气相色谱—质谱法检测染发剂残留的研究

梁飘　陈书华　林露

【摘要】目的：探讨染色的发样中2，5-二氨基甲苯，间苯二胺，对苯二胺、二苯胺和邻苯二胺等5种组分的气相色谱-质谱检测方法。方法：将染色过的发样清洗剪碎后，先用2mol/L的氢氧化钠消化分解，超声处理40min，再水浴（37℃）继续消解6h。取出后用乙酸乙酯萃取5min，有机物层进样。结果：本研究优化了染色发样的预处理方法，建立了同时检测染色发样中5种残留组分的GC-MS检测方法。结论：此方法简单快速，可推荐用于检测染色发样中残留的染发剂含量。

【关键词】 气相色谱-质谱法；染发剂；苯二胺；2，5-二氨基甲苯硫酸盐

【中图分类号】R-331【文献标志码】 A【文章编号】1007-8517（2015）08-0147-02

染发剂在生活中越来越被使用，但是染发剂含有大量的有害物质，会影响到使用者的健康。如：染发剂中的有效成分苯胺类化合物对皮肤有致敏作用，经头皮吸收会导致体内蓄积苯胺、硝基苯等有毒化学物质，严重的甚至诱发膀胱癌、白血病、皮肤癌、过敏性肾炎等。孕妇长期接触染发剂可致胎儿畸形或大脑发育不良。另外，染发剂中铅含量很高，是颜料、家用油漆的5～10倍，过多残留还会引起铅中毒。

质谱（mass spectrometry，MS）是一种定性技术，灵敏度极高，可以确定化合物的分子量，在结构分析具有重要作用。利用色谱进行物质的分离，然后利用质谱仪对未知物质进行鉴定，结合二者优点进行气相色谱-质谱联用是分析未知化合物的常用技术。气相色譜法是有机物分离的常用方法，尤其适用于定量分析。质谱法适用于定性分析，对物质的判断精准，但分离功能差，无法直接处理混合物。气相色谱-质谱法结合了两者的优点，使得复杂的有机混合物的分离并且定性识别成为了可能。目前有以气相色谱-质谱法测定2，5-二氨基甲苯、间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺和二苯胺含量的报道。但大多数研究是以染发剂为检测对象检测其中的有害物质，尚无以染色头发为样本检测头发中残留的染发剂有毒物质的报道[1-2]。

1仪器与材料

1.1仪器美国安捷伦GC6890-5973MSD气相色谱-质谱联用仪（含自动进样器、高性能分子涡轮泵、四极杆质量分析器、电子轰击电离源、MSD Chemstation质谱工作站、NIST 98质谱库）。HP-5MS色谱柱（30m×0.25mm×0.25μm）；Q-250超声清洗器。

1.2试剂间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺均由Merk公司提供；二苯胺、2，5-二氨基甲苯硫酸盐由Sigma公司提供。所用试剂均为分析纯。

1.3材料采集24份近一年染发的发样作为实验组，另采集24份未染过发的发样作为对照组。

2方法

2.1标准溶液配制分别称取5种标准品各适量，分别用乙酸乙酯溶解，得到10mg/ml标准品储备液，2～8℃保存。混合5种标准品储备液，并用乙酸乙酯稀释标准储备液，依次得0.5，2.5，5.0，10.0，15.0，20.0，25.0μg/ml的5种混合标准品工作溶液，自动进样，进行GC-MS分析。以监测特征离子所得峰面积对质量浓度作XY散点图，得到5种组分的标准曲线。

2.3气相色谱-质谱的分离分析参数色谱条件： HP-5MS毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm），初始的温度为70℃维持2min，接着以每分钟10℃的速度升至180℃，1min后以每分钟25℃的速度升至310℃，维持5min。载气He气（纯度为99.999%以上），流量1.0ml/min。进样量1.0μl，进样口温度310℃，不分流进样，进样1min后以每分钟48ml量吹扫载气He气。

质谱条件：接口温度310℃；电离方式选择电子轰击电离（E1）；电离能量70eV；电子倍增器电压选为自动调谐电压加200V；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；溶剂延迟5min；Scan方式的质量扫描范围：35～450amu；采集选择离子模式（SIM）数据，采集的参数见表1。根据得到的质谱图，搜索谱库，对复杂样品定性确认。

2.4样品处理用pH7洗发剂清洗发样，再用自来水和纯化水漂洗，去除外源性染发剂的污染。发样剪碎至1～2mm，称取0.1g剪碎后的发样于试管中，加入2mol/L氢氧化钠1.25ml，超声波处理40min，然后水浴（37℃）继续消解6h。随后加入5ml乙酸乙酯，0.1g氯化钠，震荡混匀萃取20min，使得发样中残留的染发剂进入有机相。待溶液静置分层后，取上清有机相进样。

3结果与分析

3.1线性范围内最小检测浓度分别配制0.5、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0μg/ml的5种标准品混合工作溶液，根据“2.3”中的仪器参数进行分析测定，得到5种染料组分的峰面积Y与质量浓度X（μg/ml）之间的散点图，添加趋势线。结果表明，峰面积与质量浓度在0.5～25μg/ml的浓度范围内有良好的线性相关性，R2>0.983，5种染发剂组分中间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺的最小检测限均为0.2μg/ml，而二苯胺、2，5-二氨基甲苯的最小检测限为0.5μg/ml。

3.2样本分析结果采用本法测定24份人发样本中染发剂主要组分的残留，主要包括间苯二胺、邻苯二胺、2，5-二氨基甲苯硫酸盐、对苯二胺及二苯胺。对于同一份样品，相同进样量，重复试验，用SIS法所得的谱图有重复性，无杂质干扰。结果见表2。

4讨论

4.1样本的预处理方法碱性物质可以消化分解胶原蛋白，用2mol/L氢氧化钠溶液溶胀头发，尽可能的释放出发样中内源性的组分，以便提高接下来液-液萃取的提取效率[3]。

为选择合适的提取溶剂，取4份平行样品，氢氧化钠消解后加入500μg/ml混合标准品溶液5ml，分别用四种萃取溶剂萃取（丙酮、乙酸乙酯、乙醇、四氢呋喃），加入0.1g氯化钠后超声5min，定容至25ml，静置后取有机相进样。最后分析测出的峰图发现，使用乙酸乙酯作为萃取剂，其样品各组分峰图的面积最大，故本试验选择乙酸乙酯作为萃取剂。

4.2样品的色谱分离条件为保证所测物质完全气化，根据分析物的最高沸点，选择进样口温度为310℃。因此设定进样口温度为310℃，柱初始温度为70℃；根据实验确定程序升温条件，发现当一阶升温速度小于20℃/min时，分离效果更好，同时考虑到溶剂延迟时间，确定一阶升温速率设定为每分钟10℃；第二次升温速度设定为25℃/min，最终温度310℃；分流进样时，全扫描方式的总离子流（TIC）的峰形较好，但离子监测定量的灵敏度大大降低，为保证定性的灵敏度，最终确定采用不分流进样。

4.3人发残留染发剂对人体的危害研究发现，人发中容易残留大量对苯二胺，而对苯二胺容易被氧化，生成苯醌二亚胺，这也是对苯二胺致敏性的主要原因。一些人使用后會出现眼睑浮肿，甚至皮肤发红、出现红疹，奇痒难忍，并且人体胃肠道、肝脏和呼吸系统也可能受损。何国群等[4]研究苯二胺在不同浓度时，经皮肤吸收后，影响实验动物的淋巴细胞的免疫效应的程度，结果发现，小鼠淋巴细胞的增殖与皮肤吸收的对苯二胺量呈正相关。

除了致敏，染色剂组分有致突变致癌的作用。Chung[5]等进行突变实验发现，苯胺类衍生物硝基苯胺、对苯二胺、邻苯二胺等可导致中国仓鼠卵巢细胞发生染色体畸变，也可诱发沙门菌发生回复突变。研究发现39%的白血病患者患病都可能与使用染发剂有关，非何杰金氏淋巴瘤以及白血病病人中，94%的人都曾使用过染发剂。对大约13000名成年女性的随机调查统计分析后发现，使用过染发剂的女性患白血病的概率是不染发的3.9倍。目前滥用染发剂导致女性白血病发病率逐年上升，医学家对此提出了“染发剂白血病”的概念[6]。

参考文献

[1] 李英.气相色谱-质谱选择离子法测定氧化型染发剂中9 种组分[J].香料香精化妆品，2004，6（3） ：9.

[2] 刘丽.超声波抽提气相色谱-质谱法测定氧化型染发剂中16 种染料[J].分析化学研究报告，2004，25（10）：1333.

[3] 胡雁，杨俊，谷勋刚，等.反相离子对高效液相色谱法同时测定头发中的尼古丁和可天宁[J].分析测试学报，200，25（2）：77-80.

[4] 何国群，郑穗生，谢晓萍，等.对苯二胺对小鼠淋巴细胞的增殖效应及其皮肤致敏性研究[J].现代预防医学，2011，38（17）：3525-3527.

[5] Chung K T，Murdocu C A，Zhou Y G，et al.Effects of the nitro-group on the mutagenicity and toxicity of some benzamines [J].Environ and Mol Mutagen，1996，27（1）：67-74.

[6] 李云晖.氧化型染发剂遗传毒作用的机制研究[J].癌变·畸变·突变，2001，11（13） ：255.

（收稿日期：2015.01.21）