N，N-二甲基甲酰胺及其降解产物分析方法研究进展*

张明，唐访良，徐建芬，陈峰，俞雅雲，余波

（杭州市环境监测中心站，杭州 310007）

N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为良好的溶剂，广泛用于纤维、皮革、制药、石油加工和有机合成工业中，对人体有一定的毒害作用［1–2］。作为全球DMF使用量最大的国家，我国存在相当数量的DMF被动暴露人群［3］。随着DMF应用行业的不断拓宽及使用量的不断增加，DMF被动暴露人群仍将持续增加，对暴露人群的健康风险也将越来越大。1990～2007年我国报道的DMF中毒人数已超过900人，DMF已成为近几年我国工业中毒中常见的毒物之一，国内外DMF中毒报告的人数在不断增加［4］。鉴于对人体健康的危害，DMF污染已受到世界各国的高度重视。美国、日本以及欧洲许多国家都将DMF列入优先监测的黑名单。自2006年1月1日起，DMF被列入我国国家突发公共卫生事件监测的毒物名单［5］。因此对该化合物检测方法的研究具有重要意义。寻找方便、快捷、准确测定此类化合物的方法是分析工作者的研究重点。目前DMF及其降解产物的分析方法主要有分光光度法、气相色谱法、气质联用法、液相色谱法等。随着大型分析仪器准确度和灵敏度的提高，色谱、质谱检测方法逐渐成为具有潜力检测方法。笔者对近年DMF及其降解产物的色谱、质谱分析方法研究进展及其特点进行了综述。

1 DMF及其降解产物分析方法

1.1 气相色谱法

目前我国检测DMF的标准方法是工作场所空气中3种酰胺类化合物的检测方法［6］，采用填充柱气相色谱法。由于国标方法操作繁琐，且灵敏度较低，无法满足样品检测的需求。因此国内分析工作者对气相色谱分析DMF的方法进行了大量的改良工作。田寒梅等［7］以活性炭管采集，采用毛细管色谱柱分离并以GC／FID检测环境空气中的DMF，比较了两种毛细管柱的分析效果后发现，使用HP–FFAP较Rtx-WAX的灵敏度高，检出限为4.0×10–4μg。查河霞等［8］使用硅胶管采集空气中DMF和N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)，无水乙醇解吸后进行气相色谱测定，选用的极性色谱柱HP–INNOWAX 能够有效分离混合标准溶液中的DMF，DMAC。李添娣等［9］对HP–INNOWAX毛细管柱的分离效果进行优化，建立起一种多孔玻板吸收液采样，毛细管柱直接进样GC／FID检测空气中DMF和DMAC，在优化的试验条件下，DMF或DMAC与工作场所中一些可能存在的干扰物质如苯、甲苯、二甲苯、乙酸丁酯、甲醇等实现了很好的分离，互不干扰。赵丽等［10］考察FFAP和INNOWAX两种色谱柱对分离效果的影响，发现极性较强的INNOWAX毛细管柱分离效果更佳。

由于我国尚无环境水样中DMF的标准检测方法，对于水和废水样品，则是参考工作场所空气中3种酰胺类化合物的检测方法。由于DMF与水混溶，沸点较高，较难用溶剂或其它方法提取，通常采用直接进水样的方式测定。唐访良等［11］以Tenax TA作色谱固定相，玻璃柱直接进水样进行GC／FID分离和测定，克服了传统方法存在峰形不佳、柱子易受污染、需用有机溶剂稀释等不足，取得满意的结果。优化后的方法能够有效分离可能共存或同时使用的乙二醇–甲醚、乙二醇–乙醚、乙二醇二乙醚等干扰物质，DMF检出限为0.5 mg／L。陈建斌等［12］采用HP–INNOWAX毛细管柱，利用GC／FID测定废水中的DMF，可能共存的乙酸乙酯、丙酮、丁酮、苯、甲苯和二甲苯均对测试无干扰。叶长燊等［13］选用XP–1701毛细管柱，使用GC／FID对皮革废水萃取液中的DMF和三氯甲烷进行测定。

除了环境样品，职业接触人群尿中DMF及其降解产物的检测方法研究同样受到关注。张伟等［14］采用FFAP窄口径毛细管柱，GC／FID测定尿中DMF降解产物N-甲基甲酰胺(NMF)，该方法分离效果佳，峰形尖锐对称，在职业接触者的代谢产物中常会同时存在DMF、甲酰胺等均不干扰NMF的测定。田寒梅等［15］采用均匀试验设计法优化尿样的前处理方法，建立了尿中NMF，DMF同时测定的毛细管气相色谱法。刘丹华等［16］针对检测工作中发现的因企业同时使用DMF和DMAC，致使两种酰胺代谢物同时存在于接触者尿样中的现象，研究建立了尿中NMF和N-甲基乙酰胺(NMAC)同时检测的气相色谱新方法。由于NMF和NMAC沸点接近且极性相似，在DB–WAX毛细管色谱柱上往往很难实现分离，作者筛选出了DB–624毛细管色谱柱，通过控制程度升温实现NMF和NMAC完全分离，且尿中杂质不干扰。

气相色谱方法同时广泛应用于药品、皮革、塑料产品等成品的DMF残留检测中。井玥等［17］建立磺胺多辛原料药中冰乙酸、DMF等有机溶剂残留量的GC／FID测定方法，冰乙酸和DMF两种溶剂残留在DB–WAX毛细管柱上能实现良好分离，结果准确、可靠且灵敏度高。陈淑莎等［18］采用超声萃取，Supelcowax-10毛细管柱分离，GC／FID检测仿皮面料中DMF的残留量，取得了较满意效果。孙多志等［19］同样采用DB–WAX毛细管柱，利用顶空气相色谱法，以氮磷检测器(NPD)测定共聚物塑料中的DMF，该方法利用了氮磷检测器专属性强的特点，操作简便，可以快速准确定量。

1.2 气质联用法

质谱检测器(MS)可获得分子结构信息，具有很强的结构鉴定能力，因此气相色谱–质谱联用技术(GC–MS)目前在各类有机化合物的检测中被广泛使用，近年来也逐渐应用于DMF的检测中。马贺伟等［20］建立了皮革中DMF残留量的测试方法，样品中的DMF采用蒸馏水萃取，萃取液中再经过三氯甲烷反萃取后通过DB–WAX色谱柱分离，以分子离子峰m／z=73 amu作为选择监测离子进行分析。对提取温度、提取时间以及三氯甲烷反萃取的次数等实验参数进行优化，方法的回收率在90%～107%之间，检测限为5 mg／kg。王春民等［21］建立DMF职业接触者血液中N-甲基氨甲酰加合物测定方法，通过收集DMF职业接触人群血液，制备成粉末状血红蛋白，经降解、提取等步骤处理后，采用SIM模式，用GC–MS分析血液中N-甲基氨甲酰加合物降解产物3-甲基-异丙基乙内酸脲水平。方法学参数及实际样品检测结果表明，该方法能很好地应用于DMF职业接触者血液中N-甲基氨甲酰加合物的测定。郭佳佳等［22］建立了以乙酸乙酯为萃取溶剂，通过超声提取，提取物通过TR–Wax M5石英毛细管柱分离后，利用MS技术对皮革中DMF残留量进行定性和定量的分析方法，准确度和重现性良好。方法的回收率为95.93%～101.83%，检出限为1.50 mg／L。该方法前处理简单、快捷，准确度好、精密度高，可以用于皮革等产品中DMF残留量的定性筛查和精确测定。朱慧红等［23］建立了一种利用GC–MS对儿童爬行地垫中甲酰胺残留含量进行测定的方法并对实验参数进行了优化。方法以丙酮作溶剂，微波萃取提取，提取液经C18小柱净化后，上样进行GC–MS分析。通过比较常用的DB–5MS，DB–17MS和HP–INNOWax 3种不同极性色谱柱对甲酰胺的分离效果，最后选用能使被测物与溶剂峰完全分离，且峰形较佳的HP–INNOWax柱。在优化的实验条件下，该方法测定下限为10 mg／kg，加标回收率在86.2%～94.6%之间。

1.3 液相色谱法

高效液相色谱法(HPLC)是分析痕量污染物的常用方法，采用HPLC测定样品中DMF具有简便、快速、灵敏，重现性好，准确度高的优点。周建科等［24］用液相色谱法测定了面包中的DMF含量，但测定过程中DMF需要预先抽提出来。对于荧光增白剂CBS这类难以挥发的主体有机物，其DMF残留显然无法用传统的气相色谱检测，甘宏宇等［25］建立了反相高效液相色谱外标法检测其中DMF残留量的方法。使用Accurasil C18反相液相色谱柱，以甲醇–水为流动相梯度洗脱，流速为1.0 mL／min，检测波长为205 nm。在优化条件下，DMF质量浓度在0.19～141 mg／L范围内与其峰面积线性关系良好。该方法检出限(LOD)为0.019%(质量分数)，具有简便、快速、准确的特点，无需对样品进行预处理。陈乐等［26］建立了废水的萃余水相及回收后DMF的高效液相色谱检测方法。采用Krornasil–C18色谱柱分离，流动相为甲醇–水(体积比为15∶85)，紫外检测波长为205 nm，DMF质量浓度在3.06～38.28 mg／L范围内线性良好，加标回收率为99.86%～101.09%。该方法简便快速，结果准确，重现性好，可为废水中DMF的定量分析及回收提供较好的中控分析方法。张明等［27］基于亲水相互作用液相色谱(HILIC)技术，建立了同时测定环境水样中丙烯酰胺(AA)、DMF和DMAC的液相色谱分析方法。该方法以石墨化碳黑固相萃取小柱净化并转换样品溶剂为乙腈，利用HILIC技术，以乙腈–水作为流动相，等度洗脱，二极管阵列检测器200 nm条件下检测，使AA，DMF，DMAC 3种强极性化合物在同一色谱条件下11 min内能实现基线分离。该方法具有简便快捷、灵敏准确等特点，所有目标化合物在0.05～100 mg／L质量浓度范围内线性良好，检出限达0.01 mg／L，高、中、低3个水平的平均加标回收率为84.1%～106%，能够满足环境水样中痕量酰胺类污染物检测的要求。

2 结论与展望

DMF对人类、环境和生态产生的危害已经受到世界范围的关注。因此建立高选择性、高灵敏度并具有成本低、速度快、高通量、易重现的分析方法十分必要。对于DMF的检测分析，目前还是以气相色谱及其联用技术为主，如GC／FID，GC／NPD，GC–MS等法均能较好地推广应用，也能提供较高的灵敏度，较好地满足国标对废水、废气中DMF限定值的测定要求，但是mg／L级别检出限显然限制了其在低浓度的环境样品及产品成品溶剂残留检测的应用。

HPLC技术具有更高的灵敏度，无需复杂的样品处理过程，甚至可以直接进样，特别是使用了HILIC技术后，对样品的分离度有了很大提高，但也仅限于基体干扰较小的样品分析。鉴于环境水样、环境空气以及产品残留中DMF通常以极低的浓度出现，而且基质复杂，采用高效的前处理程序成为解决问题的必然途径，比如已经得到广泛应用的固相萃取技术［28］。因此，开发能从环境基体中有效提取和富集低含量DMF的研究具有重要意义和广阔的应用前景，也是将来DMF及其降解产物分析方法的发展趋势。

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