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氣相色譜-質譜法測定驅蚊用品中避蚊胺的含量

2018-01-22 05:34李玉靜鄭桂璇王雪平陳浩然
理化檢驗-化學分冊 2017年7期
關鍵詞:丁酯驅蚊鄰苯二甲酸

李玉靜,鄭桂璇,王雪平,陳浩然

(1.黃河水利職業技術學院,開封475004; 2.汕頭市質量計量監督檢測所,汕頭515041)

蚊蟲是夏季主要衛生害蟲,被蚊蟲叮咬會引起皮膚紅腫、瘙癢等癥狀,且可能被傳染多種疾病,嚴重危 害 人 類 健 康[1-3]。而 避 蚊 胺 (DEET),又 稱N,N-二乙基-3-甲基苯甲酰胺,是一種廣譜、高效、環保的人工合成昆蟲驅避劑。DEET對蒼蠅、虱子、螞蟻、蚊子、蟑螂、蠓蟲、白蛉、蟬等均有良好的驅避效果,是市售驅蚊用品(驅蚊花露水、驅蚊手環、驅蚊貼等)中廣泛添加的主要驅蚊成分。但有研究表明,DEET可抑制哺乳動物的膽堿酯酶的活性[4-5],其安全性問題備受關注,而目前尚無相關檢測標準。

關于測定驅蚊用品中避蚊胺含量的文獻報道較少[6-8]。為明確驅蚊用品中避蚊胺成分及含量,保護消費者合法權益不受侵害,正確合理使用驅蚊用品,避免過量使用對人體造成危害,建立一種簡便、準確地測定驅蚊用品中避蚊胺含量的分析方法就顯得尤為重要。本工作采用丙酮提取樣品中避蚊胺,提出了氣相色譜-質譜法測定驅蚊用品中避蚊胺的分析方法。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890A-5975C型氣相色譜-質譜儀;MS型分析天平(精度0.1mg);JP-020S型超聲波清洗儀;GQ 75WZ型離心機。

鄰苯二甲酸二丁酯內標溶液:100g·L-1。

標準儲備溶液:稱取一定量避蚊胺于容量瓶中,用丙酮配制成質量濃度為100.0mg·L-1的標準儲備溶液,于4℃以下保存,有效期6個月。

標準溶液:分別移取100.0mg·L-1避蚊胺標準儲備溶液1.00,2.00,5.00,10.0,20.0mL 至100mL容量瓶中,加入100g·L-1鄰苯二甲酸二丁酯內標溶液1.00mL,用丙酮定容,制備成含有相同質量濃度內標物、不同質量濃度(1.00,2.00,5.00,10.0,20.0mg·L-1)的避蚊胺標準溶液系列。

鄰苯二甲酸二丁酯純度為99.5%,避蚊胺純度為99.7%;丙酮為色譜純。

1.2 儀器工作條件

1)色譜條件 DB-WAX型毛細管氣相色譜柱(30m×0.32mm,0.5μm);進樣口溫度260℃;分流進樣,分流比為30︰1;載氣為高純氮氣(純度為99.9%),流量1.0mL·min-1;進樣量1μL。升溫程序:初始溫度200℃,保持1min;以10℃·min-1速率升溫至260℃,保持8min。

2)質譜條件 電子轟擊離子源(EI),離子源溫度250℃;電離能量70eV;溶劑延遲時間5min;四極桿溫度150℃;接口溫度280℃;錐孔電壓30V,碰撞電壓20V;多反應監測(MRM)模式,質譜質量掃描范圍m/z35~500,母離子m/z 192,定量子離子m/z131,定性子離子m/z158。

1.3 試驗方法

稱取代表性樣品1.000 0g,加入丙酮5mL和100g·L-1鄰苯二甲酸二丁酯內標溶液1.00mL,搖勻,振蕩萃取10min,以10 000r·min-1轉速離心5min,取上層清液用Oasis MCX強陽離子交換柱凈化,收集全部流出液,于35℃水浴中用氮氣吹至近干,加入丙酮1.00mL超聲2min后,再渦旋溶解,經0.22μm微孔濾膜過濾,按儀器工作條件進行測定。

2 結果與討論

2.1 色譜行為

避蚊胺的總離子流色譜圖見圖1。

圖1 避蚊胺的總離子流色譜圖Fig.1 TIC chromatogram of DEET

2.2 內標物的選擇

由于避蚊胺沸點較高,且內標物的物理性質和化學性質需要與目標物接近,試驗選擇鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二戊酯、磷酸三苯酯進行內標物篩選。結果表明:鄰苯二甲酸二丁酯為內標物,不僅能與避蚊胺分離完全,而且其保留時間、響應因子均與避蚊胺的接近,峰形尖銳且對稱。試驗選擇鄰苯二甲酸二丁酯為內標物。

2.3 凈化柱的選擇

試驗考察了硅膠鍵合反相吸附劑C18柱、聚合物鍵合反相吸附劑Oasis HLB柱、強陽離子交換柱(Oasis MCX)、弱陽離子交換柱(Oasis WCX)、強陰離子交換柱(Oasis MAX)和弱陰離子交換柱(Oasis WAX)等對目標化合物的凈化效果。通過空白基質加標試驗,重復測定3次,計算避蚊胺的回收率。結果表明:陰離子交換柱(Oasis MAX、Oasis WAX)對避蚊胺的保留能力差,避蚊胺的回收率偏低;陽離子交換柱(Oasis MCX、Oasis WCX)、C18柱和 Oasis HLB柱對避蚊胺均有較好的保留,避蚊胺經強陽離子交換柱(Oasis MCX)凈化后,其回收率達到96.2%。試驗選擇Oasis MCX強陽離子交換柱為凈化柱。

2.4 色譜柱的選擇

選取SE-54、OV-1701、HP-5、DB-WAX等不同極性的色譜柱,比較其分離效果。試驗結果表明:使用SE-54、OV-1701、HP-5等色譜柱進行分析時,目標峰有輕微前展現象,分離效果差;而使用DBWAX色譜柱進行分析時,得到的色譜圖峰形尖銳、峰對稱性好,能保證定量分析的準確性。試驗選擇DB-WAX毛細管色譜柱為分析柱。

2.5 質譜條件的選擇

避蚊胺分子結構中含有羰基,由于其羰基的吸電子作用使亞氨基的N-H鍵極性明顯增加,氮上的氫原子較易變為質子,而呈弱酸性,因此采用正離子模式掃描。將1.00mg·L-1避蚊胺標準溶液注入質譜檢測器中,進行一級質譜掃描,在正離子掃描模式下,得到準分子離子峰[M+H]+m/z192,優化錐孔電壓等參數使分子離子峰達到最大強度。對分子離子峰進行碰撞碎裂優化,選擇MRM模式采集,離子源溫度為250℃,錐孔電壓為30V,碰撞電壓為20V,對分子離子進行二級質譜分析(子離子掃描),得到較多的碎片離子信息,定量離子對為m/z192,131;定性離子對為m/z192,158,見圖2。在上述質譜條件下,避蚊胺的峰形對稱尖銳,并且未見明顯的干擾峰,總離子流色譜圖見圖1。

圖2 避蚊胺二級質譜掃描圖Fig.2 MS/MS spectrum of DEET

2.6 工作曲線與檢出限

稱取相同基質的驅蚊用品6份,分別加入適量的避蚊胺工作溶液系列,制備成避蚊胺的質量濃度依次為0.01,0.05,0.10,0.20,0.50mg·L-1的試樣,按試驗方法進行測定,以避蚊胺的質量濃度為橫坐標,對應的峰面積為縱坐標繪制工作曲線。避蚊胺的質量濃度在0.01~0.50mg·L-1內與其峰面積呈線性關系,線性回歸方程為y=0.852 1x+0.055 41,相關系數為0.999 9。

在驅蚊用品試樣中添加一系列質量濃度的避蚊胺標準溶液,以10倍信噪比計算得方法的檢出限(10S/N)為0.001mg·kg-1。

2.7 精密度和回收試驗

按試驗方法在空白驅蚊用品中進行加標回收試驗,回收率和測定值的相對標準偏差(RSD)結果見表1。

表1 精密度和回收試驗(n=6)Tab.1 Results of tests for precision and recovery(n=6)

由表1可知:在加標量在0.01~0.50mg·kg-1內,驅蚊用品中避蚊胺的回收率在93.2%~95.8%之間,RSD在2.1%~3.4%之間。說明方法的準確度和精密度較高。

2.8 樣品分析

按試驗方法對市售的9個不同類型的驅蚊用品(驅蚊花露水、驅蚊手環、驅蚊貼)中避蚊胺含量進行測定。試驗結果表明:9個試樣中,檢出陽性試樣2個,陽性檢出率為22.2%;9個不同類型的驅蚊用品中,避蚊胺含量有所差異,其中驅蚊貼中避蚊胺的含量最高,最高達1.6mg·kg-1,這表明驅蚊用品中存在一定量的避蚊胺。

本工作使用丙酮提取驅蚊用品中避蚊胺,采用氣相色譜-質譜法測定驅蚊用品中避蚊胺的含量。該方法前處理簡單、精密度高、回收率高、檢出限低,可為驅蚊用品中避蚊胺的檢測提供技術參考,為相關政府行政監督部門和企業提供技術支持。

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