高效液相色譜法同時檢測紡織品中25種致癌芳香胺

邢 飛，任 亮，顏懷玉，王 玫，孫 赟，秦朝秋

（大連海關，遼寧大連 116000）

在紡織品著色過程中，染料、印染助劑、黏合劑等的使用導致紡織品中殘留部分致癌芳香胺［1］，這些致癌芳香胺會引起人體病變和誘發癌癥，嚴重危害人體健康［2-4］。禁用偶氮染料是指在一定條件下能還原出致癌芳香胺的偶氮染料，因此禁用偶氮染料檢測也叫致癌芳香胺檢測。歐盟、德國、日本及我國都有明文規定，禁止生產和銷售檢測出禁用偶氮染料的紡織品，現行的國際標準EN ISO 14362-1：2017和中國國家標準GB/T 17592—2011中都明確規定了禁用偶氮染料的種類［5-7］。

致癌芳香胺的常用檢測技術有氣質聯用色譜法（GC-MS）和高效液相色譜法（HPLC）等。氣質聯用色譜法作為檢測禁用偶氮染料的主要手段，靈敏度高、分析速度快、選擇性好、定性分析和定量分析均可［8-10］，但是對同分異構體的鑒別有較大的局限性，結果也并非完全可靠，進樣口高溫分解等原因容易導致假陽性，嚴重影響分析的準確性［10-12］。高效液相色譜法在分析測定某些高沸點、熱不穩定的致癌芳香胺及同分異構體方面具有優勢，引入二極管陣列檢測器后，借助紫外光譜的特性，定性、定量的可靠性有所提高，能對氣質聯用法檢測結果進行驗證，降低誤判風險［13-15］。

我國現行紡織品中禁用偶氮染料的測試方法為GB/T 17592—2011，該方法的高效液相色譜法只能檢測出21種致癌芳香胺，檢測一個樣品耗時長達50 min，流動相采用甲醇-磷酸鹽體系，會造成柱壓過大、柱子易堵塞等問題。為避免使用磷酸鹽體系，本研究開發的高效液相色譜檢測方法采用Accucore aQ色譜柱，可以更加快速、有效、準確地對致癌芳香胺進行分析檢測。

1 實驗

1.1 儀器和試劑

ULTIMATE 3000高效液相色譜儀［DAD檢測器，賽默飛世爾科技（中國）有限公司］，R-215旋轉蒸發儀（瑞士步琦有限公司），SHA-B恒溫振蕩器（常州智博瑞儀器制造有限公司）；甲醇［色譜純，賽默飛世爾科技（中國）有限公司］，乙腈（色譜純，DikmaPure公司），乙酸銨、冰乙酸（色譜純，上海麥克林生化科技有限公司），氨水（分析純，國藥集團化學試劑有限公司），芳香胺標準品（色譜純，純度大于等于98.0%，北京迪科馬科技有限公司），25種芳香胺混合標準品（100 mg/L，色譜純）。

1.2 標準溶液的制備

準確稱取各芳香胺標準品，然后用乙腈配制成1 000 mg/L的標準儲備液，使用時用乙腈稀釋至所需質量濃度。

1.3 樣品前處理和色譜條件

樣品前處理參照GB/T 17592—2011進行。色譜柱為Accucore aQ（150 mm×4.6 mm，2.6 μm）；流動相A為甲醇，流動相B為乙酸銨水溶液（20 mmol/L，pH 6.9）。梯度洗脫程序：0～3.0 min，5%～18%流動相A，保持3 min；6.0～10.9 min，18%～35%流動相A；10.9～22.0 min，42%流動相A；22.0～30.0 min，42%～95%流動相A；30.0～30.1 min，95%～5%流動相A，保持5 min。流速1 mL/min，柱溫40 ℃，進樣量2 μL，二極管陣列檢測器，檢測波長為240、280、305 nm。

2 結果與討論

2.1 色譜條件的優化

2.1.1 色譜柱

Accucore aQ色譜柱與100%水流動相兼容，對極性物質具有獨特的選擇性，適用于堿性物質的分離，能有效分離芳香胺化合物，符合快速分離的要求。

2.1.2 流動相

由圖1可以看出，流動相采用甲醇-20 mmol/L冰乙酸（圖1c）和乙腈-20 mmol/L冰乙酸（圖1d）時基線不平穩，出峰少，分離度不理想；采用甲醇-20 mmol/L乙酸銨（圖1a）和乙腈-20 mmol/L乙酸銨（圖1b）時均有良好的峰型和分離效果。因為目標芳香胺屬于堿性物質，乙酸銨體系pH低于冰乙酸體系，更適合芳香胺的分離；同時考慮到乙腈價格昂貴，最終選擇甲醇-20 mmol/L乙酸銨作為流動相，既節約成本又能夠達到良好的分離效果。

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圖1 不同流動相時致癌芳香胺的色譜圖

2.1.3 流動相質量濃度

GB/T 17592—2011中采用甲醇-磷酸鹽體系，稱取0.575 g磷酸二氫銨（115.03 g/mol）、0.700 g磷酸氫二鈉（141.96 g/mol）溶于1 000 mL水中，流動相總離子強度為0.575/115.03+0.700/141.96≈10 mmol/L。由圖2可知，當乙酸銨濃度為5、10 mmol/L時峰型拖尾，分離效果不理想；當乙酸銨濃度為20 mmol/L時分離效果最好，但由于乙酸銨濃度越高，黏度越大，越容易造成儀器系統壓力過高，降低色譜柱的壽命。在保證分離度和響應值滿足要求的前提下，應盡量降低乙酸銨的濃度，因此乙酸銨濃度選擇20 mmol/L。

圖2 不同乙酸銨濃度時致癌芳香胺的色譜圖

2.1.4 流動相pH

Accucore aQ色譜柱最佳pH為2.0～8.0，參考GB/T 17592—2011中甲醇-磷酸鹽體系pH 6.9，考察pH對致癌芳香胺分離效果的影響。由圖3可知，當pH為4.9時基線不平，峰型差，分離度差；隨著pH的增大，基線越來越平穩，峰型越來越尖銳，分離效果加強；當pH為6.9時，流動相對目標物質的分離效果最佳，因為目標芳香胺屬于堿性物質，pH增大有利于有機溶劑對目標物質的分離，分離度大大增強；但是當pH增大至7.9時，基本接近色譜柱最佳范圍的最高值，分離效果有所下降。故pH選擇6.9。

圖3 不同pH時致癌芳香胺的色譜圖

按照梯度洗脫程序進行實驗，除9和10、14和15號芳香胺外，其他芳香胺分離完全（圖4）。

圖4 致癌芳香胺的色譜圖

通過觀察紫外光譜圖（圖5）發現，9號芳香胺的紫外吸收為225.00 nm/246.74 nm/202.07 nm，10號芳香胺為202.01 nm/240.17 nm/293.66 nm；14號芳香胺為207.87 nm/282.17 nm/192.72 nm，15號芳香胺為204.17 nm/262.32 nm/191.92 nm，因此通過光譜分析這兩組芳香胺同樣可以達到良好的分離效果。與GB/T 17592—2011相比，本研究建立的方法能夠縮短分離時間（在35 min內完全分離）。

圖5 紫外光譜圖

2.2 標準品定容溶劑的選擇

考察了甲醇、乙腈、乙腈/水（V/V=1/1）、叔丁基甲醚對致癌芳香胺的溶解情況及標準品的穩定情況。結果表明甲醇和乙腈的溶解效果最佳，但是2,4-二氨基甲苯在甲醇中不穩定，因此選擇乙腈作為標準品的定容溶劑。

2.3 方法的線性范圍和檢出限

以標準品的峰面積（y）對檢測值（x，mg/kg）繪制標準曲線，線性方程如表1所示，25種癌芳香胺在1～100 mg/L內均具有良好的線性關系，相關系數（r2）均大于等于0.999 0，檢出限均小于等于1.0 mg/kg（以基線噪聲的3倍計算）。

表1 25種芳香胺的線性方程、相關系數及檢出限

2.4 回收率和精密度

依據GB/T 17592—2011［4-氨基偶氮苯經本方法分解為苯胺和（或）1,4-苯二胺，所以回收率和精密度依據GB/T 23344—2009進行分析］，以空白基質樣品進行3個水平的加標回收實驗，每個水平平行測試6次。由表2可知，25種致癌芳香胺的平均加標回收率為51.7%～105.7%，相對標準偏差（RSD）為0.2%～2.6%，說明該檢測方法有良好的準確度和精密度。

表2 空白樣品3個水平標準添加實驗的平均回收率與相對標準偏差（n=6）

續表2

2.5 實際樣品檢測

抽取部分送檢的樣品，測定紡織品中的致癌芳香胺，結果見表3。

表3 部分樣品檢測結果

由表3可看出，GC-MS檢測3,3′-二甲氧基聯苯胺的質量分數為89 mg/kg，HPLC-DAD檢測其質量分數為92 mg/kg，兩種方法的檢測結果相差不大。HPLCDAD能夠很好地對GC-MS檢測結果進行驗證。

3 結論

建立了HPLC-DAD檢測25種致癌芳香胺的方法，較GB/T 17592—2011檢測時間短，不使用磷酸鹽體系，避免了柱壓過大、易堵塞的問題，同時滿足了致癌芳香胺的定性、定量分析。