洗衣液中抗氧化剂BHT含量的两种测定方法比较研究

李 智 马娇颖 张天翼

威莱（广州）日用品有限公司，广东广州，210030

生活中我们使用洗衣液常会出现有色织物褪色[1]、黄变的现象，这与多次洗涤、暴晒、油性污渍老化等因素有关。BHT具有较好的抗氧化性能，可在一定程度上延缓皮脂油污自氧化反应并抑制含羟基、共轭羰基基团等有色反应产物生成，从而有效抑制皮脂油污发生黄变，适用于纺织品洗护领域的产品开发[2]。当今国内洗衣液产品很少涉及抗氧化剂，随着人们对产品要求的不断提高，抗氧化剂将会逐渐受到关注。二丁基羟基甲苯（BHT）是一种常用的抗氧化剂，被广泛应用于食品及化妆品当中，而国外已有将抗氧化剂BHT应用于洗衣液中的情况。

化妆品中抗氧化剂BHT的测定方法有气相色谱-质谱法[3-5]、高效液相色谱法[6-9]。食品中的抗氧化剂测定方法有气相色谱法[10-12]、高效液相色谱法[13-14]等，以上方法以高效液相色谱法应用最广。而洗衣液中抗氧化剂BHT的测定方法则鲜有报道。本研究中的超高效液相色谱法（UPLC）目标物出峰速度快，一个样品可在6 min内完成分析。对比常规的高效液相色谱法（HPLC）具有快速、可节省大量实验用试剂的优点。而气相色谱-质谱法（GC-MS）在定性上具有优势，常用于样品的定性分析，推测样品的物质组成，同时也可以进行定量分析。

本研究测定洗衣液中抗氧化剂二丁基羟基甲苯（BHT）含量的方法，结合实验室现有条件，通过对比超高效液相色谱法（UPLC）和气相色谱-质谱法（GC-MS）两种不同原理的测定方法，分析两种方法的差异及优缺点，以期为洗衣液中BHT含量的测定提供技术参考和数据支撑。

1 实验部分

1.1 试剂材料

BHT 标准品（Dr. Ehrenstorfer，纯度99.5%）、甲醇（色谱纯，德国Merck公司）、无水硫酸钠（麦克林，AR，99%）、实验室用水为超纯水（自制）、市售洗衣液样品、实验室自制洗衣液样品。

1.2 仪器设备

超高效液相色谱仪：Waters ACQUITY UPLC（配PDA检测器）、色谱柱ACQUITY UPLC BEH C18柱（1.7 μm，3.0 mm×100 mm）；气相色谱-质谱联用仪：Agilent Technologies 7890 B GC/5977B MSD、色谱柱HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；电子天平（METTLER TOLIDO，精度0.01 mg）；数控超声波清洗器（昆山超声仪器公司）；涡旋振荡器（IKA公司）；Beckman高速冷冻离心机；超纯水机（上海和泰仪器有限公司）。

1.3 标准溶液的配制

1.3.1 标准储备液：准确称取二丁基羟基甲苯BHT标准品50.30 mg于50 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，摇匀，配制成1 000.97 mg/L的标准储备液，备用。

1.3.2 标准工作液：准确移取0.5 mL二丁基羟基甲苯BHT标准储备液于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，摇匀，配制得浓度为50.05 mg/L的BHT标准中间液。再用甲醇稀释配制浓度为0.05 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.01 mg/L的气相色谱-质谱联用（GC-MS）的标准工作溶液，同时配制浓度为0.80 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.01 mg/L、20.02 mg/L、50.05 mg/L的超高效液相色谱（UPLC）的标准工作溶液。

1.4 样品处理

准确称取约1 g（精确至0.001 g）市售洗衣液样品，置于25 mL容量瓶中，用无水甲醇溶解，涡旋振荡2 min，超声提取20 min后，在室温下准确定容至刻度线，混匀。以8 000 r/min离心3 min（用GC-MS测定的样品，还需加入适量无水硫酸钠，振摇后再离心），然后过0.22 μm有机系滤膜，待上机测定用。

1.5 仪器条件

1.5.1 气相色谱-质谱法（GC-MS）

1.5.1.1 色谱条件

升温程序：80℃保持1 min，然后以10 ℃/min升温至210℃保持4 min，再以15 ℃/min升温至280℃保持4 min；载气：氦气，纯度≥99.999%；流速0.9 mL/min；进样口温度：230℃；进样方式：不分流进样。

1.5.1.2 质谱条件

离子源温度：230℃；四级杆温度：150℃；GC-MS接口温度：280℃；溶剂延迟6 min；电子轰击源：70 eV；选择离子监测SIM：定量离子205（100）；定性离子145（13）、220（25）。

1.5.2 超高效液相色谱法（UPLC）

流动相：甲醇∶水＝90∶0，等度洗脱；PDA检测器；检测波长：278 nm；柱温：30℃；流速：0.25 mL/min；进样体积：3 μL。

2 结果与讨论

2.1 气相色谱-质谱法（GC-MS）和超高效液相色谱法（UPLC）的线性关系

按照1.5的仪器条件，分别应用气相色谱-质谱法（GC-MS）和超高效液相色谱法（UPLC），用1.3.2配制的BHT标准系列工作液进行测定，以BHT标准工作液系列浓度为横坐标，相对应测得的目标色谱峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线，进行线性回归分析。结果表明BHT在气相色谱-质谱仪0.05～10.01 mg/L、超高效液相色谱仪0.80～50.05 mg/L范围内线性关系良好，线性方程分别为y＝89 838x-5 235.1和y＝6 891.7x-3 009.6，相关系数R2分别为0.999 6和0.999 7，均大于0.999。BHT标准溶液GC-MS总离子流图，见图1；BHT标准溶液UPLC色谱图，见图2。

图1 BHT标准 溶液GC-MS总离子流图

图2 BHT标准溶液超高效液相色谱图

2.2 两种方法的检出限与定量限

准确称取约1 g不含被测组分BHT的洗衣液样品，添加适量BHT标准工作溶液，经1.4样品处理后，按照1.5仪器色谱条件分别进行测定，记录信噪比。以色谱峰面积≥3倍仪器噪声时（信噪比S/N≥3）的添加量作为方法检出限，以色谱峰面积大于等于10倍仪器噪声时（信噪比S/N≥10）的添加量作为方法定量限，得到方法检出限和定量限。气相色谱-质谱法（GC-MS）的检出限为0.5 mg/kg，定量限为1.25 mg/kg。超高效液相色谱法（UPLC）的检出限为5 mg/kg，定量限为20 mg/kg。由此可见，气相色谱-质谱法（GC-MS）的检出限和定量限均比超高效液相色谱法的低。

2.3 两种方法的回收率和精密度

在不含被测组分BH T 的洗衣液样品中，进行3个水平的加标回收实验，添加低、中、高3个浓度水平的二丁基羟基甲苯（BHT）标准工作溶液，按照1.4样品处理过程操作，1.5仪器条件测定，每个浓度水平进行6次平行试验，计算两种方法的加标回收率和精密度。测定结果见表1。结果表明，气相色谱-质谱法（GC-MS）和超高效液相色谱法（UPLC）从方法学上均能提供有效、准确的检测结果。GC-MS法的回收率为102.04%～112.80%，RSD≤3.22%；UPLC法的回收率为98.67%～103.48%，RSD≤1.81%。

表1 回收率和精密度测定结果（n＝6）

式中，X为样品中BHT含量（mg/kg）；C为从标准曲线得到的BHT溶液浓度（mg/L）；V为样品溶液最终定容体积（mL）；m为称取的样品质量（g）。

2.4 样品测定

应用GC-MS法和UPLC法分别测定20个市售洗衣液样品及6个实验室自制洗衣液样品的BHT含量。按1.4样品处理条件进行操作后，按照1.5仪器色谱条件分别进行测定，每个样品进行2个平行样的测定。20个市售洗衣液样品中有3个进口洗衣液检出BHT组分，其余洗衣液（包括国产的及进口的）均未检出BHT组分。实验室自制洗衣液样品BHT的实际含量为已知值。阳性样品测定结果见表2。整体来说，气相色谱-质谱法（GC-MS）的测定结果较超高效液相色谱法（UPLC）的测定结果稍有偏高，两种方法的相对偏差为8.64%～10.34%，而2.3两种方法的回收率结果：GC-MS法的回收率为102.04%～112.80%，UPLC法的回收率为98.67%～103.48%，GC-MS法的回收率整体均大于UPLC法的回收率，这也表明气相色谱-质谱法（GC-MS）的测定结果是稍高于超高效液相色谱法（UPLC）的。

表2 2种不同测定方法阳性样品的比对结果（n＝2）

气相色谱-质谱法（GC-MS）测定结果比超高效液相色谱法（UPLC）稍高的原因可能是由于基质效应。待测洗衣液样品成分较复杂，基质和二丁基羟基甲苯（BHT）同时进入分析系统中，洗衣液样品中基质成分的存在减少了仪器系统活性点位与BHT作用的机会，使检测信号增强，检测结果比实际结果稍偏高一些。洗衣液基质效应总体较小，其对结果准确度的影响有限，可不考虑。

3 结论

本实验研究测定洗衣液中抗氧化剂二丁基羟基甲苯（BHT）含量的检测方法，并在市售洗衣液中发现抗氧化剂BHT，研究对比了气相色谱-质谱法（GC-MS）及超高效液相色谱法（UPLC），通过对线性关系、加标回收率、精密度、检出限和定量限等指标进行方法学验证，两种方法的线性关系良好，回收率、精密度等均符合相关要求，两种方法各有特色，均能满足定量检测要求。气相色谱-质谱法检出限和定量限更低，可用于准确定性，不过由于存在基质效应，测定结果较实际含量稍有偏高，但方法学验证数据（两种方法的回收率）表明其准确度仍在可接受范围内。当实验样品中BHT含量较低或需进行定性分析，推测物质组成时，建议选择气相色谱-质谱法（GC-MS）。而对于BHT含量较高的样品，因超高效液相色谱法（UPLC）重现性较好，检测快速，定量准，可选择此方法进行定量分析。综上，在实际测定时可针对不同检测样品及检测目的选择不同方法进行定性定量分析。