膏霜類化妝品中瑞香科植物禁用成分的表面離子化-高分辨質譜快速識別技術研究

(1.威海出入境檢驗檢疫局，威海 264200；2.北京出入境檢驗檢疫局，北京 10026；3.中國檢驗認證集團檢驗有限公司，北京 10026)

2015年2月，中韓雙方完成中韓自貿協定全部文本的草簽，至此，我國迄今涉及國別貿易額最大、領域范圍最全面的自貿協定完成全部談判。中韓自貿區的建立和推進，加速了韓國化妝品對我國出口的力度。韓國化妝品雖然有著較好的質量和口碑，但由于法律法規的不同，中韓化妝品中有一些不同的禁用物質，比如說很多中藥成分在中國是禁用的，但在韓國(其成為“韓藥”)卻是可添加的，比如瑞香科植物芫花、了哥王和狼毒。這些植物的禁用提取物為黃酮類化合物和雙香豆素類衍生物，在化妝品中有防曬、抗氧化、美白和抑菌的作用[1]，但是在國內，因其本身的毒性被禁止添加到化妝品中。所以研究中韓化妝品中不同的禁限用物質，并建立快速檢測方法，是保護我國消費者安全的必要技術基礎。近年來，直接實時分析質譜(Direct Analysis in Real Time-Mass, DART-MS)超速分析方法是中藥加工相關產業的研究熱點之一。其無需溶劑輔助離子化，操作便捷，在特殊藥物打假[2]、植物藥成分分析[3]等方面均有應用。

本研究首次建立了DART-MS/MS快速檢測霜狀化妝品中植物提取物中禁用物質的方法，為進口產品快速通關起到了積極的作用。

1 儀器與試劑

DART SVP離子源(美國)； QExacfive高分辨質譜儀(美國Thermo Fisher公司)；乙醇為分析純(國藥集團)；甲醇為色譜純(美國thermo Fisher 公司)；芫花和了哥王購自河北安國，以《植物志》相關植株信息為依據，由尚孟軍鑒定為芫花和了哥王，原植物為Daphne genkwa Sieb. et Zucc. 和Wikstroemia indica (Linn.) C. A. Mey

2 方法與結果

2.1 DART與質譜儀參數

DART離子源、傳送管間距25mm，樣品居中；離子源下傾角30°；電暈針電壓4000V；氦氣流速4L/min；氣流溫度350℃；出口電極偏轉電壓100V。串聯高分辨質譜儀正離子模式；毛細管電壓4000V；錐孔電壓100V；碰撞能量33V。

2.2 植物提取物的制備

粉碎樣品并將粉碎后樣品過200目篩備用。稱取過篩后樣品5.0g于50mL離心管中，加入30mL70%乙醇振蕩混勻，超聲30min后，經6000rap離心10min，取上清液經0.2μm濾膜過濾后上機。

2.3 實測樣品的制備

將植物粉碎后進行浸提，吸取20ml提取液于50mL離心管中，氮吹至近干，分別得芫花提取液浸膏13.0mg和了哥王提取液浸膏15.0mg備用。稱取膏霜狀化妝品5.0g，分別加入芫花提取物浸膏或了哥王提取物浸膏，分別混勻，備用。

3 結果與討論

3.1 DART與質譜儀參數的優化

DART 檢測為樣品表面的待測物經離子源解吸并離子化后，在真空泵產生的負壓作用下由傳送接口引入質譜儀分析，原理詳見文獻[4]。本實驗的待測物為黃酮類和香豆素類化合物，易結合質子，故設定為正離子模式。取對照品溶液5μL滴于條形載玻片上，揮干后置滑軌上進行DART 全掃描，質譜圖中可見芫花素m/z285.0744[M+H]+、羥基芫花素m/z301.0693[M + H]+、西瑞香素m/z353.0639[M + H]+和芫花素m/z285.0761[M + H]+，比較不同條件下信號的強弱，選擇信號強且穩定時的參數。試驗發現，氦氣( He) 的靈敏度明顯高于氮氣( N2)，故選擇He；He流速固定為4 L·min- 1; 比較氣流溫度時發現待測物在100℃和200 ℃時幾乎沒有信號， 300 ℃時信號較高，至350 ℃時信號達到最高，升到400 ℃又有下降，故選350 ℃; 離子源與傳送管距離為25 mm，兼顧信號強度和滑軌的運行。

3.2 植物提取物禁用成分DART-MS( FULL SCAN) 分析

按照2.2項的條件采集植物提取溶液的特征譜圖，見圖1和圖2。

圖1 芫花提取物的DART-MS質譜圖

圖2 了哥王提取物的DART-MS質譜圖

DART屬于復合型電離, 在正離子工作模式下首先由激發態氦氣與空氣中的水分子發生潘寧電離產生水合物離子與電子, 質子化的水分子離子再與目標化合物進行質子交換, 可以形成[ M +H]+分子離子峰。本實驗質譜條件為正離子檢測，一級質譜掃描為全掃描，質量數范圍為100～1000m/z。一級質譜全掃描等相關條件見表1。

表1 植物提取物中特征性目標化合物中、英文名稱，分子式，分子量

故芫花提取物中的芫花素和羥基芫花素，其m/z分別為285.0744和301.0693；了哥王植物提取物中的西瑞香素和芫花素，其m/z分別為353.0639和285.0761。其相對應的分子離子峰結果可見圖3～圖6。由此可見，DART-MS 特征圖譜具有明顯的指紋性特征，借助DART能夠進行快速、直觀地鑒別相關的植物。

圖3 芫花提取物中芫花素的一級質譜圖

圖4 芫花提取物中羥基芫花素的一級質譜圖

圖5 了哥王提取物中西瑞香素的一級質譜

圖6 了哥王提取物中芫花素的一級質譜

3.3 植物提取物禁用成分質譜峰的確認

由于一級質譜可能存在假陽性，需進行二級質譜確證。本實驗質譜條件為正離子檢測，掃描范圍100～850m/z，二級質譜全掃描等相關條件見表2。

表2 目標化合物二級質譜測定參數

芫花素和了哥王植物提取物中目標化合物的CID質譜圖和裂解示意，見圖7～圖10。其中，芫花素在正離子測定模式下準分子離子峰m/z285.21進行二級質譜分析，該離子丟失一個甲基生成m/z270.0526離子，碎片m/z242.0576 ；羥基芫花素在正離子模式下準分子離子峰m/z301.07進行二級質譜分析，該離子丟失一個甲基生成m/z286.0475離子，碎片m/z258.0528為m/z286.0475峰脫去一個-(CH2)2形成的；西瑞香素在正離子測定模式下準分子離子峰m/z353.07，該離子脫去一個甲基形成m/z338.0425，再通過聯苯醚的碳氧鍵斷裂，形成m/z179.0342的離子。

圖7 芫花提取物中芫花素m/z285.1二級質譜圖

圖8 芫花提取物中羥基芫花素m/z301.1二級質譜圖

圖9 了哥王提取物中西瑞香素m/z353.1二級質譜圖

圖10 了哥王提取物中芫花素m/z285.1二級質譜圖

3.4 實測樣品中植物提取物禁用成分DART-MS( SCAN) 分析

按照2.3的條件分別制作芫花和了哥王植物提取物實測樣品，混勻后直接按照3.2的掃描條件進行DART-MS(SCAN)分析。結果如圖11～圖16所示。

圖11 膏霜狀化妝品中芫花植物禁用成分DART-MS(FULL SCAN)質譜圖

圖12 膏霜狀化妝品中了哥王植物禁用成分DART-MS(FULL SCAN)質譜圖

圖13 實測樣品中芫花所含芫花素的一級質譜圖

圖14 實測樣品中芫花所含羥基芫花素的一級質譜圖

圖15 實測樣品中了哥王所含西瑞香素的一級質譜圖

圖16 實測樣品中了哥王所含芫花素的一級質譜圖

從圖11～圖16可見，DART-MS在正離子模式下對實測樣品進行了全掃描，結果顯示，可以從膏霜狀化妝品中分別檢測出芫花中的芫花素、羥基芫花素，以及了哥王中的芫花素和西瑞香素。

4 結論

采用DART-MS建立的檢測方法無需前處理和色譜分離，無需制備流動相，減少了試劑的耗費，交叉污染很小，單個樣品分析( 測定3次) 約20 s，檢測速度快。SCAN 模式的DART-MS 特征圖譜包含豐富的定性信息，能對植物源性化妝品等復雜基質進行鑒別，可以找出化妝品中相關的植物禁用物，同時該圖譜具有較好的重復性，可借助化學計量學方法對數據進一步處理。能夠很好的解決韓國進口化妝品中國內禁用植物成分的快速篩查，提高通關速度。該法為定性方法，在定量的準確度方面較常規色譜法或色譜-質譜聯用法尚有不足，因其具有原位、直接、快速檢測的優勢并兼有強大的定性能力，在快速真偽定性鑒別、高通量篩查或快速定量分析時具有優勢和應用前景。