高效液相色譜串聯質譜測定染料的方法

史琪

（上海天祥質量技術服務有限公司，上海 200237）

0 前言

我國不僅是合成染料生產大國，也是全球最大的合成染料消費國和需求國[1]，截至2020年末，我國染料行業表觀消費量59.66萬噸，較上年增加1.17萬噸，同比增長2%，總體穩中有升。染料作為一種重要的工業原材料，廣泛用于各種消費品生產，包括服裝、鞋帽、食品包裝、油墨、皮革和造紙等[2]。在這些應用領域中，染料絕大部分應用于各種纖維的著色，約占總產量的90%，其中分散染料和活性染料這兩種染料產量約占總產量的75%。

染料的應用越來越廣泛，逐漸成為人們日常生活中的必需品，然而染料的安全性是不可忽視的重要問題，其中最嚴重的問題是染料的致癌性。致癌染料內容定義包括兩項[3]：一項是偶氮類染料，在與人體皮膚接觸時，由于人體新陳代謝產生了還原性物質，破壞了偶氮結構生成氨基，產生的芳香胺具有致癌性；另一項是在染料合成中，中間體芳香胺或者其同素異構體反應較慢或不完全，容易造成中間體的殘留，形成了致癌性染料。

建立紡織品中致癌致敏染料以及其他禁用染料的測試方法，對促進紡織業生態化發展和保護人體健康安全具有重大的意義。目前，其檢測方法有高效液相色譜法（HPLC）[4]、高效液相色譜-質譜法（LC-MS）[5]、氣相色譜-質譜法（GS-MS）[5]、高效液相色譜-串聯質譜法（LC-MS-MS）[6]以及其他先進檢測技術。其中，LC-MS-MS法憑借選擇性高、靈敏度高、準確性高和速度快等優勢[7]，在染料檢測中受到國內外研究者的廣泛關注和青睞。

本文將建立分散染料及其他染料的高效液相色譜-串聯質譜檢測方法。該方法具有提取效果好、回收率高、檢測限值低、范圍大和雜質干擾少等特征[8]，能夠對染料進行準確的定性和定量分析，符合歐洲標準指令。

1 試驗部分

1.1 儀器設備與化學試劑

1.1.1 儀器設備

高效液相色譜串聯質譜儀，配有Triple Quad 4500型電噴霧離子源；可超聲控溫水浴；具帽試管；容量為2 mL的注射器；孔徑為0.45μm的PTFE膜材過濾器。

1.1.2 化學試劑

甲醇、乙腈（均為色譜級）；超純水；乙酸銨；各種染料標準品。

分別稱取各染料標準品，溶于甲醇，可適當超聲使其充分溶解，并定容為單標標準儲備溶液；分別移取單標標準儲備溶液，用甲醇定容，配制成2 mg/L的混合標準中間儲備溶液；上機前，用甲醇與水體積比為1∶1的溶液稀釋，配制成質量濃度為0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.40 mg/L的標準工作溶液。

1.2 樣品處理

準確稱取0.50 g試樣（精確至0.01 g），置于具帽試管中，準確加入7.5 mL甲醇，加塞密閉；置于超聲波浴中70℃提取30 min后，冷卻至室溫，用一次性注射器將樣品溶液通過0.45μm PTFE過濾器過濾至樣品小瓶中，用V（甲醇）∶V（水）=1∶1的溶劑稀釋10倍后進行LC-MS/MS分析。

1.3 儀器分析條件

1.3.1 色譜條件

C18型色譜柱，2.1 mm×150 mm，3.5μm粒徑。流速0.3 mL/min；柱溫40℃；流動相：A表示物質的量濃度為5 mmol/L乙酸銨水溶液；B表示乙腈；進樣體積10μL；洗脫程序：0～2 min，95%A；2～10 min，95%～2%A；10～15 min，2%A；15～15.1 min，2%～95%A；15.1～20 min，95%A，停止。

1.3.2 質譜條件

ESI離子源，離子源溫度500℃，電壓±4 500 V，檢測模式為多反應監測正負離子模式（MRM），染料化合物質譜離子及其他儀器參數見表1。

表1 各個染料化合物質譜離子及其他儀器參數

續表1 各個染料化合物質譜離子及其他儀器參數

2 結果與討論

2.1 溶劑選擇

目前，國內外大部分法規及標準使用的溶劑均為甲醇，部分國際標準使用其他溶劑，如ISO 16373-2:2014《紡織品染料第2部分:包括致敏和致癌染料在內的可提取染料的測定用一般方法（使用吡啶-水法）》標準使用吡啶；國家標準方法是針對其中幾個物質，使用二甲苯、氯苯或者乙醇等。本文選用甲醇作為萃取試劑，主要是因為其具有普適性，對大部分樣品及標品的溶解性較好。

2.2 方法學驗證

2.2.1 標準曲線繪制

配制5個濃度的標準線性點，以峰面積和濃度分別為Y、X軸，作線性方程，結果見表2。從表2中可以看出，濃度與峰面積呈良好的線性關系，其相關系數R2可以達到0.995以上。

表2 染料的線性關系及相關系數

2.2.2 準確度和精密度測定

稱取0.5 g樣品，分別添加一定濃度的標品，以3個濃度點分別制成6個平行樣品，按照樣品處理方式萃取樣品；分3天進行回收添加試驗，測定其回收率及相對標準偏差。染料精密度RSD及準確度回收率的具體結果見表3。

由表3可見：染料的回收率在94%～108%，說明準確度較好；RSD在1.7%～8.9%之間，表明精密度也較高。

表3 染料精密度、準確度及回收率

2.2.3 方法檢出限

檢出限取3倍信噪比分析，測得27種染料檢出限范圍在0.5 mg/kg左右，可以滿足國標對部分染料的測試要求，結果見表4。

表4 染料檢出限

續表3 染料精密度、準確度及回收率

3 結論

本文介紹的HPLC-MS-MS測定紡織品染料的方法，檢出限低，測試時間短，可以同時測試多種物質，且操作簡單，精密度和準確度都較高，可以滿足目前國內外標準對染料限值的要求。