平行真空浓缩仪与旋转蒸发仪在芳香胺检测中的比较
2020-04-28晏新程柴先杜何宇琦刘自国庞兴荣
晏新程,柴先杜,孙 近,贺 攀,王 仲,何宇琦,刘自国,庞兴荣
(1.四川省纤维检验局,四川 成都610015;2.天津市恒奥科技发展有限公司,天津300384)
由致癌芳香胺制成的偶氮染料受人体中肠菌和酶的作用易发生生物还原作用,使偶氮染料裂解释放出致癌芳香胺,产生致癌活性。世界各国的法规和标准对这一类偶氮染料在纺织品中的使用有严格的限量要求,所涉及的致癌芳香胺种类达24个。目前国家现行强制性标准GB18401《国家纺织产品基本安全技术规范》,明确指明纺织产品中禁用可分解致癌芳香胺染料。
目前我国检测纺织品中可分解致癌芳香胺染料的标准以GB/T 17592-2011《纺织品 禁用偶氮染料的测定》为主。该检测方法与国际上通用测试标准基本一致,包括试样前处理和仪器分析测定,而试样前处理包括还原裂解、过柱、萃取、浓缩、溶解操作。其中浓缩环节,一般采用旋转蒸发与惰性气体缓慢吹干为主,在批量试验中耗时比较长。平行真空浓缩可以同时对多个样品进行浓缩,耗时短,但浓缩效果受制于自身特点,应用受限。通过对旋转蒸发仪与平行真空浓缩仪进行浓缩效果的比较,旨在寻找更简单、快速浓缩芳香胺萃取液的方法。
1 试验部分
1.1 主要材料与仪器
试剂:乙醚(分析纯),成都联禾化工医药有限责任公司;甲醇(色谱纯)、柠檬酸、氢氧化钠、连二亚硫酸钠(Na2S2O4含量≥85%)(分析纯),成都市金山化学试剂有限公司;2,4-二氨基苯甲醚[615-05-4]、邻甲苯胺[95-53-4]、2,4-二氨基甲苯[95-80-7]、邻氨基苯甲醚[90-04-0]、萘-D8[1146-65-2],德国Dr.E。
仪器:7890 A-5977C气相色谱-质谱联用仪(GC/MS),美国安捷伦公司;HD500B恒温水浴振荡器,南通宏大实验仪器有限公司;MS304TS电子分析天平,梅特勒—托利多国际贸易(上海)有限公司;RE5298 A旋转蒸发仪(搭配SHZ-Ш型循环水浴真空泵),上海亚荣生化仪器厂。
平行真空浓缩仪:同天津市恒奥科技发展有限公司合作改进研制,包括平行蒸发系统、真空控制系统、低温循环系统和惰性气体吹扫系统,见图1。
图1 平行真空浓缩仪装置示意图
1.2 试验设计
试验中所用的标准溶液、缓冲溶液等的配置和储存按照标准GB/T 17592-2011《纺织品禁用偶氮染料的测定》规定的程序进行。
分别在24个玻璃反应器中加入1.0 ml、50μg/ml含4种芳香胺的标准混合溶液,再加入16 ml经预热到(70±2)℃的柠檬酸盐缓冲液,然后继续按照标准GB/T 17592-2011中第6.1、6.2.1条要求进行试验。在萃取液浓缩时,12个试液按照GB/T 17592-2011中第6.2.2条规定,采用旋转蒸发仪浓缩,水浴温度为35℃,真空度为0.07 MPa;另外12个试液采用平行真空浓缩仪进行浓缩,水浴温度为35℃,上盖温度为50℃、转速为300 r/min,真空度为0.08 MPa,冷却温度为-15℃。
浓缩结束后,用1 ml含5.0μg/ml萘-D8的甲醇内标溶液进行溶解,并按照标准GB/T 17592-2011要求进行仪器分析。
1.3 仪器条件
1.3.1 色谱条件
色谱柱(HP-5 MS,30 m×0.25 mm×0.25μm);进样口温度:250℃;程序升温:60℃,保持1 min,然后以12℃/min升温至210℃,以15℃/min升温至230℃,以3℃/min升温至250℃,以25℃/min升温至280℃;载气:99.999%氦气,柱流量:1.0 ml/min。
1.3.2 质谱条件
离子源温度:230℃;传输线温度:270℃;电离能量:70 e V;进样量:1μl;进样方式:不分流进样;溶剂延时:3.0 min;电子轰击电离源(EI),选择离子扫描模式(SIM)。其监测的特征碎片离子按照GB/T 17592-2011《纺织品禁用偶氮染料的测定》执行,内标法定量。
2 结果与讨论
对12份试样的萃取液,经旋转蒸发仪浓缩后所测得的4种芳香胺回收率试验结果见表1。结果表明,2,4-二氨基苯甲醚[615-05-4]的平均回收率为39.4%,RSD为5.03%;邻甲苯胺[95-53-4]的平均回收率为58.9%,RSD为4.81%;2,4-二氨基甲苯[95-80-7]的平均回收率为58.6%,RSD为3.48%;邻氨基苯甲醚[90-04-0]的平均回收率为77.8%,RSD为3.29%。
对另外12份试样的萃取液,经平行真空浓缩仪浓缩后所测得的4种芳香胺回收率试验结果见表2。结果表明,2,4-二氨基苯甲醚[615-05-4]的平均回收率为59.1%,RSD为2.48%;邻甲苯胺[95-53-4]的平均回收率为68.7%,RSD为2.52%;2,4-二氨基甲苯[95-80-7]的平均回收率为68.0%,RSD为2.55%;邻氨基苯甲醚[90-04-0]的平均回收率为83.3%,RSD为1.70%。
表1 利用旋转蒸发仪进行浓缩后测得芳香胺的回收率
表2 利用平行真空浓缩仪进行浓缩后测得芳香胺的回收率
由表1和表2结果可知,经平行真空浓缩仪与旋转蒸发仪浓缩后所测得的2,4-二氨基苯甲醚[615-05-4]、邻甲苯胺[95-53-4]、2,4-二氨基甲苯[95-80-7]与邻氨基苯甲醚[90-04-0]的回收率均能够满足标准文献的要求[5-7],即2,4-二氨基苯甲醚[615-05-4]的回收率要大于20%,邻甲苯胺[95-53-4]和2,4-二氨基甲苯[95-80-7]的回收率要大于50%,邻氨基苯甲醚[90-04-0]的回收率要大于70%。但经平行真空浓缩仪浓缩后测得4种芳香胺的回收率结果比经旋转蒸发仪浓缩后测得的回收率结果更高,且试验数据的RSD值更小,即数据离散程度要小、精密度更好。造成此类结果可能的原因是平行真空浓缩仪可以单次同时浓缩6个试样,浓缩条件更加一致,比旋转蒸发仪1次浓缩1个试样的系统误差小,使得结果的变异性小,数据更加一致。同时平行真空浓缩仪采用低温冷却和一体同温惰性气体吹扫过程,有效提高了蒸发效率,降低了目标物因自身活性而产生的损失。
3 结语
对4种具有代表性的芳香胺回收率试验表明,在纺织品禁用可分解致癌芳香胺染料的检测中,利用平行真空浓缩仪能够达到标准采用旋转蒸发仪获得试验结果要求,更优。平行真空浓缩仪可以单次同时浓缩6个试样,比旋转蒸发仪1次浓缩1个样品相比,更能够实现样品批量化处理,提高检测效率。