CN105891316A

CN105891316A - 一种同时筛查分析纺织品中禁限用染料的方法

Info

Publication number: CN105891316A
Application number: CN201610266356.9A
Authority: CN
Inventors: 罗忻; 牛增元; 叶曦雯; 汤志旭; 张丽; 李拥军; 王美玲
Original assignee: Inspection and Quarantine Technology Center of Shandong Entry Exit Inspection and Quarantine Bureau
Current assignee: Inspection and Quarantine Technology Center of Shandong Entry Exit Inspection and Quarantine Bureau
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2016-08-24

Abstract

本发明公开了一种同时筛查分析纺织品中禁限用染料的方法，包括以下步骤：（1）样品剥色提取，得到提取液；（2）反相液相色谱分离，高分辨质谱测定，获得色谱峰保留时间、母离子精确质量数、母离子同位素分布等数据；（3）筛查分析：当样品的高分辨率质谱数据同时满足下述条件时为阳性样品，否则为阴性，即：保留时间容许偏差为±0.2min，母离子精确质量数的容许偏差为±5ppm，母离子同位素分布的匹配阈值为大于70%；定量分析：提取样品的母离子精确质量数，计算色谱峰峰面积，通过与标准溶液比较，进行定量分析。本发明采用一次处理，一次进样，一次得到多化合物分析结果的检测模式，极大地提高了检测效率，降低了检测成本。方法简便、快速、回收率高、可操作性强。

Description

一种同时筛查分析纺织品中禁限用染料的方法

技术领域

本发明涉及一种纺织品中禁限用染料的筛查方法，具体涉及一种采用高分辨质谱同时筛查分析纺织品中42种禁限用染料的检测方法，属于分析化学技术领域。

背景技术

自1994年7月15日德国政府颁布禁用部分染料法令以来，随着各国对健康和生态保护要求的不断提高，纺织品中禁限用染料的范围不断扩大，包括我国在内的许多国家和地区已相继发布禁限用相关染料的法规，主要包括《GB/T 18885-2009 生态纺织品技术要求》、《Oeko-Tex Standard 100 国际生态纺织品标准》、《RSL（Restricted SubstancesList）受限物质清单》、《SVHC（Substances of Very High Concern）高关注物质》、《EN71-9 玩具安全第9部分：有机化合物要求》、《SIN List 需替代物质清单》等，涉及的禁限用染料约有四十余种。

目前纺织品中禁限用染料检测主要存在三方面问题：第一、已有文献和检测标准多采用高效液相色谱法（HPLC-DAD）、液相色谱-质谱法（LC-MS）、液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）等方法，其中色谱分析法，对化学染料这类组成复杂、数量众多的物质，由于分离困难无法进行多组分同时分析测定，而基于低分辨质谱的LC-MS和LC-MS/MS质谱法均是对染料进行分类分组检测，需要对同一样品进行多次检测才可涵盖法规涉及的染料物质范围，检测过程繁琐、周期长、成本高；第二、染料相关法规，如Oeko、RSL、SVHC等近年来更新频繁，禁限用染料化合物数量不断增加，传统技术只能被动的对特定目标物进行方法开发，无法进行纺织品中无标准品的染料物质定性快筛，无法对已测定样品进行化合物范围扩充的结果回溯，导致检测技术落后限制法规；第三、部分禁限用化学染料在法规中并未明确具体化合物信息，且由于合成工艺问题，染料甚至染料标准物质通常都含有相当多的杂质，导致检测过程中易出现分析目标物不明甚至错误的情况，在化合物定性方面存在难点，检测结果易出现假阳性和假阴性。

高分辨质谱技术具有高灵敏度和高选择性的特点，可采用一级母离子精确质量数、同位素丰度比，二级碎片精确质量数等条件，对低分辨质谱如串联四极杆或四极杆-离子阱组合质谱无法准确定性的疑似阳性样品进行可靠定性；高分辨质谱具有不亚于串联四极杆的定量灵敏度，在高分辨率下的高选择性，ppm级的离子提取窗口，可显著降低背景噪音，简化样品前处理过程，并使多类别物质同时筛查分析成为可能；高分辨质谱具有低分辨质谱无法实现的非目标物检测分析的特点，突发事件中，无需标准品，利用化合物母离子精确质量数及同位素丰度比，结合模拟推断的二级碎片精确质量数，可以准确定性；高分辨质谱全扫描方式的采集，可以对检测化合物随时扩充，满足法规不断更新的要求，建立仪器条件过程简单，无需对所有化合物进行复杂优化，并且实现高通量检测和样品数据回溯的功能。近年来高分辨质谱在食品检测、蛋白质组学等方面已开始逐渐应用，但纺织品禁限用染料检测领域尚属空白，也未有同时筛查分析涵盖各大法规中四十余种禁限用染料的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速高效、高选择性和高灵敏度的适用于天然纤维和化学纤维两类纺织品材质中42种禁限用染料的高分辨质谱快速筛查分析方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种同时筛查分析纺织品中禁限用染料的方法，包括以下步骤：

第一步：样品剥色提取：

样品剪碎后用吡啶/水混合溶液水浴振荡剥色提取，静置冷却，上清液用甲醇/水稀释后过微孔滤膜得到提取液。

第二步：反相液相色谱分离，高分辨质谱测定：

提取液经C₁₈反相色谱柱分离后，分别在正负离子模式下用Orbitrap高分辨质谱全扫描模式（Full Scan Mode）检测，获得色谱峰保留时间、母离子精确质量数、母离子同位素分布等高分辨率质谱数据。

第三步：筛查分析：

定性筛查：采用色谱峰保留时间、母离子精确质量数，母离子同位素分布三个条件进行定性筛查，当样品的高分辨率质谱数据同时满足下述条件时为阳性样品，否则为阴性，即：保留时间容许偏差为±0.2min，母离子精确质量数的容许偏差为±5ppm，母离子同位素分布的匹配阈值为大于70%。

定量分析：提取样品的母离子精确质量数，计算色谱峰峰面积，通过与标准溶液比较，进行定量分析。

上述定量分析中，所述提取样品的母离子精确质量数的提取窗口宽度为5 ppm。

本发明的有益效果如下：

1. 本发明建立了一种同时快速筛查分析纺织品中42种禁限用染料的高分辨质谱方法。该方法首次将禁限用染料由“逐类分别检测”转变为“多类别物质一同分析”，前处理仅需耗时30 min，仪器分析仅需耗时15 min。采用一次处理，一次进样，一次得到多化合物分析结果的检测模式，极大地提高了检测效率，降低了检测成本。

2. 本发明采用Orbitrap高分辨质谱技术，具有高选择性和高灵敏度的特点，通过简单的大比例稀释消除复杂基体干扰，提取液过滤膜后可直接分析。方法简便、快速、回收率高、可操作性强。

3. 本发明在快速筛查中采用色谱峰保留时间、母离子精确质量数、母离子同位素分布三个因子综合判定，无需标准品也可进行定性筛选，可根据法规变化随时更新扩展筛查范围，能够有效应对日益增多的纺织品健康安全突发事件。

4. 本发明采用高分辨质谱全扫描模式，适用于纺织品中目标物及非目标物同时检测，具有样品数据回溯功能，可获得最丰富的样品检测信息，可为风险分析提供海量数据。

附图说明

图1 是1#阳性样品中分散橙37/76提取离子色谱图。

图2 是1#阳性样品中分散橙37/76一级母离子质谱图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实例来进一步说明本发明。

下面的具体实施例以40件纺织品样品为例进行禁限用染料快速筛查，其中有一件样品经筛查为含分散橙37/76的阳性样品，其他39件样品为阴性样品（结果见表2）。

使用的仪器为：液相色谱系统：ACQUITY Ultra Performance LC 超高效液相色谱仪（Waters公司），高分辨质谱系统：LTQ-Orbitrap XL 线性离子阱-静电场轨道阱组合质谱仪（Thermo公司）。

色谱条件为：

色谱柱：CAPCELL PAK UG120 C₁₈色谱柱（100 mm × 2.0 mm，5 µm）；

柱温：30 ℃；

进样量：10 µL；

样品室温度：15 ℃；

流速：0.25 mL/min ；

流动相：正离子模式：A为5 mmol/L乙酸铵水溶液（含0.01%甲酸），B为乙腈，梯度洗脱程序：0-2 min，90%~40%A，2-7 min，40%~10%A，并保持3 min，10-10.10 min，10%~90%A, 保持至15 min；负离子模式：A为5 mmol/L 乙酸铵水溶液，B为乙腈，梯度洗脱程序：0-5 min，90%~10% A，并保持5 min，10-10.10 min，10% ~90% A，保持至15 min；

高分辨质谱条件为：

电喷雾离子源（ESI）；

正离子模式：电喷雾电压为3 kV，毛细管电压为30 V，管透镜电压（Tube lens）为80 V；

负离子模式：电喷雾电压为-2.5 kV，毛细管电压为-10 V，管透镜电压（Tube lens）为-50 V；

采集方式：全扫描（Full Scan Mode）

扫描范围：m/z 150~800

分辨率：R=30000；

毛细管温度：350 ℃；

鞘气（N₂）压力2.067 bar（即30 arb）；

辅助气（N₂）流量3.3 L/min（即10 arb）；

一、42种禁限用染料的筛查分析参数建立过程：

1. 将42种染料的标准储备液用甲醇稀释至5 mg/L浓度的标准中间液，分别通过流动注射泵注入质谱进行母离子质谱参数优化。根据化合物的中性分子式，正离子模式下考察[M+H]⁺、[M+NH₄]⁺、[M+Na]⁺等准分子离子峰，负离子模式下考察[M-H]^-、[M+COO]^-、[M+CH₃COO]^–等准分子离子峰，对于一些钠盐染料，同时考察了可能产生的多电荷母离子的情况。最终找出各化合物响应最强的母离子，计算其理论精确分子量用于筛查分析（见表1）。

2. 分别对比不同pH值的水相-乙腈流动相体系，即乙腈-5 mmol/L乙酸铵（pH约为6.38），乙腈-5 mmol/L乙酸铵（含0.01% 甲酸）（pH约为4.45）和乙腈-5 mmol/L乙酸铵（含0.1% 甲酸）（pH约为3.26）对42种染料的色谱行为和离子化程度的影响。最终选取化合物色谱峰峰形最佳和响应值最佳的色谱条件，得到42种化合物在正负离子模式下的保留时间用于筛查分析（见表1）。

表1 42种禁限用染料的筛查分析参数

二、40件实际纺织品样品的检测：

具体的检测方法步骤如下：

1）样品的前处理：将样品剪碎至5×5 mm以下，准确称取0.5 g（精确至0.1 g）样品于40mL玻璃反应瓶中，加20 mL吡啶/水（1/1，v/v），95 ℃水浴，150 r/min振荡30 min。提取完成后，冷却至室温，静置，将上清液用甲醇/水（1/1，v/v）稀释10倍，过0.22 µm PTFE微孔滤膜，待仪器进样。

2）样液经C₁₈反相色谱柱15 min完成色谱分离后，分别在正负离子模式下，用Orbitrap高分辨质谱全扫描模式（Full Scan Mode）采集数据，采用TraceFinder软件进行42种禁限用染料的快速定性筛查，通过色谱峰保留时间、母离子精确质量数、母离子同位素分布三个条件进行判定，当同时满足时为阳性样品，否则为阴性。所述的三个筛查条件中，保留时间容许偏差为±0.2min，母离子精确质量数的容许偏差为±5ppm，母离子同位素分布的匹配阈值为大于70%。对检出的阳性样品，通过配制标准溶液，采用LCQUAN软件，通过提取样品的母离子精确质量数，计算色谱峰峰面积，进行定量分析。

3）检测结果：通过筛查分析，检出分散橙37/76的阳性样品：其色谱峰保留时间为5.70 min（见图1），而标准溶液的色谱峰保留时间为5.72 min（见表1），偏差为-0.02 min；其母离子精确质量数为392.06613（见图2），理论精确质量数为392.06756（见表1），质量偏差为-3.6 ppm；通过TraceFinder软件打分，其母离子同位素分布的匹配分为92%。以上三个条件同时满足阳性样品定性判定要求，确认该样品中检出分散橙37/76。定量分析：配制分散橙37/76的标准溶液，根据外标法峰面积计算，该样品中分散橙37/76的含量为15.8 mg/kg。

表2 40件实际纺织品样品检测结果

本领域的普通技术人员都会理解，在本发明的保护范围内，对于上述实施例进行修改，添加和替换都是可能的，其都没有超出本发明的保护范围。

Claims

1.一种同时筛查分析纺织品中禁限用染料的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：样品剥色提取：样品剪碎后用吡啶/水混合溶液水浴振荡剥色提取，静置冷却，上清液用甲醇/水稀释后过微孔滤膜得到提取液；

第二步：反相液相色谱分离，高分辨质谱测定：提取液经C₁₈反相色谱柱分离后，分别在正负离子模式下用Orbitrap高分辨质谱全扫描模式检测，获得色谱峰保留时间、母离子精确质量数、母离子同位素分布等高分辨率质谱数据；

第三步：筛查分析：

定性筛查：采用色谱峰保留时间、母离子精确质量数，母离子同位素分布三个条件进行定性筛查，当样品的高分辨率质谱数据同时满足下述条件时为阳性样品，否则为阴性，即：保留时间容许偏差为±0.2min，母离子精确质量数的容许偏差为±5ppm，母离子同位素分布的匹配阈值为大于70%；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述定量分析中，所述提取样品的母离子精确质量数的提取窗口宽度为5 ppm。