超声萃取技术在皮革禁用偶氮染料中联苯胺的检测

郁 葱 范逸峰

（浙江中天纺检测有限公司，浙江海宁 314400）



超声萃取技术在皮革禁用偶氮染料中联苯胺的检测

郁 葱 范逸峰

（浙江中天纺检测有限公司，浙江海宁 314400）

摘 要用超声对皮革进行脱色和还原裂解，缩短了样品的前处理时间，提高了检测效率和样品中联苯胺的回收率，由原来的前处理用时55min缩短为现在的35min，浓度在30mg/kg-100mg/kg之间，回收率由标准中要求的70％提高到了83.6％～95.1％，使得定量结果更加准确，更接近真实值。

关键词超声萃取; 皮革; 偶氮染料; 联苯胺; 检测

Ultrasonic extraction technology in detection of banned azo dyes in leather

YU Cong FAN Yi-feng
(Zhejiang Zhongtian Textile Testing Co.，Ltd, Zhejiang Haining 314400, China)

Abstract The leather be decolorization and reductive cleavage use ultrasound-assisted, The sample pretreatment time is shortened, Improve the efficiency of detection and recovery rate of benzidine in the sample. Pre-processing time reduced from 55min to 35min, Recovery rate from 70％ (requirements in the standard )to 83.6～95.1％ when Concentrations between 30mg/kg～100mg/kg, in this paper, the quantitative results are more accurate.

Key words ultrasonic extraction; leather; azo-dye; benzidine; testing

偶氮染料是应用最为广泛的一种合成染料，不仅用于纺织品的印染，还用于皮革、纸张、食品等染色。需要注意的是，并非所有偶氮染料都受禁止，禁用的只是经还原会释出法规指定的致癌芳香胺的偶氮染料。人体的正常代谢所发生的生化反应条件下，可能发生还原反应使偶氮基断裂，重新生成致癌芳香胺，并经过活化作用改变人体DNA的结构与功能，引起人体病变和诱发癌症。[1.2]所以禁用偶氮染料的检测已成为目前皮革制品测试中最基本的技术要求。

我国目前对皮革中禁用偶氮染料测试的现行标准GB/T 19942－2005[1]能测试裂解释放出23种有害芳香胺的偶氮染料，但其前处理方法存在反应时间长，且回收率低的问题。本文采用的超声萃取的前处理方法不但能加快偶氮染料裂解速率，缩短反应时间，而且还能提高回收率，使最终结果更准确，更加接近样品中的真实值。

1 实验

1.1 仪器、主要试剂与耗材

仪器:Agilent7890A/5975C气相色谱/质谱联用仪，EI源，带分流不分流进样口，带自动进样器，HP-5 30m×0.25mm×0.25μm（5％-苯基）-甲基聚硅氧烷毛细管色谱柱，Ultimate3000液相色谱仪，带DAD检测器，带自动进样器，C18 250mm×4.6mm×5μm色谱柱，数控超声波洗涤器KQ-100DE(昆山市超声仪器有限公司)，电子天平BS 210S（赛多利斯）。

主要试剂:23种禁用偶氮染料标准品(德国DR..)，纯度≥99.5％、正已烷、叔丁基甲基醚、甲醇、柠檬酸纳（分析纯）、连二亚硫酸纳（分析纯），纯度≥87％、三级水。以上试剂没有特殊规定均为色谱纯。

耗材：深色含禁用偶氮染料的皮革；不含偶氮染料的深色羊皮革、深色牛皮革、深色猪皮革。

1.2 标准溶液配制

准确称取23种禁用偶氮染标准品各0.1g用甲醇溶解，并定容至100ml，制得浓度为1000mg/l的23种禁用偶氮染料标准储备液。然后从23种禁用偶氮染料标准储备液中分别吸取0.5ml、1ml、2ml、4ml、8ml、10ml于100ml不同容量瓶中，并用甲醇定容至100ml，分别制得5mg/l、10mg/l、20mg/l、40mg/l、80mg/l、100mg/l的23种禁用偶氮染料标准工作溶液并放入0℃-4℃中的环境中储存。其它浓度的标样根据实际需要进行现场配制。

1.3 试验方法

1.3.1 脱脂

取有代表性试样，剪成5cm×5cm碎片，混均后称取1.0g于50ml玻璃反应器中，并加入20ml正已烷，让其在密闭的状态下，置于40℃的超声水浴中处理20min，滗掉正已烷（不能损失试样）。再用20ml正已烷按同样方法处理一次。脱脂后的试样在敞口的容器中放置12小时，挥干正已烷。

1.3.2 还原裂解

待试样中的正已烷完全挥干后。加入17ml预热至（70±5）℃的柠酸纳缓冲溶液，盖上塞子，轻轻振摇使试样湿润，在通风柜中将其置于已预热到（70±2）℃超声波水浴中，保持（15±2）min。

用2ml的吸量管加入1.5ml连二亚硫酸纳溶液，在70℃的温度下保持10min，再加入1.5ml连二亚硫酸纳溶液，在70℃的温度下保持10min。然后拿出反应器用冷水冲洗尽快冷却至室温。

1.3.3 提取

先将全部反应液转移到硅藻土提取柱中，静止吸收15分钟。在残留物中加入5ml叔丁基甲基醚和1ml20％的氢氧化纳甲醇溶液重新提取，把提取液倒入硅藻土提取柱中。分别用15ml、20ml、40ml叔丁基甲基醚三次冲洗试样，然后把提取液倒入硅藻土提取柱中。最后将滤液旋蒸至近干，用惰性气体吹干，加入2ml甲醇用于仪器分析。

1.4 仪器条件

1.4.1 定性 气相色谱质谱条件

7890A气相色谱：毛细管色谱柱HP-5MS 30m×0.2mm×0.25μm；进样口温度300℃；升温程序：色谱柱初始温度100℃保持1min，以40℃/min升至180℃保持1min，再以30℃/min升至300℃保持1min；载气：氦气，纯度≥99.999％，流速为1.2ml/ min高纯氦；进样方式：不分流进样，1.5min钟后开阀；进样量1μl。

5975C质谱条件:质谱接口温度280℃；EI源，230℃；扫描方式：SIM；电离电压：70eV；质量扫描范围50amu-500amu；溶剂延时：4min。

1.4.2 定量液相色谱条件

液相色谱仪U3000条件：色谱柱：C185μm, 250mm×4.6mm；流量：1.0mL/min；检测器：DAD二级管阵列。

流动相A：甲醇；流动相B：0.575g磷酸二氢铵+0.7g磷酸二氢钠，溶于1000ml二级水中，pH=6.9。

梯度：起始时用15％流动相A和85％流动相B，然后在45min内成线性地转变为80％流动相A和20％流动相B，保持5min。

2 结果与讨论

首先用气相色谱/质谱联用仪对23种禁用偶氮染料标准谱图的采集，建立以下数据作为禁用偶氮染料定性（阳性检测）时的参数。

表1　23种禁用偶氮染料的采集参数

续表1　

结合表1和图1可以看出，23种禁用偶氮染料在1.4的仪器条件下能够进行正确分离。

用含有禁用偶氮染料的深色皮革对上述方法进行验证，具体出峰情况见图2、图3、图4。

从图2分析可知出峰时间为18.74min的化合物与表1中18.75min时出峰的联苯胺出峰时间比较接近，疑似联苯胺，用液相色谱仪进行验证。

从图3可以看出在联苯胺在1.4.2条件下的出峰时间为17.86min。

从图4可以看出，在17.94min出现在同样的峰，经分析后确认，该物质为联苯胺。所以在以上条件下能够对样品中的联苯胺进行定性和定量的分析。

3 对方法的可行性进行验证

3.1 仪器检出限和方法检出限的测定

将联苯胺标准样品逐级稀释，根据本方法中所设定的检测条件进行测试，以质量浓度为横坐标，以目标物响应的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线并计算回归方程，根据信噪比S/N=3计算检出限。经过多次实验，最后确定仪器的检出限为0.5mg/kg。

根据仪器检测出为0.5mg/kg 按MDL的10倍进样浓度5mg/kg ，重复测定7次（按美国EPA进样量不少于7次）。

运用以下公式进行计算

公式1：

MDL=S×t(n-1,1-a=0.99)

式中：n=重负测定的加标样品数；S=n次加标样品的标准偏差；

t=自由度为n-1时的Student′s t值（可查表）；1-a为置信水平

公式2：

其中xi=每次测量的数值；

n=测量次数。

表2　加标浓度为5mg/kg联苯胺多次进样结果汇总表

MDL=S×t=0.1624×3.71=0.60mg/kg

加标浓度为5mg/kg＜10×MDL（6.0mg/kg）所以以上计算的MDL合适。

3.2 样品回收率的测定

将已知浓度的分析物加到样品中，按照预定的分析方法进行检测，测得的实际浓度减去原先未添加分析物时样品的测定浓度，并除以所添加浓度的百分率。

公式3：

回收率（R）％=(C1-C2)/C3

其中：C1是指加标之后测定的浓度；

C2是指加标之前测定的浓度；

C3是指加入目标物后的理论浓度。

表3　联苯胺的收回率测试

从表3分析可以看出，联苯胺的回收率在83.6％～95.1％之间，均大于标准中所规定的≥70％的要求，且回收率的大小与皮革的材质并无必然的联系。

可利用已知偏倚的国际或国家认可的参考方法来评定另一种方法的偏倚，或者利用两种方法按照相关测试程序对多种基体或浓度的典型样品进行测定，并用t-检验（t-test）对分析方法间的偏倚显著性进行评估，在样品浓度为10mg/kg≤p＜0.01％时，其回收率在80％-115％之间。[2]显然表3中所测试的回收率落在80％-115％的区间范围之内。

3.3 方法的精密度测试

本文采用标准偏差（S）进行测定，根据3.2得出的结论，样品的回收率大小与皮革的材质并无必然的联系，所以以下试验及其得出的数据均采用深色样皮革作为原料通过1.3的条件得出的数据。计算公式采用3.1中公式2中所列。

表4　联苯胺的精密度测试数据

从表4可以看出，在浓度为10mg/kg-100mg/kg之间，标准偏差为0.52mg/kg-1.87mg/kg。

3 结论

采用超声对皮革样品进行脱脂、还原裂解，可缩短整个反应时间，把原来的90min缩短为现在的55min，脱脂和还原裂解的时间缩短了35min。在缩短反应时间提高检测效率的同时，也提高了检测的回收率，由标准中规定的70％提高到了86.7％。回收率的提高将更加真实地反应样品中实际联苯胺的含量，使检测的数据更加接近真实值。按照上述方法进行测试，仪器的检出限为0.5mg/kg，方法的检测限为0.6mg/kg，在浓度为10mg/kg-100mg/kg之间方法的标准偏差在0.52mg/kg-1.87mg/kg之间。

参考文献：

[1] Kamal jit Singh.Sarbjit Singh Shupendra Singh Butola. The German ban-A Realistic appraisal[J]. Colourage. 2002 (1):43-47.

[2] M.Chakraborty,Sanjay Gupta.Some basic concepts of eco-textiles and status of banned dyes [J]. Colourage. 2001 (6):33 - 35.

[3] GB/T 19942-2005.皮革和毛皮,化学试验,禁用偶氮染料的测定[S].

[4] 合格评定,化学分析方法确认和验证指南[S].

作者简介：郁 葱（1982-）浙江海宁人，工程师，现从事纺织品新材料检测技术研究。

文献标识码：C

中图分类号：TS101.923

投稿日期：2015-11-22