气相色谱-串联质谱法测定植物源驱蚊产品中82种风险性化学物质

李红艳，刘 英，李长于，王 瑾

（1．浙江省产品质量安全科学研究院，浙江 杭州 310018；2．杭州职业技术学院 生态健康学院，浙江 杭州 310018；3．浙江方圆检测集团股份有限公司，浙江 杭州 310018）

研究表明，薰衣草油、桉叶油、香茅油、薄荷油等植物精油对蚊虫具有良好的趋避效果［1-3］。近年来，以添加植物精油为有效成分的植物源驱蚊产品因绿色健康、无化学农药添加受到越来越多的消费者青睐。驱蚊产品作为有害生物防治剂受欧盟生物杀虫剂法规BPR（EU）No．528∕2012管控；活性物质如菜籽油、香叶醇、丁香酚、香芹酮、萜类混合物QRD 460（含a-萜品烯、D-柠檬烯），驱避剂避蚊胺（DEET）、埃卡瑞丁等获欧盟委员会EC批准［4］。在美国，驱蚊产品受美国环保署（EPA）管控，允许添加农药成分DEET、驱蚊酯、埃卡瑞丁、柠檬桉叶油［5］，但不推荐2个月以下婴儿使用驱蚊产品［6］及3岁以下儿童使用含柠檬桉叶油的驱蚊产品［7］。目前香茅油作为低风险农药已获EPA批准，但儿童使用时需遵医嘱并在产品标识中明示［8］。我国目前没有与植物源驱蚊产品相适应的产品标准。农业农村部办公厅的农办法函［2021］19号文中明确具有驱蚊防蚊功能的植物源驱蚊产品属于农药范畴，依法应当按农药进行管理。但近年监督抽查结果显示，植物源驱蚊产品存在含有农药DEET和驱蚊酯但未经农药注册的现象，且目前市场上该类产品普遍未做农药登记管理。

调研发现具有趋避作用的多种植物精油中含有香茅醇、薄荷醇、柠檬醛等致敏性芳香剂［2，9］。研究表明摄入单萜类、酚类和蒎烯衍生物等芳香剂可能引发肝肾毒性、内分泌紊乱，特殊人群接触致敏性芳香剂可能出现荨麻疹、瘙痒等过敏性皮肤炎症，过量吸入可引起眼鼻灼烧、刺痛等感官刺激及哮喘反应［10-12］。近年来，玩具、化妆品、纺织品等产品中致敏性芳香剂的气相色谱-质谱法（GC-MS）或气相色谱-串联质谱法（GC-MS∕MS）［13-21］、液相色谱-串联质谱法（LC-MS∕MS）［22-24］检测多有报道。气相色谱-串联质谱法具有抗干扰能力强、灵敏度高、定性定量准确等优势，目前已用于玩具中多种致敏性芳香剂含量的测定。现已报道的检测方法可同时检测5 ～ 58种致敏性芳香剂［17-24］，对致敏性芳香剂覆盖不够全面。另外，植物源驱蚊产品中致敏性芳香剂的研究鲜有报道。因此，亟需建立同时筛查该类产品中致敏性芳香剂和农药化合物的方法。

本文以植物源驱蚊产品为研究对象，基于气相色谱-串联质谱技术，建立了同时检测78种致敏性芳香剂和4种农药化合物的分析方法。通过阳性样品优化提取条件，同时验证方法学指标，并对实际样品进行了检测。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂与材料

7000D GC∕TQ气相色谱-串联质谱仪（美国安捷伦公司），配有电子轰击电离源（EI）及数据处理系统Qualitative workflows B．08．00和Agilent Mass Hunter Quantitative Analysis B．09．00；DS-8510DTH超声波清洗仪（频率40 kHz，上海生析超声仪器有限公司）。

巴豆酸甲酯、α-蒎烯等78种致敏性芳香剂，以及驱蚊酯、埃卡瑞丁、避蚊胺、四氟甲醚菊酯4种农药化合物（化合物名称见表1），分别购自美国AccuStandard公司、加拿大TRC、美国Chemservice、德国Dr．Ehrenstorfer、上海安谱实验科技股份有限公司、北京振翔科技有限公司等。甲醇、乙腈（色谱纯，美国Merck公司）；二氯甲烷、正己烷、丙酮、四氢呋喃（色谱纯，美国Tedia公司）；无水乙醇（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；尼龙66滤膜（0．22 µm，天津津腾公司）。

12批次驱蚊贴，其中日本进口产品2批次，法国进口产品1批次，其余为国产；驱蚊扣4批次，均为国产；驱蚊液10批次（花露水、驱蚊剂），均为国产；驱蚊凝胶3批次，均为国产；29批次样品均购自线上电商平台。

1.2 实验条件

色谱条件：色谱柱Agilent VF-WAXms（30 m × 0．25 mm × 0．25 µm）；升温程序：起始温度为40 ℃，保持1 min，以5 ℃∕min升至200 ℃，保持1 min，再以10 ℃∕min升至235 ℃，保持15 min。分流比为5∶1；进样量为1 µL；载气为高纯氮气（＞ 99．999%）；流速为1 mL∕min；进样口温度为250 ℃。

质谱条件：电子轰击（EI）离子源；电子能量为70 eV；传输线温度为240 ℃；离子源温度为280 ℃；溶剂延迟3 min；监测模式为动态多反应监测（dMRM）；碰撞气为高纯氦气（＞ 99．999%）；增益5。

1.3 标准溶液配制

称取各标样10 mg（精确至0．000 1 g）于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解定容，配制成质量浓度为1 000 mg∕L的单标储备溶液，储存于棕色储液瓶中（4 ℃避光保存）。根据各目标化合物的响应灵敏度，配制不同质量浓度的中间混合使用液，用于定量下限附近浓度的样品加标实验。

配制质量浓度为1 000 mg∕L的混合标准溶液，移取200 µL于2 mL容量瓶中，用甲醇配制质量浓度为100 mg∕L的中间混合使用液。准确移取1 000 mg∕L的混合标准溶液10、20、40、100 µL，移取100 mg∕L的中间混合使用液2、10、20、40 µL，分别置于2 mL容量瓶中，用空白基质提取液定容至刻度，配制质量浓度为0．10、0．50、1．0、2．0、5．0、10、20、50 mg∕L的82种目标化合物系列基质标准混合溶液。

1.4 样品处理

将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）材质的驱蚊扣剪成不大于2 mm × 2 mm × 2 mm的碎片，无纺布材质的驱蚊贴剪碎。称取0．2 ～ 1．0 g（精确至0．001 g）驱蚊扣、驱蚊贴分别置于20 mL顶空瓶中，加入5．0 mL二氯甲烷，压盖密封后于30 ℃恒温条件下超声提取30 min；ABS样品处理参考文献方法，加入10 mL甲醇进行沉淀，静置分层后取上清液过0．22 µm有机滤膜［18-19］，待GC-MS∕MS分析。

称取1．0 g（精确至0．001 g）驱蚊液、驱蚊凝胶样品置于10 mL容量瓶中，用二氯甲烷定容，摇匀后，直接过0．22 µm有机滤膜，待进样分析。

当样品中目标物的含量超过线性范围时，根据响应强度进一步稀释后分析。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件的优化

82种目标化合物的极性差别大，涵盖醛、酮、酯、醇、酚、烯、胺与香豆素等多类化学物质。考察了HP-5MS、Agilent VF-WAXms和DB-17MS 3款同一尺寸但不同极性色谱柱的分离效果。结果表明，目标化合物在HP-5MS柱上共流出现象较严重，定性离子相同的6-甲基香豆素和7-甲基香豆素完全无法分离，这与文献报道一致［21］。DB-17MS柱和Agilent VF-WAXms柱的分离效果均优于HP-5MS柱，对同分异构体可通过保留时间实现定性的目的。但本实验采用前者未检测到反式-2-己烯醛二甲基乙缩醛和反式-2-己烯醛二乙缩醛。强极性色谱柱Agilent VF-WAXms可以检测到82种目标化合物，共流出的化合物如4-甲氧基苄醇、二羟基香豆素和避蚊胺以及肉桂醇、驱蚊酯和4-叔丁基苯酚可通过不同的特征离子进行分析。因此，本文选用Agilent VF-WAXms色谱柱进行后续研究，82种目标物的总离子流图如图1。

图1 82种目标物经Agilent VF-WAXms色谱柱分离后的总离子流图Fig．1 Total ion current chromatograms of the 82 analytes separated by an Agilent VF-WAXms column the peak numbers denoted were the same as those in Table 1

对质谱参数和碰撞能量进一步优化。通过全扫描选出各化合物丰度较高、分子质量较大的离子作为母离子，通过子离子扫描选择丰度较高的二级碎片离子作为子离子，同时避开共流出化合物之间的共有离子，从而确定各化合物的定量和定性离子对，并进一步对各离子对的最佳碰撞能量进行优化。优化后的质谱参数如表1所示。

表1 82种目标化合物的信息、质谱参数、线性范围及定量下限Table 1 Chemical informations，mass parameters，linear ranges and limits of quantitation（LOQs） of 82 analytes

（续表1）

（续表1）

2.2 提取条件的优化

驱蚊液和驱蚊凝胶在二氯甲烷中可溶解，实验选择固体阳性样品驱蚊贴和驱蚊扣对提取条件进行优化。

2.2.1 提取溶剂的优化已有的研究报道采用加标制备阳性样品，以回收率测定或以实际样品测定优化提取条件［17-19］。蒎烯、D-柠檬烯等易挥发致敏性芳香剂在制备阳性样品过程中挥发损失较大，由于缺少有效的质控手段，以回收率测定不能准确反映提取率［18］。本文通过样品含量初测选择2类代表性阳性样品，以丙酮、无水乙醇、乙腈、甲醇、四氢呋喃、二氯甲烷与正己烷为提取溶剂，分别对驱蚊贴中17种目标物、驱蚊扣中11种目标物（涵盖醛、酯、酮、烯、醇等多种化合物）通过含量测定考察提取率。结果表明：上述7种有机溶剂均能有效提取驱蚊贴中蒎烯、D-柠檬烯、樟脑、水杨酸甲酯等目标物，丙酮、二氯甲烷和四氢呋喃对薄荷醇、香茅醇、β-石竹烯、松油醇、苯甲醇的提取效果最佳（如图2A～C）；对于ABS材质的驱蚊扣，二氯甲烷的提取效果最佳，其次为丙酮、四氢呋喃（如图2D）。因此，本研究采用二氯甲烷作为提取溶剂。

2.2.2 提取时间的优化超声波提取因提取效率高、适用性广、操作简单等优势得到广泛应用［18，21-22］。以二氯甲烷为提取溶剂，考察了超声提取时间（10 ～ 120 min）对提取效率的影响。结果表明，对于驱蚊贴和驱蚊扣中含量小于100 mg∕kg的D-柠檬烯、苯甲醇、茴香烯、萜品油烯、水杨酸甲酯、香兰素、香芹酮以及含量范围为100 ～ 500 mg∕kg的β-石竹烯和香叶醇等目标物，超声提取10 min即可达到较好的提取效果；对于含量大于1 000 mg∕kg的α-蒎烯、D-柠檬烯、香茅醇、薄荷醇、丁香酚、苯甲酸苄酯（又名苯甲酸苯甲酯）等，超声提取10 min时提取率可达到80%以上，超声提取30 min时提取率最高。为保证各类目标物提取充分，本文选择提取时间为30 min。

2.3 方法验证

2.3.1 基质效应、线性范围与定量下限GC-MS∕MS具有较强的抗杂质干扰能力，为减少样品前处理损失，样品经溶剂提取后直接进样分析。对溶剂标样和基质空白标样分别进样分析，测得峰面积分别为A和B，通过公式计算基质效应（ME）：ME = （B∕A × 100%），当ME ＜ 80%时为基质抑制效应，ME ＞ 120%时为基质增强效应。结果表明，薄荷醇（驱蚊膏）、3，7-二甲基-6-辛烯-1-醇、香茅醇（除驱蚊膏外）等26种目标物为弱基质效应，香茅醇（驱蚊膏）、驱蚊酯、7，11-二甲基-4，6，10-十二烷三烯-3-酮等8种目标物具有基质增强效应，其余48种目标物具有显著的基质抑制效应。因此，方法学验证及实际样品含量测定以空白基质匹配的标样进行分析，以保证结果准确性。

用空白基质配制质量浓度为0．1 ～ 100 mg∕L的系列混合标准溶液，采用本方法进行测定，并以各目标物的质量浓度为横坐标（X，mg∕L），对应的峰响应强度为纵坐标（Y）得到校正曲线，以不小于10倍信噪比（S∕N≥ 10）计算定量下限（LOQ）。结果表明：82种目标化合物在不同的质量浓度范围内具有良好的线性关系，相关系数（r）均大于0．992 0，定量下限为0．02 ～ 5．0 mg∕kg（见表1）。

2.3.2 回收率与相对标准偏差选择空白驱蚊贴、驱蚊扣、驱蚊凝胶和驱蚊液样品进行3个不同加标水平（定量下限、20 mg∕kg、100 mg∕kg）的回收实验，每个加标水平各添加3个平行样进行回收率和相对标准偏差（RSD）考察，用于评估经本方法处理后各目标化合物的损失情况。以未添加标准溶液的样品作为空白质控样品，以空白基质配制的标样进行校正。结果显示：82种目标物的回收率为60．0% ～120%，RSD为0．20% ～ 9．5%。

2.4 实际样品检测

采用本方法对市售的29个样品进行测定，共检出33种致敏性芳香剂，结果如表2所示。α-蒎烯、β-蒎烯、D-柠檬烯、萜品油烯、芳樟醇、薄荷醇、松油醇、香茅醇、水杨酸甲酯、香叶醇和丁香酚等11种致敏性芳香剂在样品中的检出率很高（＞ 80%），最高含量为116 ～ 21 140 mg∕kg。薄荷醇和香茅醇在40%以上样品中的含量大于100 mg∕kg，最高含量分别为10 015 mg∕kg和6 300 mg∕kg。驱蚊贴中检出金合欢醇的最高含量为5 150 mg∕kg。香芹酮、α-异甲基紫罗兰酮、苯甲醇、铃兰醛、肉桂醛和戊基肉桂醇在所检样品中的含量均小于100 mg∕kg。

表2 样品含量测定结果Table 2 Contents of analytes in samples w∕（mg·kg-1）

以多种植物精油为成分的驱蚊贴和驱蚊扣中检出的致敏性芳香剂主要为α-蒎烯、薄荷醇、香茅醇、水杨酸甲酯、香叶醇、丁香酚和金合欢醇；以不同植物提取物为有效成分的驱蚊液中检出的致敏性芳香剂主要为薄荷醇、松油醇、香茅醇和香叶醇；以不同植物提取液为有效成分的驱蚊凝胶中检出α-蒎烯、β-蒎烯、D-柠檬烯、萜品油烯、芳樟醇、β-石竹烯和薄荷醇；3个驱蚊液中检出驱蚊酯，含量为10 200 ～21 350 mg∕kg。

（续表2）

3 结 论

本研究建立了同时测定驱蚊产品中82种风险性化学物质的GC-MS∕MS分析方法。通过色谱-质谱条件优化，在提升检测灵敏度的同时，保证了共流出化合物定性定量分析的准确性；通过对阳性样品前处理条件的优化，提高了分析结果的可靠性。该方法试剂用量少、前处理简单、结果准确灵敏，适用于驱蚊产品中多种致敏性芳香剂和农药的同时测定。