气相色谱–质谱法快速分析化妆品中3 种香精香料

陈燕华 ，周斌

(1.上海天祥质量技术服务有限公司，上海 200233； 2.杭州市食品药品检验研究院，杭州 310022)

天然香精有清洁及杀菌作用，但从植物中提取的天然香精化学成分非常复杂，尤其是香精油中的部分挥发性有机物对人体有危害作用。香精和香料是常见的过敏原，是导致化妆品过敏性皮炎的主要原因［1］。化妆品中香精香料对人体的危害主要临床表现有变应性接触性皮炎、皮肤刺激性皮炎、光毒性和光敏感性［2］。欧盟化妆品法规EC1223–2009–EU［3］以及我国《化妆品安全技术规范》(2015 年版)规定，任何包含26 种香精香料过敏源组分的化妆品，当其含量超出一定范围时，必须在标签上标注［4］，因此准确测定化妆品中各种香精香料具有重要意义。

目前化妆品中香精香料的检测方法主要有气相色谱法［5］、高效液相色谱法［6–7］、气相／液相色谱–质谱法［8–13］、电子鼻检测法［14］、激光电离质谱法［15–17］等。气相色谱法分离效能高、分析速度快，在化妆品香精香料检测方面应用较普遍，而质谱法能提供准确的结构信息。采用气相色谱–质谱选择离子法同时测定化妆品中甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸3 种香精香料的检测方法目前国内外尚未见报道。笔者选用甲醇对样品进行超声提取，以选择离子和保留时间定性，外标法定量，建立了气相色谱–质谱法同时测定化妆品中甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸3 种香精香料的方法。该方法样品用量少，前处理简单，具有较高的准确度和灵敏度，满足化妆品中甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸3 种香料香精的测定要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱–质谱联用仪：Agilent 7890A–5975C型，美国安捷伦科技有限公司；

高速离心机：Neofuge 15R 型，上海力申科学仪器有限公司；

超声波清洗器：KQ–250E 型，昆山市超声仪器有限公司；

甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸标准物质：纯度均不小于99.8%，编号分别为BCBK 8615V，091M 1175V，SLBD 2889V，西格玛奥德里奇(上海)商贸有限公司；

无水硫酸钠：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

甲醇：色谱纯，美国赛默飞世尔科技有限公司；化妆品样品：唇膏、眼影、粉底霜、沐浴露、润肤露、喷面水、香水，市售。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 色谱仪

色谱柱：HP–5MS 型弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm，美国安捷伦科技有限公司)；进样口温度：230℃；柱升温程序：初始温度为60℃，保持0.5 min，然后以15℃／min 升温至280℃，保持4 min；载气：高纯氦气，纯度为99.999%；柱流量：1.0 mL／min；进样方式：分流，分流比为20∶1；进样体积：1.0 μL。

1.2.2 质谱仪

电离方式：电子轰击离子(EI)源；离子源温度：230℃；电子能量：70 eV；接口温度：280℃；四极杆温度：150℃；倍增电压：847 V：溶剂延迟时间：4 min；采集方式：选择离子检测(SIM)。

1.3 溶液配制

甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸混合标准贮备溶液：1 000 mg／L，分别准确称取甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸标准物质各0.100 0 g 于100 mL 容量瓶中，用甲醇溶解并定容至标线，振荡均匀。

甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸系列混合标准工作溶液：分别准确移取适量的上述混合标准贮备溶液于8 只100 mL 容量瓶中，用甲醇稀释并定容至标线，混匀，配制成甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸的质量浓度均分别为0.05，0.1，1.0，2.0，4.0，8.0，16.0，40.0 mg／L 的系列混合标准工作溶液。

1.4 样品前处理

称取化妆品样品(固体、膏状)1.0 g(精确至1 mg)，置于10 mL容量瓶中，加入甲醇定容至标线，摇匀，于超声波清洗器中超声30 min，以8 000 r／min 高速离心10 min，取上清液，加入2 g 无水Na2SO4，脱水，经注射式样品过滤器(有机相微孔滤膜0.45μm)过滤，滤液待测。

称取液体化妆品1.0 g(精确至l mg)，置于10 mL 容量瓶中，加入甲醇，定容至标线，并充分摇匀，加入2 g 无水Na2S04，脱水，上清液待测。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件优化

分别考察了HP–5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)、VF–17MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)、WAX–58(25 m×0.32 mm，1.2 μm) 3 种不同极性毛细管色谱柱对3 种香精香料的色谱响应值、分离情况。WAX–58 是强极性色谱柱，因热稳定性不好，在升至高温时，会发生柱流失严重、基线漂移等现象，影响检测结果；VF–17MS 是中极性色谱柱，甲基柏木酮和甲基柏木醚不能实现基线分离，且升温至约150℃时，发生基线漂移；非极性的HP–5MS 色谱柱对3 种香精香料均有较高的响应值，且色谱峰较尖锐，在优化的色谱条件下，可得到满意的甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸色谱峰。3 种香精香料的总离子流图如图1所示。

2.2 质谱条件优化

为了提高分析灵敏度，尽可能选择丰度较大的特征离子作为定量离子，但甲基柏木酮的丰度较大的特征离子质量数较小，为了降低背景干扰，选择较高质量数的特征离子作为定量离子。在扫描方式上，采用选择离子扫描方式，对样品的干扰少，分析灵敏度高。3 种香精香料的选择离子见表1。

图1 3 种香精香料的总离子流图

表1 种香精香料的选择离子

2.3 定容体积选择

准确称取5 份化妆品样品各1.0 g，分别加入甲醇，定容至2.5，5，10，15，20 mL；按1.4 方法进行样品处理，考察不同定容体积对萃取效率的影响，结果如图2 所示。

图2 不同定容体积的萃取效率

由图2 可以看出，当定容体积较小时，样品混合不均匀，样品不能完全溶解，无法完全萃取目标物，影响测定结果。随着定容体积的增大，萃取效率逐渐增加，当定容体积增加至10 mL 时，萃取效率达到最大值96.8%。进一步增加定容体积时，样品的稀释倍数过大，影响了检出限。综合考虑，选择定容体积为10 mL。

2.4 超声时间选择

以超声时间分别为10，15，30，45，60 min，对5份样品进行超声萃取，考察超声时间对萃取效率的影响，结果如图3 所示。由图3 可以看出，超声30 min 即可达到最佳效果；超声时间较长时，反而会使样品凝聚成一团，影响回收率。故选择超声时间为30 min。

2.5 线性方程与检出限

图3 不同超声时间的萃取效率

在1.2 仪器工作条件下，对1.3 中的系列混合标准工作溶液进行测定，以香精香料的质量浓度(x)为横坐标，以离子峰面积(y)为纵坐标，绘制标准工作曲线。以3 倍信噪比(S／N=3)时的信号响应对应的目标物含量为检出限，以10 倍信噪比(S/N=10)时的信号响应对应的目标物含量为定量限。3 种香精香料的线性范围、线性方程、相关系数、检出限及定量限见表2。

表2 线性范围、线性方程、相关系数、检出限及定量限

2.6 精密度试验

选择不含香精香料的护肤化妆品为基质，分别添加不同浓度的甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸混合标准工作溶液，添加水平分别为0.3，0.6，3 mg／kg，按1.4 方法处理样品，在1.2 仪器工作条件下进行测定，每个浓度点平行测定5 次，结果见表3。

表3 精密度试验结果

由表3 可知，在不同浓度水平下，测定结果的相对标准偏差均小于10%，满足检测要求。

2.7 加标回收试验

选择不含香精香料的护肤化妆品为基质，分别添加不同浓度的甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸混合标准工作溶液，添加水平分别为0.3，0.6，3 mg／kg，按1.4 方法处理样品，在1.2 仪器工作条件下进行测定，每个浓度点平行测定5 次，以5 次测定结果的平均值作为测定值，以外标法计算3 种香精香料回收率，结果见表4。由表4 可知，3 种香精香料3 个浓度水品的加标回收率为91.5%～97.7%，说明本方法的准确度较高。

表4 加标回收试验结果

2.8 样品分析

用所建方法对市售唇膏、眼影、粉底霜、沐浴露、润肤露、喷面水、香水等共20 份不同化妆品样品进行检测，结果显示，不同化妆品中含有不同种类的香精香料，在喷面水、香水中发现甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸存在，结果见表5。

表5 部分样品测定结果 mg／kg

3 结语

建立了气相色谱–质谱法快速测定化妆品中甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸3 种香精香料的方法。利用气相色谱–质谱联用技术避免了假阳性。该方法操作简便、出峰快、灵敏度高，具有良好的准确度和精密度，线性范围和检出限均能满足检测要求，在实际工作中具有较强的实用性，可用于化妆品中甲基柏木酮、甲基柏木醚、壬酸3 种香精香料的测定。