超高效液相色谱－串联质谱法同时测定日化产品中的三氯生与三氯卡班

刘湘军，赵 妍，赵 珊，杨 奕，张 晶，邱细敏，邵 兵*

(1.湖南师范大学 医学院，湖南 长沙 410006;2.北京市预防医学研究中心，北京 100013;3.南京市产品质量监督检验院，江苏 南京 210028)

三氯生与三氯卡班为广谱抗菌剂，主要用于除臭剂、洗手液、牙膏、洗发剂、香皂、剃须膏等个人护理产品中，此外也可用于医疗器械及纺织品消毒。我国《化妆品卫生规范》(2007版)规定化妆品中限用物质三氯生、三氯卡班的最大允许浓度为0.3%和1.5%［1］。

由于其使用的广泛性、高亲脂性以及与多氯联苯相似的共平面结构(图1)，近年来有关三氯生可能引发的生态环境和人类健康效应受到了环境学家的广泛关注。已有研究表明三氯生与三氯卡班广泛地存在于污水、地表水、城市污泥、土壤等环境基质中［2－6］。三氯生对动物具有潜在的内分泌干扰效应，如影响蝌蚪时期甲状腺激素相关基因的表达［7］，经三氯生暴露的雄性大鼠的精子数量与激素水平降低［8］。且其在饮用水消毒过程中会生成毒性较强的氯代消毒副产物［9］。

个人护理品的使用是环境中三氯生与三氯卡班的主要来源。因此，了解牙膏、香皂、洗手液等常见日用品中相关物质的含量将有助于研究其使用、排放及环境迁移情况。目前，日化产品中三氯生与三氯卡班的检测方法主要有液相色谱法［10－13］、气相色谱法(GC)和气相色谱 －质谱法(GCMS)［14－15］。其中GC和GC－MS法操作较为繁琐，应用有限;液相色谱法是最为常用的分析方法，基本能够满足使用限量检测的要求，但由于日用品基质多样、成分复杂，方法的选择性和特异性有待提高。本文在优化样品前处理技术的基础上，基于液相色谱－串联四极杆质谱技术建立了高灵敏度、高选择性和特异性的日化产品中三氯生与三氯卡班的分析方法。

图1 三氯生(A)与三氯卡班(B)的分子结构式Fig.1 Molecular structures of triclosan(TCS，A)and triclocarban(TCC，B)

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Waters ACQUITYTM超高效液相色谱仪，Micromass Quattro UltimaTMPT三重四极杆串联质谱仪(美国Waters公司);ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱(2.1 mm×100 mm，1.8 μm，美国Waters公司);Milli-Q超纯水器(美国Millipore公司);SA8涡旋式混合器(英国Bibby Sterilin公司);电子分析天平(瑞士Mettler Toledo公司);超声波清洗器(美国ColeParmer公司);高速台式离心机(德国Zentrifugen公司)。

三氯生(TCS，德国Dr.Ehrenstorfer GmBh)，三氯卡班(TCC，加拿大Toronto Research Chemicals公司)，甲醇、乙腈、乙酸乙酯(HPLC级，Dikma公司)，丙酮(J.T.Baker公司);实验用水均为超纯水(电阻率为18.2 MΩ·cm)。

准确称取三氯生、三氯卡班各0.010 0 g，置于10 mL容量瓶中，用甲醇定容，配制成1 000 mg/L标准储备液。用甲醇稀释标准储备液，配制成10 mg/L次级标准溶液。准确量取三氯生次级储备液500 μL、三氯卡班100 μL用甲醇定容至10 mL，获得两化合物质量浓度分别为500 μg/L和100 μg/L的混合标准溶液，再经适当稀释，获得三氯生和三氯卡班的混合标准系列溶液，其质量浓度分别为250、100、50、10、5、1 μg/L 和 50、20、10、2、1、0.2 μg/L。

1.2 实验方法

准确称取消毒液1.0 g，其他样品称取0.5 g于15 mL聚丙烯离心管中，加入甲醇至10 mL，振荡涡旋，使样品与溶剂充分接触，超声提取10 min，冷却至室温，9 000 r/min离心5 min，移取上清液100 μL，用甲醇定容至1 mL，供UPLC－MS/MS检测。

准确称取香皂0.5 g于15 mL聚丙烯离心管中，加入丙酮至10 mL，振荡涡旋，使样品与溶剂充分接触，超声提取10 min，冷却至室温，9 000 r/min离心5 min，移取上清液100 μL，用甲醇定容至1 mL，供UPLC－MS/MS检测。

1.3 色谱条件

流动相A为水，B为甲醇。梯度洗脱:0～4 min，75%～100%B;4～5 min，100%B;5～5.5 min，100%～75%B;平衡2 min，等待下一次进样。流速0.3 mL/min，柱温40℃，样品室温度4℃，进样量 5 μL。

1.4 质谱条件

离子源为电喷雾负离子模式(ESI－)，扫描方式为多反应监测(MRM)，毛细管电压 :3.0 kV，锥孔电压:45 V，离子源温度:100℃，脱溶剂气温度:350℃，脱溶剂(N2)气流量:560 L/h，碰撞室压力:1.2e－3mbar，光电倍增管电压:650 V。

2 结果与讨论

2.1 质谱条件的优化

使用流动注射泵将1 mg/L的标准品以20 μL/min的流速直接注入质谱仪中，在全扫描(MS Scan)模式下确定三氯生、三氯卡班的母离子，优化毛细管电压及锥孔电压使母离子的响应值最高。再用子离子扫描模式确认各自的子离子，选择响应值较高的两个子离子，1个作为定量离子，另1个作为定性离子，优化其碰撞能量。结果表明，三氯生的定量离子和定性离子分别为m/z 287＞35、m/z 289＞35，碰撞能量为10 eV，三氯卡班的定量离子和定性离子分别为m/z 313＞160、m/z 313＞126，碰撞能量分别为15 eV和18 eV。

2.2 前处理条件的优化

目标化合物提取是样品前处理的首要步骤。此外，在液相色谱电喷雾质谱分析过程中，基质共提物通常会对目标物的响应产生干扰，从而影响定量分析效果。因此，本研究从待测物的提取效率和基质效应两个方面综合考虑，进行提取条件的优化。

三氯生与三氯卡班的正辛醇/水分配系数(logKow)分别为4.8、4.9［16］，属于亲脂性较强的化合物。根据其化学性质，同时兼顾反相液相色谱的特点，比较了常用的有机溶剂甲醇、乙腈以及甲醇－水(1∶1，体积比)和乙腈－水(1∶1)的提取效果。三氯生和三氯卡班空白样品的加标浓度分别为10 μg/L和2 μg/L，结果如图2所示。甲醇作为提取剂时，牙膏、洗手液、消毒液、洗发露4种样品基质中目标化合物的绝对回收率为85%～110%，略高于甲醇－水体系对应的回收率(63%～100%)，同时，在甲醇及甲醇－水两种体系中，两种目标化合物的基质抑制率均低于30%。乙腈及乙腈－水作为提取溶剂时，三氯生的回收率较为满意，约为70%～110%，但洗手液和消毒液中三氯卡班的回收率明显低于甲醇及甲醇－水体系。鉴于以上结果，本实验最终选用甲醇作牙膏、洗手液、消毒液和洗发露的提取溶剂。

图2 不同提取液对5种基质中目标化合物的回收率Fig.2 Recoveries of target compounds in five matrices using different extraction solutions

对于香皂样品，甲醇－水、乙腈－水作为提取液时，溶液较为浑浊、无法上机测定;即使经9 000 r/min离心10 min后，该现象也未改善。若使用有机滤膜过滤的方式除浊，则会造成目标化合物显著损失(超过80%)。因此，在处理该类样品时，仅考察了甲醇、乙腈、丙酮和乙酸乙酯纯有机溶剂的提取效果，结果见图2E，除乙酸乙酯外，其它3种有机溶剂均获得了较为满意的回收率，但使用甲醇和乙腈作为提取溶剂时，三氯卡班的基质抑制率很强，在60%以上;丙酮作为提取溶剂时，目标化合物的绝对回收率均超过95%，基质抑制率低于10%。因此，最终选用丙酮作为香皂的提取溶剂。

2.3 方法的线性范围与定量下限

在优化条件下，以目标化合物的浓度为横坐标，对应的峰面积为纵坐标进行线性回归，两者分别在1～250、0.2～50 μg/L范围内呈良好线性，其相关系数(r2)均大于0.995。当样品浓度超出线性范围时，需进行稀释。按本方法分别在空白样品中添加三氯生与三氯卡班标准品进行测定，按信噪比大于10计算方法定量下限。三氯生和三氯卡班的定量下限分别为0.2～0.7 mg/kg和0.01～0.02 mg/kg(见表1)。

表1 三氯生与三氯卡班的加标回收率、相对标准偏差及定量下限(n=6)Table1 Spiked recoveries，relative standard deviations and LOQs of triclosan and triclocarban(n=6)

2.4 方法的回收率与精密度

取空白的牙膏、香皂、洗手液、消毒液及洗发露，加入适量的混合标准溶液，在低、中、高3个加标水平下考察方法的回收率和精密度，3个加标水平对应的三氯生浓度分别为2、10、40 mg/kg，三氯卡班的浓度为前者的五分之一。按照上述方法进行提取和测定，每个条件设6个平行，计算所得的回收率与相对标准偏差(RSD)(见表1)。方法的平均回收率为86%～116%，相对标准偏差为1.8%～15%。

2.5 实际样品的检测

按本方法对购自北京某大型超市的6份牙膏、7份香皂、3份洗手液、3份消毒液和3份洗发露，共22份样品进行检测。结果表明，2份牙膏样品中检出三氯生2.862 g/kg和2.843 g/kg，2份香皂样品中检出三氯生0.700 g/kg和0.693 g/kg，1份洗发露样品中检出三氯生0.785 g/kg，1份香皂样品中检出三氯卡班6.594 g/kg，1份洗手液中检出三氯卡班0.029 g/kg，上述检测结果与产品标识一致。此外，在1份未标明添加标识的香皂样品中检出少量的三氯卡班(0.005 g/kg)。以上检出量均未超过我国《化妆品卫生规范》所规定的限值。图3为含有三氯的香皂及三氯生、三氯卡班标准品的MRM色谱图。

3 结论

本文所建立的日化产品中三氯生与三氯卡班的UPLC－MS/MS检测方法简便、灵敏、选择性强，其回收率及精密度均满足测定要求，可用于日化产品中三氯生与三氯卡班的快速检测。

图3 含三氯卡班的香皂(左)及三氯生、三氯卡班混合标准品(右)的MRM图Fig.3 MRM chromatograms of a soap containing triclocarban(left)and a mixture of TCC and TCS standard(right)

［1］Ministry of Health of the People’s Republic of China.Hygienic Standard for Cosmetics.Beijing:Chinese Health Press(中华人民共和国卫生部.化妆品卫生规范.北京:中国卫生出版社)，2007.

［2］Zhao R S，Wang X，Sun J，Hu C，Wang X K.Microchim.Acta，2011，174(1/2):145 －151.

［3］Klein D R，Flannelly D F，Schultz M M.J.Chromatogr.A，2010，1217(11):1742－1747.

［4］González－ Mari o I，Quintana J B，Rodriguez I，Cela R.Rapid Commun.Mass Spectrom.:RCM，2009，23(12):1756－1766.

［5］Zhou X F，Chen J B，Zhou S B，Zhang Y L，Shi L.China Water＆Wastwater(周雪飞，陈家斌，周世兵，张亚雷，石璐.中国给水排水)，2010，26(12):126－129.

［6］Cha J，Cupples A M.Water Res.，2009，43(9):2522－2530.

［7］Veldhoen N，Skirrow R C，Osachoff H，Wigmore H，Clapson D J，Gunderson M P，Van Aggelen G，Helbing C C.Aquat.Toxicol.，2006，80(3):217－227.

［8］Kumara V，Chakrabortya A，Kural M R，Roy P.Reprod.Toxicol.，2009，27(2):177－185.

［9］Fiss E M，Rule K L，Vikesland P J.Environ.Sci.Technol，2007，41(7):2387 －2394.

［10］Wang C Y，Xie T T，Yang Z J，Liu C M，Li L X.J.Instrum.Anal.(王成云，谢堂堂，杨左军，刘彩明，李丽霞.分析测试学报)，2010，29(12):1231－1234.

［11］Liu C.Chin.J.Chromatogr.(刘超.色谱)，2004，22(6):659.

［12］Wu T，Wang C，Wang X，Ma Q，Zhang F，Liu L.Chin.J.Anal.Chem.(武婷，王超，王星，马强，张帆，刘柳.分析化学)，2007，35(10):1439－1443.

［13］Zhao K X，Su Y，Chen X Y，Ge B K.J.Instrum.Anal.(赵孔祥，苏毅，陈旭艳，葛宝坤.分析测试学报)，2011，30(6):701－704.

［14］Wu X L，Liu R Y，Yao Z W，Guan D M.Chin.J.Anal.Lab.(伍筱琳，刘仁沿，姚子伟，关道明.分析试验室)，2009，28(1):26－28.

［15］Zhao H H，Li C J.Chem.Eng.(赵海辉，李春娟.化学工程师)，2011，193(10):36－39.

［16］Halden R U，Paull D H.Environ.Sci.Technol.，2005，39:1420－1426.