新型驅蚊產品中35種揮發性致敏芳香劑的篩查方法及揮發規律研究

李紅艷，胡玉霞，李長于，王 瑾

（1．浙江省產品質量安全科學研究院，浙江 杭州 310018；2．浙江經貿職業技術學院，浙江 杭州 310018；3．浙江方圓檢測集團股份有限公司，浙江 杭州 310018）

蚊蟲叮咬會引起皮膚紅腫、瘙癢、皮炎，是瘧疾、登革熱等多種傳染病的傳播媒介，不僅影響正常生活，也嚴重威脅人們的健康［1－2］。因此，驅蚊產品成為夏季越來越多人的選擇。近年來隨著人們健康意識的增強，市面上除了蚊香、氣霧殺蟲劑、電熱滅蚊液等傳統滅蚊產品外，以天然植物精油為組分的驅蚊環、驅蚊貼、驅蚊扣、驅蚊液等新型驅蚊產品因天然、無農藥添加而廣受推崇，并用于兒童、孕嬰等特殊人群。研究表明，薰衣草油、桉葉油、香茅油、薄荷油等植物精油對蚊蟲具有良好的趨避效果［3－5］。

驅蚊產品作為有害生物防治劑受歐盟生物殺蟲劑法規BPR（EU）No.528/2012管控。亞麻籽油、薰衣草油、薄荷油、香茅醛作為活性物質，埃卡瑞丁、避蚊胺等作為生物殺滅劑獲歐盟委員會（EC）批準［6］。美國環保署（EPA）允許驅蚊產品中添加避蚊胺（DEET）、驅蚊酯、埃卡瑞丁、檸檬桉葉油等化學農藥［7］，但美國兒科學會（AAP）不推薦兒童使用DEET含量大于30%的驅蚊產品和2個月以下兒童使用驅蚊產品，美國疾控中心（CDC）不推薦3歲以下兒童使用含檸檬桉葉精油的驅蚊產品［8］。目前香茅油作為低風險農藥已獲EPA批準，但規定部分產品無醫囑時不應給兒童使用，并應在產品標識中明示［9］。我國國家標準《家用衛生殺蟲用品安全通用技術條件》（GB 24330－2020）僅適用于蚊香、噴劑噴霧類殺蟲滅蚊產品，缺少與植物精油類新型驅蚊產品相適應的技術規范和檢測方法［10］。

前期調研發現，具有趨避效果的多種天然植物精油含有香茅醇、薄荷醇、檸檬醛等致敏芳香劑［4，11］。研究表明，攝入單萜類、酚類和蒎烯衍生物等芳香劑可能引發肝腎毒性、內分泌紊亂，特殊人群接觸致敏芳香劑可能出現蕁麻疹、瘙癢等過敏性皮膚炎癥，過量吸入可引起眼鼻灼燒、刺痛等感覺刺激及哮喘反應［12－14］。近年來，有關致敏芳香劑檢測方法的研究報道多見于玩具、化妝品、紡織品等領域，主要采用氣相色譜－質譜法（GC－MS）［15－19］、氣相色譜－串聯質譜法（GC－MS/MS）［20］、高效液相色譜法（HPLC）［21］、液相色譜－串聯質譜法（LC－MS/MS）［22－23］。氣相色譜－串聯質譜法具有抗干擾能力強、靈敏度高等優勢，適用于復雜樣品中揮發性致敏芳香劑的測定。目前，驅蚊產品中致敏芳香劑檢測方法和使用過程中揮發規律的研究鮮有報道。嬰童在使用新型驅蚊產品時存在靠近呼吸器官或接觸皮膚的情況，因此研究揮發性致敏芳香劑不同使用時間的揮發規律，可為進一步開展產品風險評估提供數據支持，為消費者提供使用指導。本文以多種驅蚊產品為研究對象，基于頂空/氣相色譜－串聯質譜法對新型驅蚊產品中35種揮發性致敏芳香劑開展了篩查和揮發規律研究。

1 實驗部分

1.1 儀器與設備

7890B－7000D GC/TQ氣相色譜串聯質譜聯用儀（美國Agilent公司，帶NIST商業數據庫）；TurboMatrix40Trap 40位頂空進樣器（美國Perkin Elmer公司）；WGII－230BE電熱鼓風干燥箱（上海奧析科學儀器有限公司）；頂空進樣瓶（20 mL），配鋁蓋及聚四氟乙烯/硅密封隔墊。

1.2 材料與試劑

甲醇（色譜純，美國Merck公司）。35種致敏芳香劑標準品名稱見表1，分別購自AccuStandard、TRC、Chem service、Dr.Ehrenstorfer GmbH、上海安譜及北京振翔等公司。

實驗樣品為電商平臺采購的37個不同品牌驅蚊產品，其中驅蚊貼（以T表示）9個、驅蚊扣（以K表示）3個、驅蚊環（以H表示）14個、驅蚊凝膠（以J表示）5個、驅蚊液（以Y表示）6個。

1.3 標準溶液配制

準確稱取各標準物質10 mg（精確至0.000 1 g）于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度搖勻，配制成質量濃度為1 000 mg/L的單標儲備溶液，儲存于棕色儲液瓶中（4℃冰箱避光保存）。用甲醇稀釋配制成10 mg/L的混合標準使用液，用于儀器條件優化。

1.4 樣品處理

將驅蚊貼、驅蚊扣、驅蚊環樣品剪碎（2 mm×2 mm左右）。準確稱取各類驅蚊產品1.0 g（精確至0.01 g），置于20 mL頂空進樣瓶中，立即加蓋密封，用于篩查和半定量分析。另選擇典型驅蚊貼和驅蚊扣（無需剪碎）樣品置于40℃恒溫箱中，放置0～72 h，剪碎后取1.0 g于20 mL頂空進樣瓶中，立即壓蓋密封，用于揮發規律分析。

由于部分致敏性芳香劑在實驗頂空條件下不易揮發，本實驗對標準溶液采用液體模式進樣，用于各目標化合物的定性分析。

1.5 儀器條件

頂空條件：平衡溫度為40℃；平衡時間為35 min；加壓時間為2 min；定量環溫度為50℃；傳輸線溫度為60℃；進樣時間為0.05 min。

色譜條件：色譜柱為中等極性色譜柱Agilent DB－17MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：起始溫度40℃，保持1 min，以5℃/min升溫至200℃，保持4 min；分流比為5∶1；載氣為高純氮氣（＞99.999%），流速為1 mL/min；進樣口溫度為250℃；傳輸線溫度為250℃。

質譜條件：離子源為電子轟擊（EI）源，電離能量為70 eV；離子源溫度為280℃；溶劑延遲3 min；檢測模式：多反應監測（MRM），增益5。

2 結果與討論

2.1 儀器條件優化

本研究的35種致敏芳香劑包含醛、酯、醇、酮、醚、烯烴類等多種化合物，不僅極性差別大，還有6-甲基香豆素和7-甲基香豆素等同分異構體。考察了HP－5MS、VF－WAXms、DB－17MS 3種相同尺寸（30 m×0.25 mm×0.25 μm）不同極性色譜柱對35種致敏芳香劑的分離效果。結果發現，離子碎片相同的6-甲基香豆素和7-甲基香豆素在HP－5MS色譜柱上無法分離。強極性色譜柱VF－WAXms可以較好地分離同分異構體，但不適用于分析沸點較高的物質［20］。DB－17MS色譜柱能夠實現6-甲基香豆素和7-甲基香豆素的基本分離，且在分離多種致敏芳香劑中的應用已見報道［19－20］。35種致敏芳香劑的沸點相對較低，VF－WAXms和DB－17MS兩款色譜柱均能滿足分析要求，對于共流出的化合物可通過不同的特征離子進行定性定量，本文選擇DB－17MS色譜柱進行后續分析。35種致敏芳香劑的總離子流色譜圖見圖1。

圖1 35種致敏芳香劑的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of 35 allergic fragrances the numbers of analytes were the same as those in Table 1

進一步對35種致敏芳香劑的質譜條件進行了優化，通過全掃描模式，選擇每種化合物豐度較高、分子質量較大的離子作為母離子。通過子離子掃描選擇豐度較高的二級碎片離子作為子離子，同時避開共流出化合物之間的共有離子，從而確定每種化合物的定量和定性離子對，結果見表1。其中標識“*”的16種化合物為歐盟玩具新指令TSD 2009/48/EC禁用清單中的致敏芳香劑［24］。

表1 35種致敏芳香劑的信息、質譜參數及產品篩查情況Table 1 Chemical informations，MS parameters of 35 allergic fragrances and the screening results of samples

2.2 樣品含量分析

2.2.1 不同平衡溫度下的樣品篩查考察了不同平衡溫度對篩查結果的影響。為增加儀器響應強度，對樣品中可能的揮發性致敏芳香劑進行較全面的篩查，選擇100℃為平衡溫度，頂空平衡時間及色譜分析時間均為35 min。選擇代表性空白硅膠進行加標實驗，用于考察各目標化合物的最小響應峰面積（信噪比S/N≥3）。結果顯示，37個驅蚊樣品中共篩查出26種致敏芳香劑，27%以上的樣品中檢出蒎烯、苯甲醛、萜品油烯等15種致敏芳香劑，所有樣品均檢出α-蒎烯和D-檸檬烯。進一步考察了夏季使用極限溫度條件，以40℃為平衡溫度、35 min為平衡時間進行定向篩查。該條件下共檢出α-蒎烯、β-蒎烯和D-檸檬烯等14種致敏芳香劑（見表1）。40℃平衡溫度下苯甲醛、D-檸檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、萜品油烯、薄荷醇、芳樟醇、樟腦及水楊酸甲酯在樣品中的檢出率最高，大于24.3%。

以兒童用驅蚊貼和驅蚊扣為例，比較了不同頂空溫度下各目標化合物的響應強度（平衡時間35 min），結果見表2。由表2可見，40℃平衡溫度下8種揮發性致敏芳香劑的響應強度為100℃的0.30%～34.5%，100℃平衡溫度時這些物質在驅蚊產品中的含量較高，這是由于溫度越高，易揮發性成分揮發越快。文獻表明α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯等揮發性致敏芳香劑對蚊蟲具有較強的趨避活性［25－26］，通過特殊工藝可使含有上述物質的新型驅蚊產品緩慢釋放有效成分，從而延長使用時間。因此，在實際使用中應考慮該類產品經吸入或接觸可能造成的致敏風險。

表2 不同頂空溫度對響應強度的影響Table 2 Effect of different headspace temperature on response intensities

2.2.2 極限使用條件下的半定量分析對37種驅蚊產品在極限使用條件（40℃平衡溫度）下的篩查結果進行半定量分析，結果如圖2。圖中橫坐標代表檢出物質，縱坐標代表樣品，不同顏色的符號代表MRM模式下色譜峰的響應面積。40℃頂空條件下共篩查出14種致敏芳香劑，分別在40%、54%、51%的樣品中檢出α-蒎烯、β-蒎烯和D-檸檬烯的響應強度大于104，1個驅蚊凝膠和2個驅蚊貼中α-蒎烯的響應強度大于106，除驅蚊扣外，其它產品中均檢出D-檸檬烯，響應強度大于106；89%的樣品中檢出苯甲醛，響應強度均小于104；5個驅蚊手環中檢出水楊酸甲酯，響應強度大于104；個別樣品中檢出香茅醇、石竹烯、檸檬醛和肉桂醛等，響應強度小于103。可見，除苯甲醛外，具有趨避蚊蟲效果的α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、萜品油烯、樟腦、薄荷醇等成分［3，25－27］是新型驅蚊產品中檢出率最高的易揮發性致敏芳香劑。

圖2 樣品中檢出的14種揮發性致敏芳香劑的半定量結果Fig.2 Semi quantitative results of 14 volatile allergic fragrances detected in samples

2.3 揮發規律研究

為進一步研究驅蚊產品在極限使用溫度下揮發性致敏芳香劑的揮發情況，選擇嬰童用驅蚊貼和驅蚊扣作為典型樣品，在40℃條件下放置不同時間，考察了樣品中檢出率高、響應強度大的α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、薄荷醇、樟腦的揮發規律。如圖3所示，兩類樣品呈現類似的揮發規律。α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯放置0～12 h時的響應強度呈顯著降低趨勢，12 h時的響應強度為初始時的20%～21%，后續放置不同時間時揮發緩慢，72 h時α-蒎烯和β-蒎烯的響應強度為初始時的2.5%～3.0%，D-檸檬烯為0.1%；而薄荷醇和樟腦揮發緩慢，72 h后測得響應強度為初始時的40%以上。部分新型驅蚊產品標識有效驅蚊時間可達數天甚至數周，可能與含有作為有效驅蚊成分［3，27］但揮發緩慢的薄荷醇和樟腦等活性成分有關。

圖3 不同放置時間對5種致敏芳香劑響應強度的影響Fig.3 Effect of open using time on response intensities of 5 allergic fragrances

3 結論

本研究建立了測定新型驅蚊產品中35種揮發性致敏芳香劑的頂空/氣相色譜－串聯質譜法，對新型驅蚊產品開展了不同平衡溫度下的篩查和極限使用溫度條件下典型揮發性致敏芳香劑的揮發規律研究。結果表明，α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、萜品油烯和薄荷醇等是新型驅蚊產品檢出率高、響應強度大的易揮發性致敏芳香劑。以不同植物精油為有效成分的新型驅蚊產品，可能通過不同成分揮發規律的不同達到持續驅蚊效果，易過敏體質或有呼吸系統疾病的人群應慎用該類產品。本研究為后續開展該類產品中致敏芳香劑的定量分析和化學風險評估提供了參考依據。