胺、對甲苯胺、對氯苯胺、間氯苯胺、4-氯鄰甲苯胺、4-氯間甲苯胺、5-氯鄰甲苯胺、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯甲醚、3,4-二氨基苯甲醚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(純度>97%，德國Dr.Ehrenstorfer GmbH)；甲醇(HPLC級，美國TEDIA公司)；乙酸銨、乙酸(HPLC級，美國ROE SCIENTIFIC INC.)；實驗用水為超純水。

實驗儀器：Ultimate3000-TSQ Quantum ULTRA液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國Thermo Fisher公司)。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別稱取適量的芳香胺及其異構(gòu)體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，以色譜純甲醇為溶劑，超聲使充分溶解，配制成1000mg/L的儲備液，再稀釋成20mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液備用。

1.3 色譜、質(zhì)譜分析條件

色譜條件：Hypersil Gold色譜柱(100mm×2.1mm，1.9μm)；流動相：25%甲醇-75%乙酸銨溶液(10mmol/L，pH=4.0)；進(jìn)樣量：2.0μL；流速：0.2mL/min；柱溫：35℃。

質(zhì)譜條件：電噴霧正離子模式(ESI+)；毛細(xì)管溫度：350℃；蒸發(fā)溫度：350℃；鞘氣流速：35mL/min；輔助氣流速：10mL/min；毛細(xì)管電壓：3000V；采用多反應(yīng)監(jiān)測(multiple reaction monitoring, MRM)模式；其他參數(shù)見表1。

2 結(jié)果與討論

相關(guān)研究[5]已經(jīng)得出，當(dāng)僅采用常規(guī)的弱極性色譜柱(如DB-5MS)進(jìn)行氣質(zhì)法分析時，4-氯鄰甲苯胺、對氯苯胺、2,4-二氨基苯甲醚、鄰甲苯胺、2,4-二氨基甲苯均存在保留時間相同或相近的同分異構(gòu)體，不能有效分離。因此，本實驗的研究對象是這5種芳香胺及其在氣質(zhì)法中不能有效分離的異構(gòu)體。實驗以各種芳香胺及其同分異構(gòu)體的標(biāo)準(zhǔn)品為依據(jù)，通過同一色質(zhì)譜分析條件下獲得的保留時間、質(zhì)譜特征離子信息進(jìn)行定性鑒別。

2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

質(zhì)譜條件的優(yōu)化僅針對禁用的5種芳香胺進(jìn)行，若其同分異構(gòu)體在同等條件下不能生成相同的母離子和/或子離子，不能出峰，則可直接根據(jù)這一特點進(jìn)行鑒別。根據(jù)芳香胺的特點，采用電噴霧正離子(ESI+)模式，在MRM檢測方式下對碰撞能量、套管透鏡補償電壓等質(zhì)譜測定條件進(jìn)行優(yōu)化，使目標(biāo)化合物的分子離子對信號達(dá)到最佳。一般質(zhì)譜定性確證分析需要4個識別點，因此，本實驗中每個化合物選擇2對分子離子對。建立的MRM分析方法條件見表1。

表1 5種禁用芳香胺及其異構(gòu)體的MRM分析參數(shù)

2.2 色譜條件的優(yōu)化

采用Hypersil Gold C18柱，以甲醇和10mmol/L乙酸銨(pH=4.0)為流動相，分別試驗了甲醇體積比在20%～40%范圍內(nèi)各芳香胺與其異構(gòu)體的分離情況。根據(jù)2.1所確定的質(zhì)譜條件，各芳香胺的異構(gòu)體均能出峰，且所得到的質(zhì)譜信息不足以區(qū)分不同結(jié)構(gòu)的異構(gòu)體。從表2數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)流動相中甲醇含量小于等于25%時，所研究的5種芳香胺與其異構(gòu)體在保留時間上出現(xiàn)差異，分離度>0.5，能夠進(jìn)行定性鑒別。甲醇含量越低，分離越完全，但分析時間也隨之延長。因此，確定流動相比例為：25%甲醇∶75%乙酸銨溶液。當(dāng)需要對禁用芳香胺與其異構(gòu)體進(jìn)行定量分析時，可根據(jù)情況進(jìn)一步優(yōu)化實驗條件。

在確定流動相比例為25%甲醇∶75%乙酸銨溶液的基礎(chǔ)上，分別試驗了乙酸銨pH值為6.9、5.5、4.0時，各種芳香胺的分離情況。結(jié)果表明，乙酸鈉pH值從4.0到6.9，芳香胺的保留時間變化不大。因此，本實驗選擇調(diào)節(jié)乙酸銨pH為4.0。

在優(yōu)化后的色譜條件下，各組芳香胺與其異構(gòu)體的色譜圖見圖1。

表2 不同流動相比例下5種芳香胺與其異構(gòu)體的保留時間(tR)和分離度(R)變化情況

圖1 各組芳香胺與其異構(gòu)體的色譜分離圖

2.3 與普通液相色譜方法的比較

通過對比在普通高效液相色譜上的結(jié)果如表3所示。從表3可以看出，采用超高壓液相色譜，在得到同樣良好的分離情況下，分析時間縮短了將近一半，更快速簡便。此外，由于串聯(lián)質(zhì)譜具有母離子和子離子一一對應(yīng)的多反應(yīng)監(jiān)測模式可以有效地去除基體雜質(zhì)干擾，在實際樣品分析中選擇性更高。

表3 本方法與常壓液相色譜下5種芳香胺與其異構(gòu)體的保留時間對比

3 結(jié) 論

超高壓液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜具有分析速度快、靈敏度高、能有效去除基體雜質(zhì)干擾等優(yōu)點。本文利用UHPLC-MS/MS對5種在常規(guī)氣質(zhì)條件下不能分離的致癌芳香胺異構(gòu)體建立了鑒別方法，在優(yōu)化后的色質(zhì)譜條件下，依據(jù)保留時間即能完全區(qū)分禁用與非禁用芳香胺。與常規(guī)液相鑒別方法相比，本文提出的方法時間縮短近一半，可用于日常對GC-MS法檢測的陽性樣品的快速鑒別確證。

[1] 趙 嵩,張 菁.禁用芳香胺及其同分異構(gòu)體的分離研究[J].上海絲綢,2010(1):7-17.

[2] 崔慶華,楊曉勇,田金家.鄰氨基苯甲醚同分異構(gòu)體的分離[J].紡織導(dǎo)報,2010，31(3):106.

[3] 韓 軍,楊 萌,白子竹,等.致癌芳香胺同分異構(gòu)體鑒別方法研究[J].中國纖檢,2014(2):73-75.

[4] 胡小鐘,余建新,倪瀾蓀,等.禁用偶氮染料檢測中假陽性結(jié)果的鑒別方法[J].分析化學(xué),2000,28(4):411-416.

[5] 盧 鴦,葉琳虹,韓高鋒.提高禁用偶氮染料檢測準(zhǔn)確性探討[J].中國纖檢,2011(5):56-58.

[6] 張建揚.禁用偶氮染料檢測中相似物質(zhì)的判定[J].紡織標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2005(5):49-51.

[7] 海 勇.致癌芳香胺的檢測[J].印染助劑,2005,22(9):42-45.

[8] 劉 穎,周建良,李 萍.快速高效液相色譜分離技術(shù)在中藥分析中的應(yīng)用[J].色譜,2009,27(5):682-689

(責(zé)任編輯：康 鋒)

Rapid Identification of Isomers of Cancerogenic Aromatic Amines Based on Ultra-high Pressure Liquid Chromatography Tandem Mass Sperctrometry

WANGQian,LUYang

(Zhejiang Textile Testing Research Institute, Hangzhou 310018, China)

Rapid identification of isomers of cancerogenic aromatic amines which could not be separated under conventional conditions was carried out with ultra-high pressure liquid chromatography tandem mass spectrometry. The parameters of mass spectrometry and liquid chromatography parameters were optimized in this experiment. The experimental results show that under optimized experimental conditions, isomers can be identified according to differences of 5 cancerogenic aromatic amines and their isomers in retention time. Compared with normal pressure liquid chromatography, the analysis time shortens greatly and the accuracy is higher.

UHPLC-MS/MS; cancerogenic aromatic amines; banned azo dyes; isomer; identification

2014-11-21

王 倩(1986-)，女，浙江東陽人，助理工程師，主要從事紡織品檢測技術(shù)方面的研究。

盧 鴦，E-mail:zjttjly@outlook.com

O658;O657

A

1009-265X(2015)03-0062-03