纺织品中邻甲苯胺异构体的色谱鉴别

朱 峰，施点望

（福建省纤维检验所，福建 福州 350026）

一、前言

采用气相色谱-质谱联用方法检测染料产品中24种有害芳香胺含量，按照现行国家标准[1]中提供的气相色谱条件，会有多种异构体保留时间相同或非常接近，而且这些异构体的质谱图又非常相似，从而造成无法使用特征离子对其进行定性和定量，往往会形成假阳性结果的产生。当前针对有害芳香胺的气相色谱/质谱检测方法，大都采用非极性或极性较弱的色谱柱[1-4]，如HP-5MS、DB-5MS、DB-35MS，这些色谱柱普遍存在的缺点是对常见的异构体不能很好的分离。有文献[5]报道采用中等极性色谱柱DB-17MS(固定相等同于50%苯甲基聚硅氧烷),对芳香胺异构体有一定的分离能力，但没能实现禁用芳香胺的基线分离，造成定量上的偏差。高效液相色谱法（HPLC）可同时测定多种芳香胺，在分离异构体上是强有力的确证方法，准确定性和定量，分析方法易于推广。本方法采用气相色谱-质谱联用对异构体进行初期定性筛选、以高效液相色谱进行确证并外标定量，对常检出的邻甲苯胺及其异构体检测进行了研究。本方法通过进一步摸索优化高效液相色谱条件，使邻甲苯胺及其异构体达到基线分离，有效避免了检测过程中的假阳性检出。

二、实验材料与方法

（一）仪器和设备

气相色谱/质谱联用仪：美国Agilent公司7890A/5975C，带自动进样器，四极杆质谱检测器；

液相色谱仪：Agilent 1200，带自动进样器和柱温箱；

真空旋转蒸发器；反应器；恒温水浴；提取柱。

（二）气相色谱条件

气相色谱柱：HP-5MS 5% Phenyl Methyl Silox，325℃：30mx 250μm×0.25μm；

进样口温度：250℃；

质谱接口温度：280℃；

质量扫描范围：35amu～350amu；

进样方式：不分流进样；

进样量：1μL；

载气：氮气（≥99.999%），流量：1.0 mL/min；

离化方式：EI；

离化电压：70eV。

（三）液相色谱操作条件

液相色谱柱：ODS-C18；

流动相：甲醇：水（V%：V%）=30：70；

流量：1.0 mL/min；

进样量：10μL；

柱温：28℃；

检测波长：240nm

（四）试剂

柠檬酸盐缓冲溶液：0.06 mol/L水溶液，pH=6.0；

连二亚硫酸钠溶液：200g/L水溶液；

乙醚：经硫酸亚铁处理，去除过氧化物；

甲醇：色谱纯；

邻甲苯胺：分析纯；

间甲苯胺：分析纯；

对甲苯胺：分析纯

（五）方法验证

参照欧盟标准BS EN 14362-1: 2003[6]，将1.0mL芳香胺标准溶液和1.0mL甲醇加入至含15mL预热的柠檬酸盐缓冲液的反应器中，然后进行芳香胺的分离和浓缩。BS EN 14362-1:2003规定邻甲苯胺的回收率需达到50%[6]。

三、结果与讨论

（一）气相色谱质谱分离

首先在二（二）气相色谱条件下，通过细化柱升温程序（见表 1），对标准样品进行气相色谱分离。

首先对邻甲苯胺、间甲苯胺、对甲苯胺的单标进行测定，其总离子流图、样品质谱和标准质谱图分别见图1、图2和图3。对谱图分析，发现：1、三者的特征离子种类及丰度比相似度极高；2、邻、间、对甲苯胺的保留时间分别为：6.837分钟、6.916分钟、6.836分钟，邻甲苯胺能与间甲苯胺很好的分离，但是邻甲苯胺和对甲苯胺的保留时间却重合。后进行邻（间、对）甲苯胺的混标液进样分析，实验结果（见图4）进一步确定了从保留时间上无法区分邻甲苯胺和对甲苯胺，从特征离子上难以区分邻（间、对）甲苯胺。

为了将邻、对甲苯胺分离，尝试升温程序细化，邻、对甲苯胺混标进样分析，发现改变柱升温程序后依然不能实现邻甲苯胺、对甲苯胺的分离（见图5），故两种升温程序皆只可用来初步定性。因此，在测定含有禁用邻甲苯胺的纺织样品时，现有的气质条件无法避免邻甲苯胺假阳性检出，且GB/T 17592-2006标准中要求在必要时选用另一种方法对异构体进行确认，因此需要更有力的定性、定量手段来确保报出结果的准确性。

（二）高效液相色谱分离

1、色谱柱的选择

分别试验了ODS-C18柱、硅胶柱、氰基柱等多种色谱柱进行分离试验，结果表明ODS-C18柱效果最好，样品各组份分离完全，在恒梯度时在15分钟内即可实现很好的分离（见图6-C）。

2、流动相

以甲醇和水为流动相，试验了甲醇浓度对邻、间、对甲苯胺的保留时间（见图6）和容量因子（K’）的影响（见图7）。当甲醇占流动相比例为30%时，即可在较短的25分钟内实现邻、间、对甲苯胺的完全基线分离，当甲醇占比例为40%时，即可在15分钟内实现邻、间、对甲苯胺的准基线分离。

采用乙腈-水、乙腈-缓冲盐、甲醇-缓冲盐作为流动相，分离效果也非常好，但是考虑到乙腈价格昂贵、毒性大，缓冲盐在使用过程中对仪器维护要求更高、维护时间延长而变相增加样品测试时间，故采用甲醇-水为流动相。

（三）线性范围

配制2μg/mL，5μg/mL，10μg/mL，20μ/mL，40μg/mL，60μg/mL，100μg/mL七个浓度的邻甲苯胺标准工作溶液，按优化的高效液相色谱条件进行外标法定量标准工作曲线的制定，在40nm波长下，用积分法测定定量离子的响应值（峰面积），以峰面积为纵坐标，待测物的质量浓度为横坐标进行线性回归，建立邻甲苯胺标样质量浓度和峰面积之间的校正曲线，可在确定的线性范围内进行准确定量。得到曲线方程为：Area=28.8*Amt-5.90，相关系数为0.99998，线性关系良好。

（四）回收率和精密度试验

按照欧盟标准BS EN 14362-1:2003[6]验证方法，分别添加20 mg/kg，60mg/kg，100mg/kg考察方法的回收率。每个样品重复测定6次，考察方法的精密度，结果见表2，符合欧盟标准BS EN 14362-: 2003的分析系统验证要求。

（五）检测低限

根据三（四），待测物浓度为2μg/mL时，信噪比添加水平为41，故仪器检测限可满足国家标准以及欧盟标准的要求；回收率实验添加水平为0mg/kg时，邻甲苯胺回收率大于50%，而且方法数据是可靠的，表明方法的定量限可以达到0mg/kg，满足国家强制性标准GB 18401-2003[7]中可分解芳香胺染料（即禁用偶氮染料）“检出限为20mg/kg”以及欧盟标准BS EN 14362-1:2003附录D[6]中评判指导中芳香胺检出界限值为30mg/kg的要求。

四、本方法的优越性及可行性

禁用偶氮染料的检测主要采用GC-MS，而由于GC-MS对异构体分离能力的欠缺，在检测含异构体的芳香胺时，可能造成假阳性结果；随着国家强制性标准GB 18401-2003执行，禁用偶氮染料的检出率逐年下降，故可以采用GC-MS进行初步定性筛选和进行无异构体芳香胺的定性定量，如果定性检测发现带异构体芳香胺时，则进行HPLC确证和定量。本文针对邻甲苯胺，摸索了HPLC检测条件的优化，采用ODS-C18柱，以甲醇-水为流动相，可在短时间内实现异构体的基线分离，而且在2μg/mL～100μg/mL间线性关系良好；通过回收率以及精密度实验，满足各项禁用偶氮染料测试标准要求，避免了邻甲苯胺的假阳性检出。

五、结论

结合GC-MS，该试验建立了快速确证纺织品中禁用邻甲苯胺异构体的HPLC测定方法。该方法简便、快速、准确，方法的定量限可达到20mg/kg，可用于纺织品中禁用邻甲苯胺异构体的确证检验。

[1]GB/T 17592-2006,《纺织品 禁用偶氮染料的测定》[S].

[2]杨继生,徐逸云,蒋华. 对纺织品禁用偶氮染料检测方法的探讨 [J]印染. 2005, 06: 37-39.

[3]康宁. 禁用偶氮染料检测中的若干问题[J]. 中国纤维. 2005. 8: 24-25.

[4]胡小钟,余建新等. 禁用偶氮染料检测中假阳性结果的鉴别方法 [J]. 分析化学研究报告. 2000, 4(28): 411-416.

[5]季浩. 染料产品中几种常见有害芳香胺异构体的鉴别[J]. 染料与染色. 2007, 44(6): 54-56.

[6]BS EN 14362-1:2003, Textiles–Methods for the determination of certain aromatic amines derived from azo colorants–Part 1: Detection of the use of certain azo colorants accessible without extraction [S].

[7]GB 18401-2003,《国家纺织产品基本安全技术规范》[S].