HPLC-MS/MS法测定复合食品接触材料中2,4-二氨基甲苯

章宦胜，周雷，史丹

（温州市质量技术检测科学研究院/国家鞋类质量监督检验中心（温州），浙江温州 325007）

前言

在现代食品包装材料中，复合食品包装材料是应用最广的一种软包装材料。它是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两种或两种以上形态结构的材料。它的组成材料主要是塑料薄膜、铝箔、胶黏剂和油墨[1]。复合食品包装材料在加工合成中常使用含甲苯二异氰酸酯(toluene diisocyanate，TDI) 的黏合剂，TDI 极易水解成致癌性的芳香胺，主要成分为2,4-二氨基甲苯。二氨基甲苯易溶于水、醇和醚。复合食品包装袋在使用时，水解产生的2,4-二氨基甲苯会迁移到食品中，对食用者造成危害。研究表明，当吸入、食入、经皮吸收此有机物后，对粘膜、呼吸道及皮肤有刺激作用，可引起湿疹、类似丹毒的痂皮。中毒表现有支气管炎、气管炎、喘息等，IARC 致癌性评论为该有机物对人可能致癌[2]。鉴于2,4-二氨基甲苯的危害性，控制复合食品包装膜袋中2,4-二氨基甲苯的含量就显得尤为重要。我国制定的GB 9683-1988《复合食品包装袋卫生标准》规定了2,4-二氨基甲苯(4%乙酸)的指标为≤0.004 mg/L；欧盟食品接触材料法规(EU)NO.10/2011 规定了塑料食品接触材料中初级芳香胺的特定迁移量不得超过0.01mg/kg。目前对于2,4-二氨基甲苯的分析方法主要有气相色谱法、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、液相色谱法以及液相色谱-串联质谱法[3-10]。本文采用高效液相色谱-串联质谱法对食品接触材料中2,4-二氨基甲苯的测定进行了研究，试验结果表明，本文建立的方法检测速度快、操作简单便捷、灵敏度高、重复性好，可为食品接触材料中2,4-二氨基甲苯的测定提供方法依据。

1 试验部分

1.1 仪器设备

高效液相色谱-串联质谱仪（1260/6495A 型），美国Agilent公司；分析天平（精确至0.0001 g），德国Sartorius 公司；烘箱，德国Memmert 公司。

1.2 试剂和材料

2,4-二氨基甲苯标准物质，纯度98.0%，德国Dr.Ehrenstorfer公司生产；甲醇、乙腈、甲酸均为色谱纯，购于上海安谱实验科技股份有限公司；乙酸，分析纯，浙江中星化工试剂有限公司生产。

1.3 标准溶液的配制

称取适量2,4-二氨基甲苯标准物质于10 mL 容量瓶中，用甲醇定容，配制成质量浓度约为1000 mg/L 的标准储备液，4 ℃避光保存。移取适量体积的标准储备液至10 mL 容量瓶中，用甲醇定容，制得质量浓度10 mg/L 的标准中间溶液，4 ℃避光保存。临用时，分别取标准中间液适量，以甲醇为溶剂，配制成质量浓度分别为0.1，0.2，0.4，1.0，2.0，4.0，10 μg/L 的标准工作溶液，用于制作标准曲线。

1.4 样品前处理

未装过食品的包装袋：用水洗3 次，淋干，按2 mL/cm2计算装入乙酸溶液，热封口。装过食品的包装袋：剪口，将食品全部移出，用清水冲至无污物，再用水冲洗3 次，淋干后按2 mL/cm2计算装入乙酸溶液，热封口。

将热封口后的包装袋（使用温度为60 ℃～120 ℃），置于预先调至120 ℃±5 ℃的烘箱内，恒温40 min，取出自然放冷至室温，剪开封口，提取液经0.22 μm 滤头过滤后，用LC-MS/MS 分析。使用温度低于60 ℃的包装袋，置于预先调至60 ℃±5 ℃的烘箱内，恒温120 min，取出自然放冷至室温，剪开封口，提取液经0.22 μm 滤头过滤后，用LC-MS/MS 分析。

1.5 HPLC-MS/MS 仪器条件

1.5.1 色谱条件

色谱柱：InfinityLab Poroshell 120 EC-C18（3.0 mm×100 mm,2.7 μm）；柱温：30 ℃；进样量：5μL；流速0.4 mL/min；流动相A 为(0.1%甲酸)水；流动相B 为100%乙腈。色谱梯度洗脱方法见表1。

1.5.2 质谱条件

电离方式：ESI+；毛细管电压：4000 V；干燥气温度：280 ℃；干燥气流速：14 L/min；鞘气温度：250 ℃；雾化器压力：35 psi；监测模式：多反应监测（MRM）；2,4-二氨基甲苯多反应监测参数见表2。所得2,4-二氨基甲苯的总离子流色谱图见图1。

表2 2,4-二氨基甲苯的多反应监测参数Tab.2 MRMparameters of2,4-TDA

2 结果与讨论

2.1 流动相的选择

比较了水-甲醇，水-乙腈，(0.1%甲酸)水-甲醇和(0.1%甲酸)水-乙腈流动相体系下2,4-二氨基甲苯的峰型和灵敏度。结果表明，2,4-二氨基甲苯在上述四种流动相体系下均有相应，水-甲醇体系和(0.1%甲酸)水-甲醇体系造成2,4-二氨基甲苯出现并肩峰，水-乙腈体系造成2,4-二氨基甲苯的响应值过低，(0.1%甲酸) 水-乙腈体系能够使2,4-二氨基甲苯有较好的峰型和灵敏度，因此选择(0.1%甲酸)水-乙腈体系作为流动相。

2.2 质谱条件的优化

比较了不同鞘气温度条件下2,4-二氨基甲苯的响应值，鞘气温度分别为200 ℃、250 ℃、300 ℃、350 ℃、400 ℃。结果表明，随着鞘气温度的升高，2,4-二氨基甲苯的响应值呈现上升趋势。在鞘气温度达到250 ℃后基本达到平衡，温度继续上升，2,4-二氨基甲苯的响应值并没有明显的升高，综合考虑选择250 ℃为鞘气温度。

2.3 方法的线性和检出限

按照1.3 的方法配制2,4-二氨基甲苯标准工作溶液，经液相色谱-串联质谱仪所建方法进行检测，所得峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，见图3。经线性拟合所得方程为y=3496.14821x+756.16809，线性相关系数为0.9999。证明该方法在0.1～10 μg/L 浓度范围内线性关系良好。

采用空白样品中加标的方法，按照1.4 和1.5 进行试验操作，所得谱图进行信噪比计算，将信噪比＞3 时对应的2,4-二氨基甲苯添加量作为方法的检出限。在添加水平为0.1 μg/L 时，信噪比＞3，因此将该方法检出限定为0.1 μg/L。

2.4 回收率和精密度

选用空白基质进行加标回收试验，添加水平分别为0.2、1、10 μg/L，试验步骤同1.4 和1.5，每个添加水平做6 次独立平行试验。试验所得回收率和精密度结果列于表3，其中精密度以相对标准偏差（RSD）表示。从表中可以看出，该方法中2,4-二氨基甲苯的回收率在83%～95%之间，重复条件下的相对标准偏差在3%～5%之间，表明方法的回收率高、精密度好。

表3 方法的精密度和回收率Tab.3 Precision and recovery ofthe method

3 结论

对复合食品接触材料中2,4-二氨基甲苯的HPLC-MS/MS测定方法进行研究，方法在0.1～10 μg/L 浓度范围内线性关系良好，检出限为0.1 μg/L，回收率在83%～95%范围内，相对标准偏差在3%～5%之间，该法检测速度快、灵敏度高、重现性好，可用于复合食品接触材料中2,4-二氨基甲苯的的检测分析。