浅析欧盟禁用偶氮染料检测新标准液液萃取方法的优化

文/孙卓群 叶雅悠 虞鹤群

1 引言

偶氮染料是纺织服装在印染工艺中应用最广泛的一类合成染料。人体长期接触含有禁用偶氮染料的服装，可能会引起人体病变和诱发癌症。

2017年2月，欧洲标准化委员会（CEN）更新并出版了用于测定纺织品中限制性芳香胺的新方法——ISO 14362-1/3：2017[1]并描述了分析程序的改进以及结果解释的指导。

本文就ISO 14362-1：2017附录E（以下简称附录E）中的液液萃取方法进一步优化，并对优化方法的萃取回收率、精密度、阳性样品的实际应用进行了方法验证。

2 ISO 14362-1：2017附录E前处理方法的解读

2.1 取样与制样

在取样与制样环节，最大的难点是对样品是否需要回流脱色有一个初判。无需脱色即可使用还原剂的偶氮染料多用于颜料染色或纤维素纤维（如棉、粘胶）、蛋白质纤维（如羊毛、丝绸）和合成纤维（如聚酰胺、丙烯酸）上色。需脱色的偶氮染料用于使用分散染料的人造纤维（如聚酯、聚酰胺、醋酸酯、三醋酸酯、丙烯酸和氯仿）上色。

我们可以使用燃烧法，通过观察火焰、烟雾颜色、残渣状态，闻气味等方式来辨别纤维种类。称取0.6g样品，对需要脱色的样品剪成利于捆绑的条状，对直接还原的样品剪成5mm×5mm的小片。

2.2 染料脱色

该过程样品被悬挂在圆底烧瓶上方用25mL二甲苯回流脱色至少40min至完全褪色。若样品数量较多，一次性能回流的数量有限，加上需要冷却，处理大量样品消耗的时间较长。

在FZ/T 01133—2016 《纺织品 禁用偶氮染料快速筛选方法》[2]附录B中提供了一种聚酯纤维样品的预处理方法。称取1.0g试样，置于加速溶剂萃取仪中，选用丙酮作为萃取溶剂，萃取温度120℃，萃取3次，每次1min。加速溶剂萃取仪为全自动化式设计，样品处理通量大，萃取效率高，适合现有气相色谱、液相色谱、气质联用等分析仪器样品预处理。可大大缩短萃取时间，提高萃取效率，减少萃取溶剂用量，显著降低了单个样品的提取费用。实验室可根据自身样品数量、经费状况酌情使用。

2.3 浓缩和转移

附录E中规定，在45℃～75℃条件下，用旋转蒸发装置浓缩二甲苯萃取液至小体积，氮吹，分2次加1mL甲醇将残余物转移至反应器。但浓缩通过旋转蒸发仪只能逐个进行，染料转移需使用甲醇将着色剂从圆底烧瓶转移到反应瓶。整个过程消耗了大量的人力和时间，效率低下且圆底烧瓶清洗困难。可以考虑使用多通道平行浓缩仪代替传统的旋转蒸发装置，平行浓缩仪不需要连续监视，蒸发时间短，能批量处理，大大提高了检测效率。

2.4 还原裂解

此步骤在反应器中加入8 mL预热至70 ºC的柠檬酸钠缓冲溶液，浸润，置于70 ºC，反应30 min，加入2 mL连二亚硫酸钠水溶液并混匀，置于70 ºC，反应30 min，取出，2 min内冷却至室温。

2.5 芳香胺的分离和浓缩

附录E的步骤为：在反应器中加入0.5mL 40% NaOH水溶液，7g NaCl，3mL含内标的叔丁基甲醚，在空气摇床上振荡（15±1）min，离心分层，取上层清液进行GC/MS检测。该过程是液液萃取法的核心步骤，本文的优化方法就此展开讨论。

表1 不同提取方式回收率%

2.5.1 提取方式的影响

附录E的液液萃取法使用空气摇床振荡15min（以下简称空气摇床法）代替正文方法中用硅藻土柱提取、浓缩、氮吹的步骤，大大缩短了前处理所用时间，减少了有机试剂的使用量。

本文提出一种新的液液萃取方式与附录E的液液萃取方式进行加标回收率对比。可将空气摇床机械振荡15min的步骤用旋涡振荡器充分混合60s替代（以下简称旋涡振荡法），旋涡振荡器一般实验室均有配备。它能将所需混合的任何液体、粉末以高速旋涡形式快速混合，混合速度快、均匀、彻底，最高转速可达3000r/min。

表1为相同条件下加入8mL柠檬酸钠缓冲溶液、2mL水、0.5mL 40% NaOH水溶液、7g NaCl、3mL含内标叔丁基甲醚，分别使用旋涡振荡法和空气摇床法对24种芳香胺（30μg）的加标回收率结果。重复性试验n=7，RSD均小于5%。

试验证明，采用旋涡振荡法能够进一步简化流程，缩短前处理时间，且操作简单，混合充分，各组分芳香胺的回收率均略高于空气摇床法，可完全取代空气摇床机械振荡这一步骤。此外，在ISO 14362-3： 2017和GB/T23344—2009[3]检测4-氨基偶氮苯的程序中，使用空气摇床机械振荡45min的步骤也可相应沿用。这一程序的优化，既节约检测时间，又提高了核心步骤的回收效率，避免阳性样品的漏检。但该方法仅用于快速筛选，一旦出现结果大于检出限5mg/kg时，仍需使用正文方法重新测试。

2.5.2 不同提取方式的阳性样品验证

选出3批次具有代表性的阳性样品，各取8份平行样，分别使用空气摇床法和旋涡振荡法进行验证。测试结果见表2。

表2 阳性样品不同测试方法结果比较

由此可见，对于不同材质的样品，不同种类的芳香胺，不论是4-氨基偶氮苯的检测方法还是其他芳香胺的检定，均可以使用旋涡振荡器混合60s进行芳香胺的提取。作为一种日常方法，可以保证不漏检，且与附录E方法测得结果基本一致。该方法从一定程度上降低成本，节约时间，适合实验室内部快速测试。

3 结果与讨论

本文对2017年更新的标准ISO14362-1中的附录E进行了前处理操作流程的优化，提出使用加速溶剂萃取仪、多通道平行浓缩仪等设备提高脱色和浓缩的工作效率。还提出了使用旋涡振荡器来提取24种芳香胺。该方法结果准确，方便快捷，降低试验成本，提高样品回收率，可应用于日常大量样品的快速测试。参考文献：

[1]ISO 14362-1/3： 2017 Textiles — Methods for determination of certain aromatic amines derived from azo colorants[S].

[2]FZ/T 01133—2016纺织品 禁用偶氮染料快速筛选方法[S].

[3]GB/T23344—2009纺织品 4-氨基偶氮苯的测定[S].