一種同時篩查分析紡織品中禁限用染料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同時篩查分析紡織品中禁限用染料的方法，包括以下步驟：（1）樣品剝色提取，得到提取液；（2）反相液相色譜分離，高分辨質(zhì)譜測定，獲得色譜峰保留時間、母離子精確質(zhì)量數(shù)、母離子同位素分布等數(shù)據(jù)；（3）篩查分析：當樣品的高分辨率質(zhì)譜數(shù)據(jù)同時滿足下述條件時為陽性樣品，否則為陰性，即：保留時間容許偏差為±0.2min，母離子精確質(zhì)量數(shù)的容許偏差為±5ppm，母離子同位素分布的匹配閾值為大于70%；定量分析：提取樣品的母離子精確質(zhì)量數(shù)，計算色譜峰峰面積，通過與標準溶液比較，進行定量分析。本發(fā)明采用一次處理，一次進樣，一次得到多化合物分析結(jié)果的檢測模式，極大地提高了檢測效率，降低了檢測成本。方法簡便、快速、回收率高、可操作性強。
【專利說明】
一種同時篩查分析紡織品中禁限用染料的方法
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種紡織品中禁限用染料的篩查方法，具體涉及一種采用高分辨質(zhì)譜 同時篩查分析紡織品中42種禁限用染料的檢測方法，屬于分析化學技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 自1994年7月15日德國政府頒布禁用部分染料法令以來，隨著各國對健康和生態(tài) 保護要求的不斷提高，紡織品中禁限用染料的范圍不斷擴大，包括我國在內(nèi)的許多國家和 地區(qū)已相繼發(fā)布禁限用相關(guān)染料的法規(guī)，主要包括《GB/T 18885-2009生態(tài)紡織品技術(shù)要 求》、《Oeko-Tex Standard 100 國際生態(tài)紡織品標準》、《RSL(Restricted Substances List)受限物質(zhì)清單》、《SVHC(Substances of Very High Concern)高關(guān)注物質(zhì)》、《EN 71-9玩具安全第9部分:有機化合物要求》、《SIN List需替代物質(zhì)清單》等，涉及的禁限 用染料約有四十余種。
[0003] 目前紡織品中禁限用染料檢測主要存在三方面問題:第一、已有文獻和檢測標準 多采用高效液相色譜法(HPLC-DAD)、液相色譜-質(zhì)譜法(LC-MS)、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)等方法，其中色譜分析法，對化學染料這類組成復雜、數(shù)量眾多的物質(zhì)，由于分離困 難無法進行多組分同時分析測定，而基于低分辨質(zhì)譜的LC-MS和LC-MS/MS質(zhì)譜法均是對染 料進行分類分組檢測，需要對同一樣品進行多次檢測才可涵蓋法規(guī)涉及的染料物質(zhì)范圍， 檢測過程繁瑣、周期長、成本高;第二、染料相關(guān)法規(guī)，如Oeko、RSL、SVHC等近年來更新頻繁， 禁限用染料化合物數(shù)量不斷增加，傳統(tǒng)技術(shù)只能被動的對特定目標物進行方法開發(fā)，無法 進行紡織品中無標準品的染料物質(zhì)定性快篩，無法對已測定樣品進行化合物范圍擴充的結(jié) 果回溯，導致檢測技術(shù)落后限制法規(guī);第三、部分禁限用化學染料在法規(guī)中并未明確具體化 合物信息，且由于合成工藝問題，染料甚至染料標準物質(zhì)通常都含有相當多的雜質(zhì)，導致檢 測過程中易出現(xiàn)分析目標物不明甚至錯誤的情況，在化合物定性方面存在難點，檢測結(jié)果 易出現(xiàn)假陽性和假陰性。
[0004] 高分辨質(zhì)譜技術(shù)具有高靈敏度和高選擇性的特點，可采用一級母離子精確質(zhì)量 數(shù)、同位素豐度比，二級碎片精確質(zhì)量數(shù)等條件，對低分辨質(zhì)譜如串聯(lián)四極桿或四極桿-離 子阱組合質(zhì)譜無法準確定性的疑似陽性樣品進行可靠定性;高分辨質(zhì)譜具有不亞于串聯(lián)四 極桿的定量靈敏度，在高分辨率下的高選擇性，ppm級的離子提取窗口，可顯著降低背景噪 音，簡化樣品前處理過程，并使多類別物質(zhì)同時篩查分析成為可能;高分辨質(zhì)譜具有低分辨 質(zhì)譜無法實現(xiàn)的非目標物檢測分析的特點，突發(fā)事件中，無需標準品，利用化合物母離子精 確質(zhì)量數(shù)及同位素豐度比，結(jié)合模擬推斷的二級碎片精確質(zhì)量數(shù)，可以準確定性;高分辨質(zhì) 譜全掃描方式的采集，可以對檢測化合物隨時擴充，滿足法規(guī)不斷更新的要求，建立儀器條 件過程簡單，無需對所有化合物進行復雜優(yōu)化，并且實現(xiàn)高通量檢測和樣品數(shù)據(jù)回溯的功 能。近年來高分辨質(zhì)譜在食品檢測、蛋白質(zhì)組學等方面已開始逐漸應用，但紡織品禁限用染 料檢測領域尚屬空白，也未有同時篩查分析涵蓋各大法規(guī)中四十余種禁限用染料的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種快速高效、高選擇性和高靈敏度的適用于天然纖維和化 學纖維兩類紡織品材質(zhì)中42種禁限用染料的高分辨質(zhì)譜快速篩查分析方法。
[0006] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下： 一種同時篩查分析紡織品中禁限用染料的方法，包括以下步驟： 第一步:樣品剝色提?。?樣品剪碎后用吡啶/水混合溶液水浴振蕩剝色提取，靜置冷卻，上清液用甲醇/水稀釋 后過微孔濾膜得到提取液。
[0007] 第二步:反相液相色譜分離，高分辨質(zhì)譜測定： 提取液經(jīng)C18反相色譜柱分離后，分別在正負離子模式下用Orbitrap高分辨質(zhì)譜全掃 描模式(Full Scan Mode)檢測，獲得色譜峰保留時間、母離子精確質(zhì)量數(shù)、母離子同位素分 布等高分辨率質(zhì)譜數(shù)據(jù)。
[0008] 第三步:篩查分析： 定性篩查:采用色譜峰保留時間、母離子精確質(zhì)量數(shù)，母離子同位素分布三個條件進行 定性篩查，當樣品的高分辨率質(zhì)譜數(shù)據(jù)同時滿足下述條件時為陽性樣品，否則為陰性，即： 保留時間容許偏差為±〇.2min，母離子精確質(zhì)量數(shù)的容許偏差為±5ppm，母離子同位素分 布的匹配閾值為大于70%。
[0009] 定量分析:提取樣品的母離子精確質(zhì)量數(shù)，計算色譜峰峰面積，通過與標準溶液比 較，進行定量分析。
[0010]上述定量分析中，所述提取樣品的母離子精確質(zhì)量數(shù)的提取窗口寬度為5 ppm。 [0011]本發(fā)明的有益效果如下： 1.本發(fā)明建立了一種同時快速篩查分析紡織品中42種禁限用染料的高分辨質(zhì)譜方 法。該方法首次將禁限用染料由"逐類分別檢測"轉(zhuǎn)變?yōu)?多類別物質(zhì)一同分析"，前處理僅 需耗時30 min，儀器分析僅需耗時15 min。采用一次處理，一次進樣，一次得到多化合物分 析結(jié)果的檢測模式，極大地提高了檢測效率，降低了檢測成本。
[0012] 2.本發(fā)明采用Orbitrap高分辨質(zhì)譜技術(shù)，具有高選擇性和高靈敏度的特點，通過 簡單的大比例稀釋消除復雜基體干擾，提取液過濾膜后可直接分析。方法簡便、快速、回收 率高、可操作性強。
[0013] 3.本發(fā)明在快速篩查中采用色譜峰保留時間、母離子精確質(zhì)量數(shù)、母離子同位素 分布三個因子綜合判定，無需標準品也可進行定性篩選，可根據(jù)法規(guī)變化隨時更新擴展篩 查范圍，能夠有效應對日益增多的紡織品健康安全突發(fā)事件。
[0014] 4.本發(fā)明采用高分辨質(zhì)譜全掃描模式，適用于紡織品中目標物及非目標物同時 檢測，具有樣品數(shù)據(jù)回溯功能，可獲得最豐富的樣品檢測信息，可為風險分析提供海量數(shù) 據(jù)。
【附圖說明】
[0015] 圖1是1#陽性樣品中分散橙37/76提取離子色譜圖。
[0016] 圖2是1#陽性樣品中分散橙37/76-級母離子質(zhì)譜圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖并通過具體實例來進一步說明本發(fā)明。
[0018] 下面的具體實施例以40件紡織品樣品為例進行禁限用染料快速篩查，其中有一件 樣品經(jīng)篩查為含分散橙37/76的陽性樣品，其他39件樣品為陰性樣品（結(jié)果見表2)。
[0019] 使用的儀器為:液相色譜系統(tǒng):ACQUITY Ultra Performance LC超高效液相色譜 儀(Waters公司），高分辨質(zhì)譜系統(tǒng):LTQ-Orbitrap XL線性離子阱-靜電場軌道阱組合質(zhì)譜 儀(Thermo公司）。
[0020] 色譜條件為： 色譜柱:CAPCELL PAK UG120 Ci8色譜柱（100 mm X 2.0 mm，5 ym); 柱溫:30 °C; 進樣量：10 yL; 樣品室溫度：15 °C; 流速:0.25 mL/min ； 流動相:正離子模式:A為5 mmol/L乙酸銨水溶液(含0.01%甲酸），B為乙腈，梯度洗脫程 序：0-2 min，90%~40%A，2-7 min，40%~10%A，并保持3 min，10-10.10 min，10%~90%A,保持 至15 min;負離子模式:A為5 mmol/L乙酸銨水溶液，B為乙腈，梯度洗脫程序:0-5 min，90% ~10% A，并保持5 min，10-10.10 min，10% ~90% A，保持至 15 min; 高分辨質(zhì)譜條件為： 電噴霧離子源(ESI); 正離子模式：電噴霧電壓為3 kV，毛細管電壓為30 V，管透鏡電壓(Tube lens)為80 V; 負離子模式:電噴霧電壓為-2.5 kV，毛細管電壓為-10 V，管透鏡電壓(Tube lens)為-50 V； 米集方式:全掃描(Full Scan Mode) 掃描范圍:m/z 150~800 分辨率:R=30000; 毛細管溫度:350 °C; 鞘氣(吣)壓力2.067匕3"即3〇3洸）； 輔助氣(N2)流量3.3 L/min(即 10 arb); 一、42種禁限用染料的篩查分析參數(shù)建立過程： 1.將42種染料的標準儲備液用甲醇稀釋至5 mg/L濃度的標準中間液，分別通過流動 注射栗注入質(zhì)譜進行母離子質(zhì)譜參數(shù)優(yōu)化。根據(jù)化合物的中性分子式，正離子模式下考察 [M+H] +、[M+NH4] +、[M+Na] +等準分子離子峰，負離子模式下考察[M-H] -、[M+C00] -、[M+ CH3C00]等準分子離子峰，對于一些鈉鹽染料，同時考察了可能產(chǎn)生的多電荷母離子的情 況。最終找出各化合物響應最強的母離子，計算其理論精確分子量用于篩查分析(見表1)。
[0021] 2.分別對比不同pH值的水相-乙腈流動相體系，即乙腈-5 mmol/L乙酸銨(pH約為 6.38)，乙腈-5 mmol/L乙酸銨（含0.01%甲酸）（pH約為4.45)和乙腈-5 mmol/L乙酸銨（含 0.1%甲酸）(pH約為3.26)對42種染料的色譜行為和離子化程度的影響。最終選取化合物色 譜峰峰形最佳和響應值最佳的色譜條件，得到42種化合物在正負離子模式下的保留時間用 于篩查分析(見表1)。
[0022]表1 42種禁限用染料的篩查分析參數(shù)

二、40件實際紡織品樣品的檢測： 具體的檢測方法步驟如下： 1)樣品的前處理:將樣品剪碎至5X5 mm以下，準確稱取0.5 g(精確至0.1 g)樣品于40 mL玻璃反應瓶中，加20 mL吡啶/水（l/l，v/v)，95 °C水浴，150 r/min振蕩30 min。提取完成 后，冷卻至室溫，靜置，將上清液用甲醇/水（l/l，v/V)稀釋10倍，過0.22 ym PTFE微孔濾膜， 待儀器進樣。
[0023] 2)樣液經(jīng)C18反相色譜柱15 min完成色譜分離后，分別在正負離子模式下，用 Orbitrap高分辨質(zhì)譜全掃描模式(Full Scan Mode)采集數(shù)據(jù)，采用TraceFinder軟件進行 42種禁限用染料的快速定性篩查，通過色譜峰保留時間、母離子精確質(zhì)量數(shù)、母離子同位素 分布三個條件進行判定，當同時滿足時為陽性樣品，否則為陰性。所述的三個篩查條件中， 保留時間容許偏差為±〇.2min，母離子精確質(zhì)量數(shù)的容許偏差為±5ppm，母離子同位素分 布的匹配閾值為大于70%。對檢出的陽性樣品，通過配制標準溶液，采用LCQUAN軟件，通過提 取樣品的母離子精確質(zhì)量數(shù)，計算色譜峰峰面積，進行定量分析。
[0024] 3)檢測結(jié)果:通過篩查分析，檢出分散橙37/76的陽性樣品：其色譜峰保留時間為 5.70 min(見圖1)，而標準溶液的色譜峰保留時間為5.72 min(見表1)，偏差為-0.02 min; 其母離子精確質(zhì)量數(shù)為392.06613(見圖2)，理論精確質(zhì)量數(shù)為392.06756(見表1)，質(zhì)量偏 差為-3.6 ppm;通過TraceFinder軟件打分，其母離子同位素分布的匹配分為92%。以上三個 條件同時滿足陽性樣品定性判定要求，確認該樣品中檢出分散橙37/76。定量分析:配制分 散橙37/76的標準溶液，根據(jù)外標法峰面積計算，該樣品中分散橙37/76的含量為15.8 mg/ kg〇
[0025]表2 40件實際紡織品樣品檢測結(jié)果
本領域的普通技術(shù)人員都會理解，在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)，對于上述實施例進行修改， 添加和替換都是可能的，其都沒有超出本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種同時篩查分析紡織品中禁限用染料的方法，其特征在于包括以下步驟： 第一步:樣品剝色提取:樣品剪碎后用吡啶/水混合溶液水浴振蕩剝色提取，靜置冷卻， 上清液用甲醇/水稀釋后過微孔濾膜得到提取液； 第二步:反相液相色譜分離，高分辨質(zhì)譜測定:提取液經(jīng)C18反相色譜柱分離后，分別在 正負離子模式下用Orbitrap高分辨質(zhì)譜全掃描模式檢測，獲得色譜峰保留時間、母離子精 確質(zhì)量數(shù)、母離子同位素分布等高分辨率質(zhì)譜數(shù)據(jù)； 第三步:篩查分析： 定性篩查:采用色譜峰保留時間、母離子精確質(zhì)量數(shù)，母離子同位素分布三個條件進行 定性篩查，當樣品的高分辨率質(zhì)譜數(shù)據(jù)同時滿足下述條件時為陽性樣品，否則為陰性，即： 保留時間容許偏差為±〇.2min，母離子精確質(zhì)量數(shù)的容許偏差為±5ppm，母離子同位素分 布的匹配閾值為大于70%; 定量分析:提取樣品的母離子精確質(zhì)量數(shù)，計算色譜峰峰面積，通過與標準溶液比較， 進行定量分析。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述定量分析中，所述提取樣品的母離子精 確質(zhì)量數(shù)的提取窗口寬度為5 ppm。
【文檔編號】G01N30/89GK105891316SQ201610266356
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】羅忻, 牛增元, 葉曦雯, 湯志旭, 張麗, 李擁軍, 王美玲
【申請人】山東出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心