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超高效液相色谱–串联质谱法测定湿巾中5种异噻唑啉酮类防腐剂

更新时间:2009-03-28

随着人们生活质量的提高,湿巾因携带和使用方便越来越受到消费者的青睐。湿巾主要起清洁、香化和保护的作用,富含水及营养物质,但易引起微生物污染变质,因此湿巾中常常添加防腐剂以达到抑制微生物生长的目的。其中2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MI)和5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)是湿巾中最常见的异噻唑啉酮类高效广谱杀菌防腐剂,通过杀灭细菌或防止其繁殖起到防腐的作用,具有抗菌能力强,应用剂量小,溶解性好,低毒性,低残留,易降解,性价比高等优点[1–2]。但异噻唑啉酮类化合物具有一定的细胞毒性和神经毒性[3],与人体接触时存在健康隐患,尤其对婴幼儿的皮肤和粘膜具有刺激性,异噻唑啉酮的致敏性还可能会引起接触性皮炎等[4],若长期接触或误食可能会产生危害。《化妆品安全技术规范》[5]规定MI和CMI的混合物仅能用于淋洗类化妆品,且用量不得高于0.001 5%,MI单独用于化妆品时用量不得高于0.01%。中国及欧盟均限制MI、CMI和1,2-苯并异噻唑啉–3-酮(BIT)在食品容器、包装材料和玩具中的使用[6]。欧洲的部分企业对纺织品中2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(OIT)和4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)的用量进行了限制[7]。我国现行国家标准未对湿巾中防腐剂的使用量和使用范围进行规定,并且由于湿巾被归类为一次性卫生用品,湿巾中异噻唑啉酮类防腐剂的添加也不受上述化妆品及其它产品标准的限制。因此建立湿巾中多种异噻唑啉酮类化合物残留量的分析方法,对规范湿巾中防腐杀菌剂的使用和产品质量安全管控具有重要意义。

[16]赵楠,宋燕.媒体外交与国家形象构建——传播手段视角下的新媒体外交[J].兰州大学学报(社会科学版),2012(6)

检测异噻唑啉酮的方法主要有紫外分光光度法、气相色谱法、气相色谱–质谱法、高效液相色谱法、液相色谱–串联质谱法(LC–MS/MS)等,其中LC–MS/MS由于分析时间短,对于水相样品可直接进样,灵敏度高等,被越来越多的用于检测复杂体系中极性较强和沸点较高的异噻唑啉酮类化合物。目前采用LC–MS/MS法检测异噻唑啉酮的研究多集中在化妆品[8–10]、纸张[11–12]、纺织品[7,13–14]、烟草[15–16]、胶黏剂[17]等领域,针对湿巾中异噻唑啉酮的研究较少,龚越飞等[18]建立超高效液相色谱法(PDA检测器)检测湿巾中的MI和CMI等防腐剂;Dang等[19]利用超高效液相色谱–串联质谱法对湿巾等一次性婴儿卫生用品中的MI,CMI,BIT等防腐剂进行了检测。但这些研究是将湿巾中的液体挤出或烘干后进行检测,不能准确反映湿巾的实际使用状态,并且测定对象均未能同时涵盖MI,CMI,BIT,OIT,DCOIT 5种被广泛使用的异噻唑啉酮。笔者以甲醇为萃取试剂,采用UPLC–MS/MS技术,建立了简单、快速、灵敏度高的分析方法,可同时检测湿巾中5种极性和物质结构差异大的异噻唑啉酮。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

超高效液相色谱–串联质谱仪:6460–1290型,美国安捷伦科技公司;

高速冷冻离心机:Multifuge X1R型,美国赛默飞世尔公司;

实验考察了柱温分别为30,40,50℃时的分离效果,结果显示,柱温对目标物的影响不显著,在3个柱温条件下各组分均能很好分离,峰形尖锐,峰面积没有显著变化。其中40℃柱温与30℃柱温相比,出峰时间较早,流动相黏度降低,液相系统操作压力较低,且比50℃时节能环保,故选择色谱柱温度为40℃。

在优化实验条件下,50.0 μg/L的异噻唑啉酮混合标准溶液的色谱图见图1。

超纯水机:PURELAB flex型,英国ELGA公司;

2-甲基 -4-异噻唑啉 -3-酮、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮,纯度分别为98%,99%,98%,美国Sigma-Aldrich公司;

分别称取适量5种异噻唑啉酮类标准品,用甲醇配成质量浓度为1 000 mg/L的标准储备溶液。分别移取适量的各标准溶液储备液,用甲醇配成100 mg/L的混合标准使用溶液。分别取适量混合标准使用溶液,用甲醇配成质量浓度为1.0,10.0,25.0,50.0,75.0,100.0 μg/L 的系列混合标准工作溶液。

4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮:纯度为99%,日本东京化成株式会社;

就赛努奇本人来说,对道教神仙为主的道释人物画的喜爱,既受大的环境影响,也反映了其个人的收藏倾向。这与他的意大利文化背景息息相关。整个欧洲的基督教宗教信仰普遍存在,使得他们很自然地在对中国画的欣赏中寻找同体同构的表达方式与精神资源。加之当时的欧洲思想背景之复杂与遭遇的问题之特殊,都促使其从哲学、精神性等角度对道家思想追捧崇奉。在这样的文化语境中,我们可以解读赛努奇博物馆收藏的道教题材作品与19世纪末20世纪初欧洲思想精神探索的深层联系,探得一种具有代表性的欧洲人欣赏中国画的文化原因和审美角度。

甲醇:色谱纯,美国TEDIA公司;

实验用水为由超纯水机处理的去离子水。

1.2 标准溶液配制

5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮:纯度为98%,德国Dr.Ehrenstorfer GbmH公司;

电喷雾离子源正离子模式;数据采集:多反应监测(MRM)模式;干燥气:氮气,温度为350℃,流量为10 L/min;雾化气:氮气,压力为310 kPa;正离子模式毛细管电压(ESI+):4 000 V。

以2017年市场上随机抽取的10组成人用湿巾和10组婴儿用湿巾为样品,用所建方法测定其中异噻唑啉酮的残留量,结果见表5。由表5可知,有8组样品(5组成人用和3组婴儿用)检出了异噻唑啉酮类防腐剂,主要为MI和CMI,其中1组检测出含有BIT,异噻唑啉酮总检出率达40%。成人用湿巾和婴儿用湿巾各有一组样品的MI和CMI总含量分别为34.00 mg/kg和34.58 mg/kg,超出了2015年版《化妆品安全技术规范》中所规定的最大允许使用量(0.001 5%)。

1.3 仪器工作条件

1.3.1 液相色谱

色谱柱:ACQUITY UPLC HSS T3 C18柱 (2.1 mm×100 mm,1.8 µm,美国Waters公司);流动相:甲醇–水,流量为0.3 mL/min,洗脱程序见表1;柱温:40℃;进样体积:1.0 μL。

 

表1 液相色谱梯度洗脱程序

  

时间/min 甲醇/% 水/%0.0 90 10 3.0 90 10 4.5 50 50 6.0 20 80 7.5 10 90 9.0 90 10 12.0 90 10

1.3.2 质谱

经济杠杆时代,各地区负债情况相差不大,但基本劳动力成本差距明显。因此,在地方负债,财政去杠杆政策的环境下,做好产业转移,降低企业成本是应对政府控制货币输出的最好方式。中央政府需要进一步规划产业转移路径,将东部低技术含量的制造业转移到中西部地区,刺激地区经济的发展,比如西南地区,做好产业承接,增加地方政府税收,降低负债去杠杆。地区间需要加强协调合作,做好产业链的区域规划。科学规划中原城市群、京津冀等经济群,形成东部沿海经济带后我国经济发展的“第二个引擎”。

1.4 样品处理

将样品剪成小于5 mm×5 mm的小块,混匀,称取1.0 g,置于50 mL聚丙烯离心管中,准确加入25.0 mL甲醇,涡旋2 min,于45℃超声萃取30 min,于离心机上以5 000 r/min离心5 min,取5.0 mL上清液移入装有500 mg HLB亲水亲脂固相萃取填料的15 mL离心管中,涡旋2 min后,于离心机上以5 000 r/min离心5 min。取上清液于45℃氮吹至近干,将残渣用1.00 mL甲醇溶解。将提取液进行适当稀释,经0.22 μm滤膜过滤后进行UPLC–MS/MS分析。

2 结果与讨论

2.1 液相色谱条件优化

采用Waters ACQUITY UPLC HSS T3 色谱柱进行分离,该色谱柱为碳载量较低的硅胶基质反相C18色谱柱,对极性和非极性化合物均有很好的保留,尤其对MI,CMI等水溶性、极性较大的小分子具有很好的分离效果,同时由于C18配体密度低,亲水性较差的OIT等容易进入颗粒材料的孔结构中,因此HSS T3色谱柱可同时为5种异噻唑啉酮提供均衡的保留性能。

采用适当的梯度洗脱程序,可以使5种异噻唑啉酮在较短的时间内得到较好的分离,在相同的梯度洗脱条件下,对比了乙腈和甲醇的分离效果,结果表明,以甲醇–水作为流动相比用乙腈–水为流动相分离效果好,色谱峰尖锐,最终选择以甲醇–水为流动相。

超声波清洗仪:KQ5200DE型,昆山市超声仪器有限公司;

Q为半正定的状态加权矩阵,R为正定的控制加权矩阵。根据文献[9]所阐述的基于二次型的最优控制设计方法可知,令二次型的性能指标J取极小值时,最优控制率可表示为:

2.2 质谱条件优化

异噻唑啉酮结构中的含氮基团易结合质子得到正离子,因此选择正离子模式进行检测。将质量浓度为 50.0 μg/L 的 MI,CMI,BIT,OIT,DCOIT混合标准溶液引入离子源,在不加碰撞气压力的情况下进行一级质谱分析,结果表明,5种化合物的最强峰均为其准分子离子峰,因此选择准分子离子[M+H]+为母离子,通过优化喷雾流量、喷雾温度、离子传输毛细管电压、碎裂电压等参数使母离子强度最大。分别对分子离子进行二级质谱分析(子离子扫描),得到碎片的离子信息,找到强度较大的两个子离子,优化其碰撞能量,将强度最大的子离子作为定量离子,另外一个作为定性离子,得到的特征子离子和碰撞能量信息见表2。

 

表2 5种异噻唑啉酮的质谱分析参数

  

注:1)为定量离子。

 

化合物 母离子(m/z)子离子(m/z)碎裂电压/V碰撞能量/eV 30 30 CMI 150 150驻留时间/ms MI 116 116 70.91)84.7 100 100 20 20 30 30 DCOIT 282 282 87.21)95.8 140 140 30 40 30 30 OIT 214 214 30 30 BIT 152 152109.01) 120 120 105.025 40 101.81) 110 110 56.920 20 30 30 170.01) 120 120 71.320 20

根据环境变量时间序列有限样本点的数据特点及循环神经网络从简的设计原则,本文构建的基于LSTM的大棚环境变量预测模型整体框架图如图3所示,框架包括输入层、隐藏层、输出层、网络训练及网络预测五个部分。

  

图1 异噻唑啉酮混合标准溶液的总离子流色谱图

2.3 样品前处理条件优化

通过对比水、乙腈、甲醇对5种异噻唑啉酮的提取效果发现,水对高浓度的BIT,OIT,DCOIT提取效果较差;乙腈对高浓度的MI提取效果较差;甲醇对5种异噻唑啉酮均有较好的提取效果,因此选择以甲醇为提取溶剂。提取时间优化试验发现,超声提取30 min时,5种异噻唑啉酮的提取效率达到最大值,因此确定提取时间为30 min。湿巾中的成分较为复杂,若将含有大量杂质的提取液直接用于检测,样品基质会影响异噻唑啉酮的离子化效率,不利于质谱的检测稳定性。采用分散固相萃取法(QuEChERS)对提取液进行处理可显著减少样品基质干扰,提高检测的灵敏度和稳定性。实验对HLB,C18,SPE–2,C18+PSA(1∶1) 4 种 QuEChERS固相萃取填料的净化效果进行了对比,结果发现采用HLB进行净化后,提取液中5种目标组分的回收率均优于另外3种净化方式,见图2。

2.4 标准曲线、线性范围和定量限

在优化的检测条件下,对1.2系列异噻唑啉酮混合标准工作溶液进行测定,以目标物色谱峰面积(y )对待测组分的质量浓度(x )进行线性回归,得到线性回归方程和线性相关系数见表3。由表3可知,5种异噻唑啉酮在1.0~100.0 μg/L范围内均有良好的线性,相关系数r≥0.999 5。

  

图2 不同分散固相萃取对5种异噻唑啉酮回收率的影响

 

表3 线性范围、线性方程、线性范围与相关系数

  

化合物 线性范围/(μg·L–1) 线性方程 r MI 1.0~100.0 y=198.29x+277.03 0.999 71 CMI 1.0~100.0 y=71.691x+398.26 0.999 68 BIT 1.0~100.0 y=17.542x+61.837 0.999 80 OIT 1.0~100.0 y=86.419x+871.06 0.999 50 DCOIT 1.0~100.0 y=45.803x–269.54 0.999 65

根据10倍信噪比确定5种异噻唑啉酮的仪器定量限均为1.0 μg/L,方法定量限均为0.005 mg/kg,表明该方法能够满足5种异噻唑啉酮的高灵敏检测。

2.5 加标回收与精密度试验

根据实际湿巾样品中异噻唑啉酮的浓度范围,选择 0.5,10.0,20.0 mg/kg为低、中、高 3种加标浓度。在不含异噻唑啉酮的空白湿巾样品中分别添加异噻唑啉酮混合标准溶液,将样品处理后所得的提取液适当稀释,使目标物浓度在线性范围内,在优化的仪器条件下进样分析,各试样进行6次平行测定,结果见表4。

为进一步确认三棱、莪术提取物联合热疗对细胞凋亡的影响,采用FITC标记的AnnexinⅤ试剂和PI试剂对SW620细胞进行双染色,并通过流式细胞术分析细胞凋亡情况。按“2.2”项下方法分组并进行热疗处理和给药,每组设置3个复孔。然后用0.25%胰蛋白酶消化处理后的细胞,制备单细胞悬液,以PBS调整细胞终浓度至1×106个/mL。然后加入AnnexinⅤ-FITC 试剂20 μL和PI试剂5 μL进行双染色,轻柔混匀,室温下避光反应15 min,再加入PBS 300 μL,立即采用流式细胞仪进行检测。

 

表4 加标回收及精密度试验结果(n=6)

  

化合物 添加量/(mg·kg–1)测得量/(mg·kg–1)回收率/%RSD/%MI 0.5 10.0 20.0 0.476 9.353 18.55 95.2 93.5 92.8 2.36 2.47 2.11 CMI 0.5 10.0 20.0 0.460 9.112 18.74 92.0 91.1 93.7 2.26 2.14 3.05 BIT 0.5 10.0 20.0 0.486 10.26 20.69 97.2 102.6 103.5 2.21 2.57 2.76 OIT 0.5 10.0 20.0 0.469 9.514 19.46 93.9 95.1 97.3 2.73 2.63 2.85 DCOIT 0.5 10.0 20.0 0.482 9.890 19.25 96.4 98.9 96.3 2.43 2.84 3.27

由表4可知,样品中异噻唑啉酮的平均加标回收率在91.1%~103.5%之间,测定结果的相对标准偏差为2.11%~3.27%,符合分析检测的要求。

2.6 实际样品测定

提起西夏文明,最早发现西夏文字的是清代学者武威人张澎,他于1804年于武威大云寺中发现了“重修护国寺感应塔碑”,即俗称的西夏碑。如果说“西夏碑”的发现与中外学者对西夏文字的判定,是西夏学的启蒙阶段的话,那么,20世纪初,西夏考古在黑城的重大发现,则是西夏学产生的标志。

 

表5 8组阳性湿巾样品中异噻唑啉酮类防腐剂含量 mg/kg

  

注:“–”表示低于检出限。

 

样品种类 MI CMI BIT OIT DCOIT婴儿用 19.13––––婴儿用 10.58 24.00–––婴儿用 11.25––––成人用 3.52 3.84–––成人用 2.36 3.85–––成人用 0.59 0.68–––成人用 1.41 2.90–––成人用 15.69 18.31 1.68––

3 结语

建立了超高效液相色谱–串联质谱法快速测定湿巾中5种异噻唑啉酮类防腐剂的方法。该方法前处理操作简单,选择性好,灵敏度高,重复性好,回收率高,适用于湿巾中异噻唑啉酮类防腐剂的准确定性定量分析。该方法的建立对于规范湿巾中防腐杀菌剂的合理使用具有重要意义。

In the patriarchal system,woman can’t determine their lives and it seems that their fates are doomed at the very beginning and the man are the rule maker of the society who has the absolute right to determine the fate of woman,which makes woman become the gender“Other”.

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姚帮本,包磊,韩枫,郭佳佳
《化学分析计量》 2018年第02期
《化学分析计量》2018年第02期文献

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