頂空氣相色譜-質譜測定化妝品中二噁烷含量的方法

孫盛楠，雷運桂

（清遠市食品藥品檢驗所，廣東 清遠 511500）

0 引言

二噁烷，又稱為1，4-二氧六環、二氧六環，CAS號為123-91-1，分子式C4H8O2，室溫下為無色揮發性液體，略帶香味，能溶于水。屬于微毒類，具有麻醉和刺激作用，其蒸氣可引起皮膚眼睛和上呼吸道黏膜刺激，可致肝腎皮膚損害，嚴重時會引起尿毒癥，急性中毒可導致死亡[1-2]。二噁烷通常是制備化妝品原料時的伴生副產物，通常以乳化劑、洗滌劑、保濕劑等原料形式用于洗發水、沐浴露、洗手液、潔面乳等清潔類產品[3]。根據我國《化妝品安全技術規范》（2015 年版）規定，二噁烷屬于化妝品禁用組分，為化妝品中有害物質，限值不超過30 mg/kg。

目前，測定二噁烷的檢測方法主要有氣相色譜法、頂空氣相色譜-質譜法等[4]。本文在《化妝品安全技術規范》（2015 年版）2.19 二噁烷第一法的檢驗基礎之上，通過改進實驗過程，建立一種準確、高效的化妝品中二噁烷含量的檢測方法。并在2022 年廣東省藥品檢驗所舉辦的《化妝品中二噁烷的測定》能力驗證活動中取得驗證，結果為滿意。

1 實驗部分

1.1 標準物質、實驗試劑

二噁烷標準物質，德國Dr.Ehrenstorfer GmbH 公司，批號：G148630，純度：99.56%；氯化鈉（AR），國藥集團化學試劑有限公司；一級水，GB/T 6682。

1.2 實驗儀器

GCMS-TQ8040 氣質聯用儀，HS-20 頂空進樣器，日本島津公司；CPA225D 型電子分析天平，德國賽多利斯；Genie PURIST 超純水儀，上海樂楓生物科技有限公司；MS3 漩渦混勻器，德國IKA 集團公司；Ti-H 20MF2 超聲儀，德國Elma 有限公司。

1.3 分析方法

1.3.1 氣相色譜－質譜（GCMS）條件

色譜柱：RESTEK Rtx-624（20 m×0.18 mm×1.00 μm），SN:1 307229；色譜柱溫度：40 ℃保持3 min，然后以50 ℃/min 升溫至200 ℃，保持5 min；色譜-質譜接口溫度：230 ℃；載氣：氦氣，純度≥99.999%；電離方式：EI；電離能量：70eV；測定方式：選擇離子檢測（SIM）；進樣方式：分流進樣，分流比10∶1；

1.3.2 頂空（HS-20）條件

汽化室溫度：70 ℃；定量管溫度：150 ℃；傳輸線溫度：200 ℃；振蕩情況：低振蕩；汽液平衡時間：40 min；進樣時間：1 min。

1.3.3 標準系列溶液的制備

標準儲備液：二噁烷室溫下有揮發性，所以稱量時，將100 mL 容量瓶中預先加入適量的水，將容量瓶置于稱盤的中心，除去皮重，快速用移液槍吸取100 μL 的二噁烷加入容量瓶中，蓋緊瓶塞，再將容量瓶置于秤盤的中心，待示值穩定后讀取稱量結果，用去離子水溶解并定容至刻度，得到質量濃度為1 000 mg/L的二噁烷標準儲備液。

標準系列溶液：分別準確移取0、1.0、2.0、5.0、10.0 mL 的1 000 mg/L 二噁烷標準儲備液，用去離子水定容至100 mL，配制成質量濃度為0、4、10、20、50、100 mg/L 的標準系列工作液S0、S1、S2、S3、S4。

定性標準測試液：取20 mL 頂空進樣瓶，加入1 g氯化鈉固體，4 mL 去離子水，去皮，取樣品2 g，精密稱定，分別精密加入上述S0、S1、S2、S3、S4工作溶液1 mL，再加入3 mL 去離子水，密封后。渦旋，超聲20 min，待測。

1.3.4 供試溶液的制備

取20 mL 頂空進樣瓶，加入1 g 氯化鈉固體，加入4 mL 去離子水，去皮，取樣品2 g，精密稱定，再加入4 mL 去離子水，密封后。渦旋，超聲20 min，待測。

1.4 定量計算[式（1）]

式中：ω（二噁烷）為樣品中二噁烷的含量，μg/g；ms為加入二噁烷標準品的量，μg；Ai為樣品中二噁烷的峰面積；As為加入二噁烷標準品后樣品中二噁烷的峰面積；m 為樣品取樣量，g；mi為加入二噁烷標準品的樣品取樣量，g。

2 結果與討論

2.1 標準曲線

配制0、10、20、50、100 mg/kg 標準含量系列如表1所示，按上述頂空條件進樣，得到二噁烷濃度標準曲線如圖1 所示，標準曲線線性方程為Y=3620.7X+1.4E+5，相關系數為0.999 7。

圖1 標準曲線方程

表1 標準質量濃度系列

2.2 實驗結果

按照上述改進方法，在2022 年廣東省藥品檢驗舉辦的《化妝品中二噁烷的測定》能力驗證活動中，本實驗室的檢測結果為18.08 mg/kg，統計數據的中位值為19.87 mg/kg，標準化四分位間距為1.682 8 mg/kg，Z 值為-1.06，結果為滿意，如表2 所示。

表2 檢測數據

2.3 HS-GCMS 方法的優化

2.3.1 前處理的優化

二噁烷室溫下易揮發，微毒，稱樣時以低溫、密閉、迅速為原則。先在定量儀器中加入不易揮發的溶劑，再加入含有二噁烷的標準物質或者樣品，即保證了稱樣的準確性，減少揮發造成的損失，又降低了二噁烷揮發對實驗環境的污染和對操作人員的傷害。乳液狀化妝品比較黏稠，密封后，將樣品渦旋，使樣品均勻分散在頂空進樣瓶中。注意不要沾到頂空瓶內蓋，防止堵塞進樣針；不能激烈振蕩，否則會產生大量泡沫，樣品發生乳化現象，影響測定結果[5]。

2.3.2 升溫程序的優化

按照《化妝品安全技術規范》（2015 年版）2.19 二噁烷第一法要求，色譜柱升溫程序為40 ℃保持5 min，然后以50 ℃/min 升溫至150 ℃，保持2 min；根據實驗室具體情況，將升溫程序調整為40 ℃保持3 min，然后以50 ℃/min升溫至200 ℃，保持5 min。二噁烷保留時間為5.656 min，周圍沒有其他干擾峰出現，如圖2 所示。鑒于化妝品中有機物成分復雜多樣，熔沸點不同。本實驗采用該升溫程序升溫，既減少了儀器的污染，又消除了其他成分對二噁烷的干擾，還避免了假陽性峰的產生。

圖2 二噁烷

2.3.3 色譜柱的優化

按照《化妝品安全技術規范》（2015 年版）2.19 二噁烷第一法要求，所選色譜柱為交聯5%苯基甲基硅烷毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。在實驗過程中發現，有明顯拖尾現象，如圖3 所示。將進樣分流比10∶1 改變為40∶1，二噁烷峰如圖4 所示，仍舊不能解決拖尾問題。最后通過選擇同極性的RESTEK Rtx-624（20 m×0.18 mm×1.00 μm）色譜柱，峰形尖銳且對稱，能夠有效的改善峰型，提高色譜性能。選擇Rtx-624 作為最終色譜柱。如圖5 所示。

圖3 HP-5

圖4 進樣分流比40∶1

圖5 Rtx-624

3 結語

近年來，化妝品越來成為人們生活中必備品，化妝品安全也越來越得到關注。本文對頂空氣相色譜-質譜法測定化妝品中的二噁烷的含量展開討論，通過對樣品前處理的關鍵點控制、檢驗條件的優化以及色譜柱的選擇這些方面進行研究，解決在《化妝品安全技術規范》（2015 年版）2.19 二噁烷第一法檢測中遇到的問題。該項方法簡便、高效、準確，有效提高了化妝品中二噁烷含量的測試水平，進一步保障群眾化妝品的使用安全。