皮革制品中偶氮染料和芳香胺的检测

李建平

（河北省廊坊市生态环境局三河市分局，河北 三河 065206）

目前，全球有3 000种偶氮染料在使用，占全球商业染料市场的65%以上。偶氮染料可能会通过汗液被皮肤吸收[1-3]。在一定条件下，一些偶氮染料可以分解并释放芳香胺（例如，当它们被肠道细菌菌群、肝细胞、肝外组织和表皮细胞中的偶氮还原酶还原时），其中一些是潜在的或已证实的致癌物质[4-6]。经几项流行病学研究表明，接触偶氮基染料会引发癌症。虽然人们已经探索出直接测定偶氮染料的方法，但由于可能的染料数量众多，而且几种染料在工业应用中会联合使用，因此选择测定染料还原后产生的芳香胺是一种更有效的方法[7-9]。不论染料或染料的组合，都可以通过还原提取物中存在的目标芳香胺表明样品中存在一种或多种被禁用的偶氮染料。2002年欧盟对偶氮染料的销售和使用进行了限制，确定其浓度要低于30 μg/ g。在中国，2，4-二甲苯胺和2，6-二甲苯胺被国家标准（GB/ T 17592-2006）禁止使用[10-11]。

1 材料和方法

1.1 化学药品和试剂

本研究所用的溶剂均为HPLC/MS级。氢氧化铵、二亚硫酸钠、无水甲醇、氢氧化钾、24种标准芳香胺和20种标准偶氮染料购自Sigma试剂公司，C18硅胶HPTLC板购买自Sorbent Technologies（Norcross，GA，USA）；HPLC购自Fisher公司。

1.2 样品提取及处理

从百货公司购买了120种皮革制品，每种取3 g，切成小块，用新鲜制备的无水甲醇/氢氧化钾（56.1 mg/mL）9：1（v/ v），在Dionex ASE 300加速溶剂萃取器中提取。提取过程是在34 mL的提取细胞内插入玻璃纤维过滤器，然后在细胞中加入1 g硅藻土粉（DE）。将3 g样品插入细胞中，并使用插入工具紧密包装。通过5分钟的静态加热、5分钟的溶剂冲洗、100秒的吹扫、1 500 psi的压力和100 ℃的温度条件进行萃取，总提取时间为20 min/样。提取液冷却至室温，用提取溶剂补充体积至80 mL。提取液分为两部分，其中一部分10 mL用于直接光谱和色谱分析，其余70 mL用于还原过程得到的芳香胺。

将上述各个样品的加速溶剂萃取物用旋转蒸发器干燥，然后在预热至70 ℃、pH值为6的柠檬酸缓冲溶液中转入反应管。用超声浴将样品充分混合，在70 ℃下保存30 min。然后加入3 mL二亚硫酸钠水溶液，加热30分钟，使偶氮染料裂解成相应的芳香胺。反应管冷却至室温，用2×20 mL甲基叔丁基醚萃取。MTBE层用无水硫酸钠过滤，浓缩到大约1 mL。然后用MTBE调节样品溶液体积至5 mL，用气相色谱（GCMS）分析。

1.3 气相色谱质谱（GCMS）分析

通过二亚硫酸钠还原释放上述芳香胺的样品提取液，使用Agilent 7890B/5977A GCMSD系统进行分析。不分裂进样1 μL，温度从55 ℃升至250 ℃，速度为15 ℃/min。在70 eV的电子电离模式下获得了质谱。用24个芳香族胺标准建立了定性和定量方法。采用外标法和加标法计算样品中芳香胺的浓度（见图 1）。采用MassHunter软件建立检测定量限（LOD和LOQ），分别为1.2 ppm和12.0 ppm。采用3个重复的偶氮染料计算反应回收率和还原效率。结果表明，反应效率和回收率均大于85%。

图1 24种标准芳香胺混合物的总离子色谱

1.4 高效薄层色谱（HPTLC）分析

采用方形Nano-Sil C18反相HPTLC板（10 cm×10 cm，紫外指示剂）。流动相为乙腈和氢氧化铵95：5（v/v）。使用CAMAG自动TLC进样器4（CAMAG，Muttenz，Switzerland）将10 μL的样品喷在离平板底部15 mm处的条带（8 mm）上。采用饱和自动ADC2腔室进行色谱显像。显影板预处理时间为5分钟，干燥时间为5分钟。用摄像机分别记录254 nm、366 nm和白光下的图像。

2 结果与讨论

2.1 芳香胺的GCMS定量分析

对120个样品中的芳香胺进行了定量分析，120份样本中有46份没有检测到芳香胺，这表明没有任何偶氮染料。74个样品的芳香胺浓度大于2 μg/g（ppm），其中18个样品的芳香胺浓度超过国际组织规定的20 ppm。18个样品中，除了棕色样品产生了2种不同但相关的芳香胺外，其余样品都只产生了1种芳香胺。18个样本中，只有1个为蓝色，4个为黑色，1个为棕色，6个为紫色，2个为粉红色，4个为红色。其中，黑色皮革中芳香胺的平均浓度最大，分别为388 μg/g、152 μg/g、119 μg/g和98 μg/g，其次为棕色、红色、紫色、粉色和蓝色。

2.2 HPTLC分析

对18个样品进行HPTLC分析，染料成分的信息如图2所示。1号样品为蓝色，显示出一个弱蓝色带和一个强紫色带。样品2、3、4、5为黑色，其TLC迁移比较相似。6号样品是唯一的棕色聚酯织物，显示了四个带，主要颜色是红色和蓝色，一起则显示棕色。7、8、9、10、11、12号样品为紫色，每个紫色皮革样品都有独特的TLC模式，没有明显的相似性。两个粉红色的样品（13和14）具有相似的流动性。4个红色样品中，15、16、17、18号在HPTLC中均显示不同的图谱。

图2 18个偶氮染料样品的HPTLC图像

3 结论

结果表明，74个样品产生了低浓度的芳香胺混合物，18个样品产生了超过200 ppm的芳香胺。其中，黑色皮革中芳香胺的平均浓度最大，分别为388 μg/g、152 μg/g、119 μg/g和98 μg/g，其次为棕色、红色、紫色、粉色和蓝色。近年来，随着人们对日用消费品的日益关注，皮革中芳香胺的痕量分析变得越来越重要。