用负APCI源的液相色谱-质谱联用法测定牙膏中二甘醇的方法研究

郑建国 王瓒 余雯静 施军 陈明

(1.扬州出入境检验检疫局江苏扬州225009;2.苏州出入境检验检疫局)

用负APCI源的液相色谱-质谱联用法测定牙膏中二甘醇的方法研究

郑建国1王瓒1余雯静2施军1陈明1

(1.扬州出入境检验检疫局江苏扬州225009;2.苏州出入境检验检疫局)

本文提出一种采用负APCI源的LC-MS-MS测定牙膏中二甘醇含量的方法。在选定的条件下,该方法检出限为1ug/L,线性范围为5.00ug/L～500ug/L,在该浓度范围内测定的重复性RSD在2.5%～1.1%之间。该方法无需改装仪器,无需特殊流动相,操作简单,易于推广,极具实用价值。

二甘醇;牙膏;负APCI源;液质联用

1 前言

二甘醇(diethylene glycol,DEG)又名乙二醇醚或二乙二醇醚,分子式HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH,为无色、无嗅、略具回味苦的粘稠液体,与水、低脂肪醇混溶,难溶于苯、甲苯和四氯化碳等。在我国的日用化学品生产中,DEG作为保湿剂得到广泛应用,如在牙膏生产中,DEG是一种有效的保湿增溶剂,能够使牙膏中的成分遇水后迅速溶化,提高牙膏品质。但是,DEG具有一定的毒性,人体大量摄入后,能引起严重的中枢系统、消化系统损害和急性肾衰竭,从而导致中毒、昏迷、甚至死亡,原因是DEG在体内会被醇脱氢酶等氧化成毒性更大的产物2-羟基-乙氧基乙酸。2007年7月11日,国家质检总局发出《关于禁止用二甘醇作为牙膏原料的公告》,要求禁止含DEG成分的牙膏产品出口和进口。

气相色谱及气质联用法常用作测定牙膏中DEG的方法[1～4];丁健桦等曾报道用自行研制的电喷雾萃取电离源(EESI)和LTQ XL离子阱质谱仪耦合测定牙膏中DEG[5];罗奇志等曾报道用配ESwI源的AB I2000液质联用仪测定人血及尿中的DEG[6]。本文报告的方法在测定灵敏度、重复性、线性范围以及方便快捷等方面,都比现有报道的气相色谱法及气质联用结果更好,而采用负APCI源的LC-MS-MS方法检测牙膏中DEG的含量,更尚未见报道。

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 仪器

液质联用仪:TSQ QUANTUM,美国热电公司;液相色谱柱:Luna 5um c18 100A,250x4.6mm,美国菲罗门公司。

2.1.2 试剂

DEG标准品:色谱纯,美国色谱科公司。

2.2 方法

2.2.1 仪器操作条件

离子源:负APCI;放电电流:4uA;毛细管温度:300℃;蒸发温度:280℃;扫描方式:SRM;母离子:107.40;子离子:89.40;扫描宽度(m/z):0.200u;扫描时间:0.5s;Q1及Q3分辨率:0.7 u FWHM;碰撞气压力:1mTor;鞘气气压力:35;辅助气压力:5;进样量:10uL;流动相:100﹪甲醇,500uL/min;色谱柱:Luna 5um c18 100a,250x4.6x5。

2.2.2 工作曲线的绘制

准确称取DEG标准品200mg于200mL容量瓶,用甲醇定容。得储备液1。此溶液浓度为1mg/mL。将该储备液用甲醇逐级稀释到1ug/mL,得储备液2。将储备液2用甲醇稀释至5.00ug/L,10.0ug/L,50.0ug/L,100ug/L,500ug/L备用。采用上述实验条件对各浓度标液进行LC-MS-MS测定,获得色谱峰面积,绘制工作曲线。

2.2.3 样品测定

称取大约1g(精确到0.001g)样品于50mL具塞比色管中,加入2g海砂,用玻棒搅拌混匀,加入甲醇,涡旋震荡30s,常温超声20min后,用甲醇定容至25mL,经0.45μm微孔滤膜过滤,滤液为待测样品液。

将装有上机测试液的样品瓶置于液质联用仪的自动进样器中,在上述测试条件下进行测试,读取峰面积并依据标准曲线定量,计算样品中DEG含量。若上机测试液浓度高于500ug/L,则根据情况将待测样品液稀释适当倍数后再行测定。

3 结果与讨论

3.1 离子化及扫描方式的选择

由于DEG具有一定酸性,在正离子模式下一般较难获得稳定的质子化分子离子,所以若使用甲醇、乙腈、水等一般的液相色谱流动相,则DEG在正、负ESI源和正APCI源上均不能产生有效的质谱信号;而在负APCI源上,以SRM扫描方式,以DEG分子离子(107.40)为母离子,可得到灵敏、稳定的碎片峰89.4。故本实验采用负APCI源,选择母离子为107.4,子离子为89.4,见图1。

图1 DEG总离子流图和离子质谱图

3.2 放电电流的选择

改变放电电流的大小,比较DEG碎片峰m/z89.4的灵敏度和稳定性,发现随着放电电流从1uA增加到6uA,DEG碎片峰m/z89.4的响应值开始较快上升,达到3 uA以后变化趋于缓慢,4 uA以后略有下降,最终确定放电电流为4uA,见图2。

图2 放电电流

3.3 毛细管温度的选择

加热毛细管的作用主要是为了帮助小液滴脱除溶剂,当加热温度在200℃以下时,去溶剂效果不好,因此离子信号强度较低;当温度高于350℃时,加热的高温毛细管又会引起DEG的热裂解(DEG的燃点为351.19℃),因此离子信号强度也降低;考察离子信号强度在200～350℃之间随温度改变而变化的情况,最终确定毛细管温度为300℃。见图3。

图3 毛细管温度

3.4 蒸发温度的选择

蒸发温度对信号强度的影响与毛细管温度的影响相似,最终确定蒸发温度为280℃。见图4。

图4 蒸发温度对响应值的影响

3.5 检出限及测定限

用本文所述方法测定浓度为5.00ug/L,10.0ug/L,50.0ug/L,100ug/L,500ug/L的标液,得到信号强度与浓度的回归方程为Y=472.97X+17.53(R2=0.999),可见使用本法测定DEG,在5.00ug/L～500ug/L浓度范围内线性关系良好。当信噪比(S/N)等于3时,本法检出限为1μg/L,低于GB/T21842-2008的方法检出限(气相色谱法为0.05g/kg,气相色谱-质谱法为0.03 g/kg)[1]。

3.6 回收率及精密度

在1g不含DEG的牙膏中添加不同质量的DEG,按实验方法测定,结果见表1。

表1 回收率与精密度数据

3.7 牙膏样品的测定

分别采用本法和GB/T21842-2008中的气质联用法对市售牙膏中的DEG进行检测,结果见表2。

表2 本法与气质联用法测定市售牙膏样品中DEG含量的结果比较

4 结论

采用负APCI源的LC-MS-MS法测定牙膏中DEG的含量,方法的灵敏度、精密度、测定线性范围等指标均优于目前常用的气相色谱或气质联用法,该方法无需改装仪器,无需复杂流动相,操作简单,易于推广,极具实用价值。

[1] GB/T21842-2008牙膏中二甘醇的测定[S].

[2] 蒋一昕,何坚刚,吴璟.气相色谱法测定牙膏中的二甘醇[J].分析试验室,2007,26(增刊):201～204.

[3] 金鹏飞,邹定,何笑荣,等.气相色谱-质谱法快速测定牙膏中的二甘醇[J].分析试验室,2008,27(11):81～84.

[4] 常宇文,吴晓宗,李伟,等.气相色谱-质谱法测定牙膏中的二甘醇[J].日用化学工业,2008,38(2):125～127.

[5] 丁健桦,杨水平,刘清.电喷雾萃取电离质谱快速测定牙膏胶体中的二甘醇[J].高等学校化学学报,2009,30(8):1533-1537.

[6] 罗奇志,戴开金.HPLC-MS/MS快速检测人血及尿中二甘醇1例[J].中国法医学杂志,2008,23(1):65.

Study of the Method of Determination of DEG in Teeth Paste by Negative APC I Source LC/M S/M S

Zheng Jianguo1,Wang Zan1,Yu Wenjing2,Shi Jun1,Chen Ming1

(1.Yangzhou Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Yangzhou,Jiangsu,225009;2.Suzhou Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau)

A method based on LC-MS-MS with negative APCI source was developed for the determination of the diethylene glycol(DEG)in toothpaste products.Under the optimized working conditions,the detection limit is 1ug/L,the linear range is 5.00ug/L-500ug/L.In this range the RSD of repeat detection is from 1.1%to 2.5%.This method need not changing the instrument and special mobile phase.The operation and the popularization are easy,and it is very practical.

Diethylene Glycol;Toothpaste;Negative APCI Source;LC-MS-MS

O657.63

江苏出入境检验检疫局科研项目(2008KJ09)