高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定化妆品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇

王枚博，钟吉强，陈丹丹，毛北萍，王欣美，郑 荣，刘 畅，王 柯

(上海市食品药品检验所，上海 201203)



高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定化妆品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇

王枚博，钟吉强，陈丹丹，毛北萍，王欣美，郑 荣，刘 畅，王 柯*

(上海市食品药品检验所，上海 201203)

建立了高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)测定化妆品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的方法。采用ZORBAX RX-C8色谱柱(150×2.1 mm，5 μm)进行分离，以甲醇-水-5%磷酸(10∶985∶5， 用2 mol/L NaOH调至pH 3.0)为流动相，流速为0.7 mL/min，柱温为室温。结果显示，2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇在2.5 min处出峰，其线性范围为0.01 ～1.0 mg/L，相关系数为 0.999 9。不同基质化妆品的方法检出限均为1.0 μg/g，回收率为94.6% ～ 101.3%，相对标准偏差(RSD，n=6)为1.5% ～4.5%。该方法快速、准确、灵敏、无干扰，适用于化妆品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的定性定量测定。

高效液相色谱(HPLC)；电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)；2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇；化妆品

2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇俗称布罗波尔，分子式为C3H6O4NBr，分子量为199.9，是一种高效的广谱抗菌剂，其对铜绿色极毛杆菌具有很强的灭杀活性，对细菌的抑制效果比霉菌和酵母菌好，且不受阴离子、阴离子表面活性剂以及蛋白质的影响，适宜作为香波和发泡剂等的防腐剂[1]。2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇属中等毒性化合物，大鼠急性经皮LD50值大于1 600 mg/kg，对皮肤有中等刺激，对眼睛有轻微刺激[2]。《化妆品安全技术规范(2015年版)》[3]将其列为准用防腐剂，规定限量为0.1%，且注明使用的限制条件为避免形成亚硝胺。

2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的测定方法主要为高效液相色谱法[3-6]。但其保留时间过短，复杂的化妆品基质易对其测定产生干扰[5]。该物质无紫外吸收峰，故仅通过DAD光谱匹配难以确证。本课题组前期研究发现，2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇在液相色谱-质谱(LC-MS)和气相色谱-质谱(GC-MS)中的响应均不理想，故缺乏有效的确证手段。电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)法已被广泛应用于溴以及含溴化合物的测定[7-18]。本文采用HPLC-ICP-MS联用技术建立了化妆品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的定性定量测定方法，以期为化妆品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的测定结果确证提供参考，从而为化妆品的监管和检验工作提供科学依据。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂与样品

7900型电感耦合等离子体质谱仪、1200型高效液相色谱仪(美国Agilent公司)；DS-800DTH型超声仪(上海生析超声仪器有限公司)；MS 3 basic型涡旋仪(德国IKA公司)；5810R型离心机(德国Eppendoff公司)；CP224S型天平(德国Sartorius公司)；Milli-Q Reference A+型超纯水仪(德国Millipore公司)。

2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇标准品(美国Sigma-Aldrich，纯度98%)。甲醇(色谱纯，德国Merck公司)；磷酸(分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司)；氢氧化钠(优级纯，上海凌峰化学试剂有限公司)；实验用水为去离子水(电阻率18.2 ΜΩ·cm)。

16个化妆品样品均购于超市和百货商场。其中，液体类(包括润肤露、洗发露、沐浴精油等)6个，霜类(包括润肤霜、洁面霜等) 5个，粉类(包括爽身粉、粉饼等) 5个。

1.2 仪器工作参数

HPLC参数：流动相为甲醇-水-5%磷酸(10∶985∶5， 用2 mol/L NaOH调至pH 3.0)，流速为0.7 mL/min，柱温为室温，进样体积为40 μL。每针停止时间为5 min。设置进样针清洗程序，以流动相为清洗溶液，每针清洗3次。

ICP-MS参数：射频功率1 550 W；采样深度8.0 mm；载气流速1.05 L/min；辅助气流速0.00 L/min；冷却气流速15.0 L/min；蠕动泵转速0.40 r/s；雾化室温度2 ℃；采用碰撞反应模式，氦气流速5.0 mL/min；采用TRA模式，积分时间0.5 s，采集时间300 s；雾化器Micromist。

1.3 标准品溶液的制备

标准品储备溶液(200 mg/L)：取2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇标准品5.0 mg，精密称定，置于25 mL聚四氟乙烯容量瓶中，用流动相溶解并稀释至刻度，摇匀，即得。标准品工作溶液(1 mg/L)：精密量取标准品储备溶液0.25 mL，置于50 mL聚四氟乙烯量瓶中，用流动相稀释并定容至刻度，摇匀，即得。标准曲线系列溶液：精密量取标准品工作溶液适量，用流动相制成不同系列浓度的标准曲线系列溶液。

1.4 供试品溶液的制备

取样品1.0 g，精密称定，置于50 mL容量瓶中，加入甲醇40 mL，涡旋混匀，超声15 min，用甲醇定容至刻度，于4 000 r/min离心5 min，精密量取上清液0.5 mL，加入流动相0.5 mL，即得。如果供试品溶液测定值超出标准曲线范围，则用流动相稀释至标准曲线范围内。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的选择与改进

参考《HG/T 4539-2013 2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇(布罗波尔)》[19]，对色谱条件进行了调整。分别考察了ZORBAX RX-C8色谱柱(150×2.1 mm，5 μm)和Agilent TC-C18色谱柱(150×4.6 mm，5 μm)的实验效果，结果显示2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇在C8色谱柱上的保留时间为2.5 min，在C18色谱柱上为9.8 min。为提高进样效率，最终选择C8色谱柱。为减少有机溶剂对仪器造成积碳影响，将原方法中乙腈改为甲醇，并将有机相比例从5%调整为1%。最终确定流动相为甲醇-水-5%磷酸(10∶985∶5， pH 3.0)。为减低色谱柱柱压，将流速调整为0.7 mL/min。为降低检出限，将进样体积设置为定量环最大进样体积40 μL。

2.2 Br同位素的选择

Br有79Br和81Br两个同位素，丰度值分别为50.54%和49.46%[15]。Br的质谱干扰主要是多原子干扰。Br会受到Ar的干扰，其中40Ar40Ar1H干扰81Br的测定，40Ar38Ar1H干扰79Br的测定，由于38Ar的相对丰度(0.063%)远低于40Ar的相对丰度(99.600%)，故40Ar38Ar1H对79Br的干扰小于40Ar40Ar1H对81Br的干扰[20]。79Br的多原子干扰主要是39K40Ar的干扰，但由于色谱柱的分离作用，这种多原子对测定结果并无干扰[15]。在碰撞反应模式下，引入碰撞气体H2，与等离子体发生反应 Ar++H2→ArH++H，ArH++H2→Ar+H3+，使39K40Ar+等多原子离子不能形成从而消除多原子质谱干扰[17]。故选择79Br作为目标同位素。在标准曲线测定中，比较了79Br和81Br的信号强度变化，发现81Br的截距高于79Br(见表1)。样品测定中，81Br的基线噪音也普遍高于79Br。

图1 标准品溶液(1%氨水，保存7 d)的色谱图Fig.1 Chromatogram of standard solution (1% ammonia， stored for 7 d)

IsotopeLinearequationCorrelationcoefficient(r)79BrY=33.1165X+1410.999981BrY=37.9883X+1850.9999

2.3 标准品与供试品配制溶液的选择

[7]，用1%氨水配制标准品工作溶液(1 mg/L)，分别考察了标准品工作溶液在3 d和7 d的稳定性，其回收率分别为72%和66%，且色谱图中在1.0 min和2.0 min多2个Br的杂峰(见图1)。说明2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇在碱性条件下易变质，与文献[2]报道一致。故改用流动相作为配制溶液。分别考察了标准品溶液和加样回收供试品溶液在0、1、2、4、7 d时浓度的稳定性，其相对标准偏差(RSD)分别为2.6%和3.7%，表明标准品溶液和加样回收供试品溶液在7 d内稳定且无记忆效应。故最终选择采用流动相作为标准品溶液和供试品溶液的配制溶液。

2.4 线性关系与检出限

分别精密量取适量标准品工作溶液(1 mg/L)置10 mL聚四氟乙烯量瓶中，用流动相稀释并定容至刻度，作为标准曲线系列溶液，其浓度分别为0,0.01,0.02,0.05,0.1,0.2,0.5,1.0 mg/L。取上述溶液分别进样，绘制标准曲线。结果表明，2-溴-2-硝基-1,3丙二醇在0.01～1.0 mg/L浓度范围内线性关系良好，相关系数r=0.999 9(见表1)。

选择不同基质的样品作为代表样品，分别标记为样品A(液体类)、B(霜类)、C(粉类)。分别取代表样品1.0 g，精密称定，置于50 mL聚四氟乙烯离心管中，各加入20 μL标准品溶液(10 mg/L)，按照“1.5”方法操作，作为检出限试验用供试品溶液。在信噪比(S/N)为3时，检出限均为0.01 mg/L；当取样量为1.0 g时，本方法对2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的检出限均为1.0 μg/g，远优于《化妆品安全技术规范(2015年版)》[3]中高效液相色谱法的检出限(300 μg/g)。

表2 回收率与重复性实验结果Table 2 Results of spiked recovery test and repeatability test

图2 实际样品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的色谱图Fig.2 Chromatogram of 2-bromo-2-nitro-1， 3-propanediol in real sample

2.5 回收率与重复性

取样品A，B，C，每种代表样品均分别取样18份，每份取样1.0 g，精密称定。每6份对应1个加标浓度，3个加标浓度分别为精密加入标准品溶液(10 mg/L)100 μL、精密加入标准品溶液(10 mg/L)300 μL、精密加入标准品储备溶液(200 mg/L)50 μL，其余步骤按照“1.5”方法操作，作为低、中、高浓度的回收率供试品溶液，计算平均回收率和RSD。结果表明，方法的回收率为94.6%～101.3%，RSD(n=6)为1.5%～4.5%，回收率和重复性结果良好。

2.6 实际样品的测定

采用建立的方法对收集的16个样品进行测定，有1个样品(儿童润肤露)中检出2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇外，其余均未检出。检出样品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的含量为0.04%(图2)，按照《化妆品安全技术规范(2015年版)》[3]中0.1%的限量规定进行判断，该样品合格。但经检查发现，该样品的包装配方表中并未标注含有2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇，说明有必要加强对化妆品中该防腐剂的检查力度。

3 结 论

本文采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)建立了化妆品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的定性定量测定方法。本法快速、准确、灵敏、无干扰，可为化妆品中2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇的测定结果确证提供参考，从而为化妆品的监管和检验工作提供依据。

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Determination of 2-Bromo-2-nitro-1，3-propanediol in Cosmetics by High Performance Liquid Chromatography-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

WANG Mei-bo，ZHONG Ji-qiang，CHEN Dan-dan，MAO Bei-ping，WANG Xin-mei， ZHENG Rong，LIU Chang，WANG Ke*

(Shanghai Institute of Food and Drug Control， Shanghai 201203， China)

A new method was established to determine 2-bromo-2-nitro-1，3-propanediol in cosmetics by high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry(HPLC-ICP-MS). The analyte was separated on a ZORBAX-C8column (150×2.1 mm， 5 μm) using methanol-water-5% phosphoric acid (10 ∶ 985 ∶ 5， pH value was adjusted to 3.0 with 2 mol/L NaOH) as mobile phase. The flow rate was set at 0.7 mL/min. The column temperature was room temperature. The results indicated that the calibration curve of 2-bromo-2-nitro-1，3-propanediol was linear in the range of 0.01-1.0 mg/L，with a correlation coefficient(r) of 0.999 9. The detection limits of different matrix samples were all 1.0 μg/g. The spiked recoveries of 2-bromo-2-nitro-1，3-propanediol ranged from 94.6% to 101.3%， with RSDs(n=6) of 1.5%- 4.5%. The method showed the advantages of rapidness，sensitivity，accuracy and little interference，and it could be used for the qualitative and quantitative determination of 2-bromo-2-nitro- 1，3-propanediol in cosmetics.

high performance liquid chromatography(HPLC)；inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS)；2-bromo-2-nitro-1，3-propanediol；cosmetics

2017-02-28；

2017-03-27

中国食品药品检定研究院“化妆品中防腐剂的检验方法研究(2015-2016)”项目

10.3969/j.issn.1004-4957.2017.07.016

O657.63； R978.24

A

1004-4957(2017)07-0925-04

*通讯作者：王 柯，硕士，主任药师，研究方向：食品化妆品监督检验和检测技术，Tel: 021-50798195，E-mail: wksifdc@163.com