皮革制品中偶氮染料和芳香胺的檢測(cè)

李建平

（河北省廊坊市生態(tài)環(huán)境局三河市分局，河北 三河 065206）

目前，全球有3 000種偶氮染料在使用，占全球商業(yè)染料市場(chǎng)的65%以上。偶氮染料可能會(huì)通過(guò)汗液被皮膚吸收[1-3]。在一定條件下，一些偶氮染料可以分解并釋放芳香胺（例如，當(dāng)它們被腸道細(xì)菌菌群、肝細(xì)胞、肝外組織和表皮細(xì)胞中的偶氮還原酶還原時(shí)），其中一些是潛在的或已證實(shí)的致癌物質(zhì)[4-6]。經(jīng)幾項(xiàng)流行病學(xué)研究表明，接觸偶氮基染料會(huì)引發(fā)癌癥。雖然人們已經(jīng)探索出直接測(cè)定偶氮染料的方法，但由于可能的染料數(shù)量眾多，而且?guī)追N染料在工業(yè)應(yīng)用中會(huì)聯(lián)合使用，因此選擇測(cè)定染料還原后產(chǎn)生的芳香胺是一種更有效的方法[7-9]。不論染料或染料的組合，都可以通過(guò)還原提取物中存在的目標(biāo)芳香胺表明樣品中存在一種或多種被禁用的偶氮染料。2002年歐盟對(duì)偶氮染料的銷(xiāo)售和使用進(jìn)行了限制，確定其濃度要低于30 μg/ g。在中國(guó)，2，4-二甲苯胺和2，6-二甲苯胺被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/ T 17592-2006）禁止使用[10-11]。

1 材料和方法

1.1 化學(xué)藥品和試劑

本研究所用的溶劑均為HPLC/MS級(jí)。氫氧化銨、二亞硫酸鈉、無(wú)水甲醇、氫氧化鉀、24種標(biāo)準(zhǔn)芳香胺和20種標(biāo)準(zhǔn)偶氮染料購(gòu)自Sigma試劑公司，C18硅膠HPTLC板購(gòu)買(mǎi)自Sorbent Technologies（Norcross，GA，USA）；HPLC購(gòu)自Fisher公司。

1.2 樣品提取及處理

從百貨公司購(gòu)買(mǎi)了120種皮革制品，每種取3 g，切成小塊，用新鮮制備的無(wú)水甲醇/氫氧化鉀（56.1 mg/mL）9：1（v/ v），在Dionex ASE 300加速溶劑萃取器中提取。提取過(guò)程是在34 mL的提取細(xì)胞內(nèi)插入玻璃纖維過(guò)濾器，然后在細(xì)胞中加入1 g硅藻土粉（DE）。將3 g樣品插入細(xì)胞中，并使用插入工具緊密包裝。通過(guò)5分鐘的靜態(tài)加熱、5分鐘的溶劑沖洗、100秒的吹掃、1 500 psi的壓力和100 ℃的溫度條件進(jìn)行萃取，總提取時(shí)間為20 min/樣。提取液冷卻至室溫，用提取溶劑補(bǔ)充體積至80 mL。提取液分為兩部分，其中一部分10 mL用于直接光譜和色譜分析，其余70 mL用于還原過(guò)程得到的芳香胺。

將上述各個(gè)樣品的加速溶劑萃取物用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器干燥，然后在預(yù)熱至70 ℃、pH值為6的檸檬酸緩沖溶液中轉(zhuǎn)入反應(yīng)管。用超聲浴將樣品充分混合，在70 ℃下保存30 min。然后加入3 mL二亞硫酸鈉水溶液，加熱30分鐘，使偶氮染料裂解成相應(yīng)的芳香胺。反應(yīng)管冷卻至室溫，用2×20 mL甲基叔丁基醚萃取。MTBE層用無(wú)水硫酸鈉過(guò)濾，濃縮到大約1 mL。然后用MTBE調(diào)節(jié)樣品溶液體積至5 mL，用氣相色譜（GCMS）分析。

1.3 氣相色譜質(zhì)譜（GCMS）分析

通過(guò)二亞硫酸鈉還原釋放上述芳香胺的樣品提取液，使用Agilent 7890B/5977A GCMSD系統(tǒng)進(jìn)行分析。不分裂進(jìn)樣1 μL，溫度從55 ℃升至250 ℃，速度為15 ℃/min。在70 eV的電子電離模式下獲得了質(zhì)譜。用24個(gè)芳香族胺標(biāo)準(zhǔn)建立了定性和定量方法。采用外標(biāo)法和加標(biāo)法計(jì)算樣品中芳香胺的濃度（見(jiàn)圖 1）。采用MassHunter軟件建立檢測(cè)定量限（LOD和LOQ），分別為1.2 ppm和12.0 ppm。采用3個(gè)重復(fù)的偶氮染料計(jì)算反應(yīng)回收率和還原效率。結(jié)果表明，反應(yīng)效率和回收率均大于85%。

圖1 24種標(biāo)準(zhǔn)芳香胺混合物的總離子色譜

1.4 高效薄層色譜（HPTLC）分析

采用方形Nano-Sil C18反相HPTLC板（10 cm×10 cm，紫外指示劑）。流動(dòng)相為乙腈和氫氧化銨95：5（v/v）。使用CAMAG自動(dòng)TLC進(jìn)樣器4（CAMAG，Muttenz，Switzerland）將10 μL的樣品噴在離平板底部15 mm處的條帶（8 mm）上。采用飽和自動(dòng)ADC2腔室進(jìn)行色譜顯像。顯影板預(yù)處理時(shí)間為5分鐘，干燥時(shí)間為5分鐘。用攝像機(jī)分別記錄254 nm、366 nm和白光下的圖像。

2 結(jié)果與討論

2.1 芳香胺的GCMS定量分析

對(duì)120個(gè)樣品中的芳香胺進(jìn)行了定量分析，120份樣本中有46份沒(méi)有檢測(cè)到芳香胺，這表明沒(méi)有任何偶氮染料。74個(gè)樣品的芳香胺濃度大于2 μg/g（ppm），其中18個(gè)樣品的芳香胺濃度超過(guò)國(guó)際組織規(guī)定的20 ppm。18個(gè)樣品中，除了棕色樣品產(chǎn)生了2種不同但相關(guān)的芳香胺外，其余樣品都只產(chǎn)生了1種芳香胺。18個(gè)樣本中，只有1個(gè)為藍(lán)色，4個(gè)為黑色，1個(gè)為棕色，6個(gè)為紫色，2個(gè)為粉紅色，4個(gè)為紅色。其中，黑色皮革中芳香胺的平均濃度最大，分別為388 μg/g、152 μg/g、119 μg/g和98 μg/g，其次為棕色、紅色、紫色、粉色和藍(lán)色。

2.2 HPTLC分析

對(duì)18個(gè)樣品進(jìn)行HPTLC分析，染料成分的信息如圖2所示。1號(hào)樣品為藍(lán)色，顯示出一個(gè)弱藍(lán)色帶和一個(gè)強(qiáng)紫色帶。樣品2、3、4、5為黑色，其TLC遷移比較相似。6號(hào)樣品是唯一的棕色聚酯織物，顯示了四個(gè)帶，主要顏色是紅色和藍(lán)色，一起則顯示棕色。7、8、9、10、11、12號(hào)樣品為紫色，每個(gè)紫色皮革樣品都有獨(dú)特的TLC模式，沒(méi)有明顯的相似性。兩個(gè)粉紅色的樣品（13和14）具有相似的流動(dòng)性。4個(gè)紅色樣品中，15、16、17、18號(hào)在HPTLC中均顯示不同的圖譜。

圖2 18個(gè)偶氮染料樣品的HPTLC圖像

3 結(jié)論

結(jié)果表明，74個(gè)樣品產(chǎn)生了低濃度的芳香胺混合物，18個(gè)樣品產(chǎn)生了超過(guò)200 ppm的芳香胺。其中，黑色皮革中芳香胺的平均濃度最大，分別為388 μg/g、152 μg/g、119 μg/g和98 μg/g，其次為棕色、紅色、紫色、粉色和藍(lán)色。近年來(lái)，隨著人們對(duì)日用消費(fèi)品的日益關(guān)注，皮革中芳香胺的痕量分析變得越來(lái)越重要。