皮革中富馬酸二甲酯的液相色譜檢測(cè)

皮革中富馬酸二甲酯的液相色譜檢測(cè)

氨基乙二醇，又名燕胡索酸二甲酯和反丁二烯酸二甲酯，俗稱霉星。這是20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的一種新型的海防防病毒藥物，對(duì)常見(jiàn)的細(xì)菌（尤其是黃曲霉）有顯著的抑制作用。因其具有化學(xué)穩(wěn)定性好、廣譜、作用時(shí)間長(zhǎng)、適用pH范圍寬、可熏蒸殺菌等特點(diǎn),被廣泛用于皮革、紡織品、中藥、食品、飼料、化妝品等各個(gè)行業(yè)中。然而隨著富馬酸二甲酯應(yīng)用的日益廣泛,其負(fù)面效果日益顯現(xiàn)出。研究表明,富馬酸二甲酯對(duì)眼睛的刺激性較大,并易導(dǎo)致皮膚過(guò)敏、嘔吐、腹瀉等后果。廣東省衛(wèi)生廳已于2001年禁止食品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)和使用富馬酸二甲酯作為防腐保鮮劑。近期,歐美等國(guó)家也出臺(tái)相關(guān)規(guī)定,要求出口到該國(guó)的家具、服裝中不含有富馬酸二甲酯成份,因此富馬酸二甲酯也成為出口皮革產(chǎn)品中的被檢驗(yàn)項(xiàng)目。然而國(guó)內(nèi)至今尚未建立富馬酸二甲酯檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn),這為皮革產(chǎn)品中富馬酸二甲酯含量的測(cè)定帶來(lái)一定的困難。目前已有的文獻(xiàn)關(guān)于富馬酸二甲酯測(cè)定的方法中,以HPLC和GC法最多,但這些方法僅限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部研究,需要進(jìn)一步完善。本文針對(duì)富馬酸二甲酯的HPLC和GC測(cè)定進(jìn)行了對(duì)比研究,以建立一種快速、準(zhǔn)確的富馬酸二甲酯測(cè)定方法,滿足國(guó)內(nèi)檢測(cè)需求。1實(shí)驗(yàn)部分1.1富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)物HPLCHPLC(DAD檢測(cè)器、自動(dòng)進(jìn)樣器):Agilent1200;GC-MSGC-MS(GC7890A/MS5975):Agilent;超聲波發(fā)生器(頻率40kHz):國(guó)產(chǎn)。富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)物(CASNo.:624-49-7,純度≥99%):DrEhrenstorfer;乙腈(色譜純):Merck;乙酸乙酯(色譜純):Sigma-Aldrich;其它試劑均為分析純,水為高純水。1.2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稱取適量的富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)品,用乙腈配制成質(zhì)量濃度為100μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,根據(jù)需要用乙腈稀釋至適當(dāng)濃度的工作溶液,供HPLC分析使用。稱取適量的富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)品,用乙酸乙酯配制成質(zhì)量濃度為100μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,根據(jù)需要用乙酸乙酯稀釋至適當(dāng)濃度,供GC-MS分析使用。1.3超聲波萃取法準(zhǔn)確稱量1g粉碎后的皮革碎屑(該樣品中已確定含有富馬酸二甲酯),裝入100mL錐形瓶中,加入40mL溶劑,在超聲波浴中萃取20min,溶液濾入100mL容量瓶中;錐形瓶中再加入20mL乙酸乙酯進(jìn)行超聲波萃取兩次,萃取液均過(guò)濾、合并到100mL容量瓶中。樣液經(jīng)膜過(guò)濾后進(jìn)行HPLC或GC-MS測(cè)定。萃取液采用HPLC測(cè)試時(shí),以乙腈作為萃取溶劑;采用GC-MS測(cè)試時(shí),以乙酸乙酯作為萃取溶劑。1.4條件1(1)柱溫、進(jìn)樣體積、流動(dòng)相的計(jì)算色譜柱:XDB-C18(5μm×250×4.6mm);柱溫:25℃;進(jìn)樣體積:10μL;流動(dòng)相:乙腈/水(70/30);流速:1.0mL/min。(2)色譜條件及采樣色譜柱:DB-5ms(30m×0.25mm×1μm);離子源溫度:250℃;四級(jí)桿溫度:200℃;電子能量:70ev;進(jìn)樣口溫度:200℃;色譜質(zhì)譜接口溫度:280℃;氦氣流速:恒流1.0mL/min;進(jìn)樣量:1μL;溶劑延遲:3min;采樣方式:自動(dòng)進(jìn)樣;升溫程序:60℃保持1min,10℃/min升溫至260℃,保持10min。采用選擇離子(SIM)模式檢測(cè)時(shí),m/z為113、85。2結(jié)果與討論2.1流動(dòng)相cc的hplc檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中,首先采用HPLC對(duì)富馬酸二甲酯進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果見(jiàn)圖1。從圖1(a)中可知,富馬酸二甲酯在紫外區(qū)有較強(qiáng)的吸收,最大吸收波長(zhǎng)為216nm,這同文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。當(dāng)波長(zhǎng)大于320nm時(shí),幾乎無(wú)明顯吸收。因此采用HPLC檢測(cè)時(shí),可將參比波長(zhǎng)設(shè)定在可見(jiàn)光區(qū),以增加檢測(cè)的靈敏度。圖1(b)是富馬酸二甲酯的HPLC圖,從圖中可見(jiàn),在檢測(cè)波長(zhǎng)λ=216nm條件下,所得到的峰形對(duì)稱性良好,半峰寬約為0.05min,富馬酸二甲酯的保留時(shí)間為1.845min,這表明所選擇的流動(dòng)相(乙腈/水=70/30)是合適,而且表現(xiàn)出較高的洗脫效率。由于富馬酸二甲酯在甲醇、乙醇中也具有一定的溶解度,因此醇/水混合液是研究時(shí)常用的流動(dòng)相。由于甲醇的最低波長(zhǎng)為215nm,乙醇的為210nm,非常接近HPLC檢測(cè)波長(zhǎng)(216nm),這必然對(duì)檢測(cè)結(jié)果有較大的干擾。實(shí)驗(yàn)中采用甲醇/水(80/20)、乙醇/水(90/10)為流動(dòng)相時(shí),得不到圖1(b)所示的規(guī)則峰形,表明醇/水混合液的洗脫效果不如乙腈/水(70/30)。2.2萃取液中富馬酸二甲酯的測(cè)試富馬酸二甲酯在乙腈中的溶解度較高,而且乙腈對(duì)染料、油脂的溶解性較差,因此實(shí)驗(yàn)中以乙腈作為萃取劑,對(duì)皮革樣品中富馬酸二甲酯進(jìn)行萃取,然后采用優(yōu)化后的HPLC條件(見(jiàn)1.4),對(duì)萃取液中富馬酸二甲酯進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果見(jiàn)圖2。根據(jù)保留時(shí)間相同可判斷,1.843min處的吸收峰對(duì)應(yīng)于富馬酸二甲酯,但是該吸收峰受到雜質(zhì)峰的嚴(yán)重干擾。油脂和染料是皮革的重要組成部分,但其與皮革內(nèi)纖維的結(jié)合并不牢固,在超聲波作用下,易被乙腈萃取出,而且這些成份在紫外區(qū)均有明顯的吸收。可推斷圖2中的雜質(zhì)峰主要來(lái)源于萃取液中的染料和油脂。盡管可通過(guò)凈化的方式將這些雜質(zhì)組份去除,但考慮到目標(biāo)物的回收率及實(shí)驗(yàn)操作的簡(jiǎn)便性,實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為HPLC對(duì)皮革萃取液中富馬酸二甲酯的測(cè)試效果較差。實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步采用GC-MS進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。2.3色譜條件優(yōu)化,確定峰形富馬酸二甲酯的沸點(diǎn)193℃,熱穩(wěn)定性好,而且常溫下具有升華性,這極有利于其氣相色譜測(cè)試。由于富馬酸二甲酯在乙酸乙酯中溶解度良好,而且乙酸乙酯沸點(diǎn)較低、毒副作用小,因此GC-MS檢測(cè)過(guò)程中選擇了乙酸乙酯作為溶劑,GC-MS測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3。從圖3a可知,在設(shè)定的GC條件下(見(jiàn)1.4),富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)溶液的總離子流圖表現(xiàn)為典型的單峰,保留時(shí)間為5.821min,所對(duì)應(yīng)的出峰溫度約為110℃,低于其沸點(diǎn)約80℃,反映出富馬酸二甲酯的升華性能。圖3b是對(duì)應(yīng)的GC-MS圖,通過(guò)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)(NIST2005)檢索,確認(rèn)該色譜峰對(duì)應(yīng)為富馬酸二甲酯(匹配度為93%),其特征離子m/z為113、85,兩者豐度比約為100∶60,這為富馬酸二甲酯的定性、定量測(cè)定提供了必需的信息。由于富馬酸二甲酯為極性物質(zhì),對(duì)色譜柱的極性有一定的要求,文獻(xiàn)中多采用極性較強(qiáng)的色譜柱,以保證色譜峰的對(duì)稱性。本實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn),采用弱極性色譜柱(DB-5ms)進(jìn)行測(cè)定時(shí),若色譜條件不恰當(dāng),富馬酸二甲酯的峰形確實(shí)表現(xiàn)出嚴(yán)重的拖尾,甚至出現(xiàn)裂峰。但由于DB-5ms色譜柱應(yīng)用較為普遍,而且毛細(xì)管色譜柱的更換操作比較煩瑣,因此實(shí)驗(yàn)中仍然采用DB-5ms色譜柱對(duì)富馬酸二甲酯進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)優(yōu)化色譜條件,降低色譜峰的拖尾程度,至滿足測(cè)試要求。結(jié)果表明,初始柱溫對(duì)富馬酸二甲酯的峰形影響顯著,初始柱溫高于80℃時(shí),峰形拖尾明顯,嚴(yán)重影響峰面積的積分;初始柱溫為60℃時(shí),脫尾現(xiàn)象不明顯(如圖3a所示),此時(shí)峰面積的準(zhǔn)確積分基本不受影響,可滿足準(zhǔn)確定量的要求。2.4萃取溶劑定性實(shí)驗(yàn)中,采用乙酸乙酯對(duì)皮革樣品中的富馬酸二甲酯進(jìn)行萃取,然后對(duì)萃取液中的富馬酸二甲酯進(jìn)行GC-MS測(cè)試。檢測(cè)過(guò)程中,同時(shí)進(jìn)行了全掃描和選擇離子(SIM,m/z=113、85)掃描,檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖4。根據(jù)保留時(shí)間可判斷,圖4中5.83min處所對(duì)應(yīng)的峰為富馬酸二甲酯。同時(shí),從圖4中的全掃描離子流圖中可看出,萃取液中仍含有較多的雜質(zhì)峰,原因同樣在于染料及油脂進(jìn)入到萃取液中,但這些雜質(zhì)峰對(duì)目標(biāo)物的干擾不如圖2中嚴(yán)重,原因可能在于毛細(xì)管色譜柱的強(qiáng)分離能力。即使GC檢測(cè)過(guò)程中雜質(zhì)峰對(duì)富馬酸二甲酯的峰形嚴(yán)重干擾,也可通過(guò)MS的選擇離子SIM檢測(cè)將雜質(zhì)峰消除。從圖4中SIM檢測(cè)結(jié)果可知,采用選擇離子(m/z=113、85)進(jìn)行測(cè)試時(shí),雜質(zhì)峰完全被濾除,僅保留富馬酸二甲酯的色譜峰(5.828min),這為富馬酸二甲酯的準(zhǔn)確定性、定量提供的極大的方便。3柱凈化條件的選擇采用HPLC對(duì)富馬酸二甲酯