紡織品中14種N-亞硝胺物質(zhì)的檢測研究*

范娟，張煌博，黃圓圓

[1.福建省纖維檢驗中心 福建省紡織產(chǎn)品檢測技術重點實驗室，福建 福州 350026；2.國家服裝服飾質(zhì)量檢驗檢測中心（福建），福建 晉江 362200]

N- 亞硝胺化合物是重要的有機物合成中間體，在環(huán)境中廣泛存在[1]。N-亞硝胺化合物是一類致癌物質(zhì)[2,3]，可通過皮膚接觸進入人體造成危害。許多國家已制定相關法規(guī)法令來限制N-亞硝胺化合物的使用，歐盟先后發(fā)布1993/11/EC、2009/48/EC等指令，限制橡膠中N-亞硝胺的使用，生態(tài)紡織品OEKO-Tex Standard 100也將N-亞硝胺化合物列為限制物質(zhì)，規(guī)定紡織品中含量≤0.5 mg/kg。

目前，N-亞硝胺物質(zhì)常用的檢測方法有氣相色譜法、液相色譜法及液相色譜-質(zhì)譜法[4-9]。液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜靈敏度高、選擇性好，適用于復雜樣品中目標物準確分析，本研究以歐盟限制的14種N-亞硝胺化合物為研究對象，建立了超高效液相色譜-大氣壓化學電離-串聯(lián)質(zhì)譜法（HPLC-APCI-MS/MS）測定紡織品中14種N-亞硝胺化合物。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：液質(zhì)聯(lián)用儀LC1290Ⅱ（美國Agilent公司）-API 3500三重四級桿質(zhì)譜儀（美國AB Sciex公司，配電噴霧和大氣壓化學電離源）；氮氣發(fā)生器Infinity 1032（英國PEAK公司）；TX-590型純水機（北京天星科儀科技有限公司）；超聲波清洗機（英國PRIMA公司）。

試劑：甲酸（CNW試劑，色譜純）；實驗用水為超純水；甲醇和乙腈均為色譜純。

標準物質(zhì)：N-硝基聯(lián)芐基胺（NDBzA）、N-亞硝基二異丁胺（NDiBA）、N-亞硝基二異壬胺（N D i N A）、N-亞硝基-N-乙基苯胺（NEPhA）、N-亞硝基-N-甲基苯胺（NMPhA）購于加拿大T R C 公司；N-亞硝基吡咯烷（NPYR）、N-二乙醇亞硝胺（NDELA）、N-亞硝基哌啶（NPIP）、N-二乙基亞硝胺（NDEA）、N-亞硝基二丁胺（NDBA）、N-亞硝基二異丙胺（NDiPA）、N-亞硝基二丙胺（NDPA）、N-亞硝基嗎啉（NMOR）購于德國Dr.Ehrenstorfer公司；N-亞硝基二甲胺（NDMA）購于美國O2si公司。

1.2 HPLC-MS/MS 的儀器參數(shù)

色譜條件：Poroshell 120 EC-C18柱，2.7 μm，2.1 mm×100 mm；

流動相A：甲醇；流動相B：0.01%甲酸；柱溫：40℃；

進樣量：5 μL；流速：0.3 mL/min；梯度洗脫程序：見表1。

表1 液相色譜梯度洗脫條件

質(zhì)譜條件：

離子源：大氣壓化學電離源（APCI）；掃描極性：正離子掃描；

掃描方式：多反應監(jiān)測（MRM）；離子源溫度250 ℃；

電暈放電針電流：1 mA；碰撞氣：6 psi；氣簾氣：40 psi；噴霧氣：40 psi；

監(jiān)測離子對信息、去簇電壓及碰撞氣能量檢測參數(shù)見表2。

表2 目標化合物的檢測參數(shù)

1.3 試驗過程

準確稱取1.0 g（精確至0.0001g）試樣，置于提取器中，準確加入10.0 mL甲醇，密閉搖勻。置于（40±2）℃超聲波發(fā)生器中提取30 min后，用0.22 μm尼龍過濾頭過濾至樣品瓶中，供HPLCMS/MS分析用。

2 結果與討論

2.1 流動相的選擇

14 種N-亞硝胺在甲醇/水、乙腈/水流動相體系中均能得到良好的色譜分離，但目標物在甲醇/水流動相體系中響應顯著高于乙腈/水體系，故選擇甲醇/水流動相體系。

N- 亞硝胺不易電離，為提高目標物的質(zhì)子化程度，需加入緩沖鹽流動相，文獻[9]報道在流動相中加入甲酸銨、乙酸銨、甲酸或乙酸都可以提高N-亞硝胺的離子化效率，但使用甲酸時干擾更低，因此本實驗選擇甲酸。實驗還考察了流動相中甲酸濃度對目標物離子化效率的影響，分別考察了0%、0.005%、0.01%、0.015%、0.02%甲酸-甲醇條件下的目標物的響應，實驗結果表明當甲酸濃度為0.01%時，大部分的N-亞硝胺響應達到最大值，因此選擇0.01%甲酸-甲醇為流動相。

2.2 離子源的選擇

電噴霧電離源（ESI）和大氣壓化學電離源（APCI）是液質(zhì)聯(lián)用儀中常使用的2種電離源，為了分析物得到更好的靈敏度，本研究比較了14種N-亞硝胺物質(zhì)在兩種電離源中的響應。使用相同的色譜分離條件分析了50 μg/L的N-亞硝胺化合物標準溶液，將分析物在APCI模式下的儀器響應定義為100%，ESI模式下得到的各分析物的相對儀器響應列于表3。結果可見ESI模式下，14種N-亞硝胺物質(zhì)的響應均低于APCI模式，因此選擇APCI作為電離源。

表3 ESI模式下N-亞硝胺的儀器響應相對值

離子源的去簇電壓和碰撞氣能量的大小會影響目標物定量離子的豐度，在確定好目標物的母離子和子離子后，需優(yōu)化去簇電壓和碰撞氣能量，而使用APCI源時，目標物的分析靈敏度主要取決于離子源加熱器溫度、氣簾氣壓力及電暈放電針電流等參數(shù)，因此還對這些質(zhì)譜參數(shù)進行優(yōu)化，結果見表2。

使用優(yōu)化的儀器條件對14種N-亞硝胺的混合標準品進行分析，可得到較好的分離效果，其總離子流圖見圖1。

圖1 14種N-亞硝胺物質(zhì)的總離子流色譜圖

2.3 提取溶劑的選擇

紡織品中禁限用物質(zhì)的提取方法一般有索氏萃取、加速溶劑萃取、超聲萃取等方法。超聲萃取方法具有操作方法簡單、效率高、設備價格低廉等優(yōu)點，因此本實驗采用超聲提取方法進行提取，主要考察了提取溶劑、提取溫度、提取時間。

由于N-亞硝胺溶于乙腈、甲醇等有機溶劑，本研究以乙腈、甲醇為提取溶劑進行提取效果對比。實驗結果表明，甲醇和乙腈均能很好地提取N-亞硝胺，由于色譜分離時使用甲醇/甲酸流動相，因此本實驗選擇甲醇為萃取溶劑。

2.4 提取時間的選擇

以棉和滌綸貼襯布為基質(zhì)，分別考察了10、20、30、40、50、60 min提取時間對14種N-亞硝胺提取效果的影響，結果見圖2和圖3。實驗結果表明隨著提取時間的增加，萃取量逐漸增加，當超聲提取時間為30 min時提取量最高，此后再延長提取時間，14種N-亞硝胺的提取量基本沒有增長，因此選擇超聲提取時間為30 min。

圖2 提取時間對滌樣品提取效率的影響

圖3 提取時間對棉樣品提取效率的影響

2.5 提取溫度的選擇

分別以棉和滌綸貼襯布為基質(zhì)，準確加入10.0 mL甲醇，分別在30、35、40、45、50 ℃下超聲提取30 min，考察提取溫度對14種N-亞硝胺提取量的影響，結果見圖4和圖5。隨著溫度的升高，14種N-亞硝胺的響應逐漸升高，當溫度達到40 ℃其響應基本沒有變化，一些目標物還略有下降，因此選擇超聲提取溫度為40 ℃。

圖4 提取溫度對滌綸樣品提取量的影響

圖5 提取溫度對棉樣品提取量的影響

2.6 線性關系和測定低限

在優(yōu)化的色譜分離條件和質(zhì)譜條件下，考察了14種N-亞硝胺在5～200 μg/L濃度下的線性關系，以MRM模式下定量離子的峰面積為縱坐標，以質(zhì)量濃度為橫坐標進行線性回歸計算，得到線性回歸方程和相關系數(shù)（R2）（見表4）。

在本實驗條件下，分別以3倍信噪比和10倍信噪比（S/N）的質(zhì)量濃度確定方法的檢出限（LOD）和定量限（LOQ），見表4。

表4 HPLC-MS/MS方法的分析性能

2.7 方法回收率和精密度

采用以上優(yōu)化的實驗方法，選取了棉、滌2種紡織品，分別添加0.05、0.1、0.5 mg/kg(限量限) 3個濃度水平的N-亞硝胺，每個濃度平行試驗7次。結果如表5所示，可知分析物的回收率為82.1%～109.5%，相對標準偏差為1.0 %～9.3%，說明本方法對紡織品中N-亞硝胺的測定具有較好的準確度和精密度。

表5 方法的精密度和回收率

4 結論

通過對色譜分離條件和質(zhì)譜測定條件的優(yōu)化，建立了測定紡織品中14種N-亞硝胺UHPLC-APCIMS/MS分析方法。通過試驗分析，14種N-亞硝胺在一定的濃度范圍線性良好，檢出限低，建立的分析方法樣品前處理簡單，分析快速、靈敏，適合紡織品中14種N-亞硝胺的檢測。