高效液相色谱串联质谱测定染料的方法

史琪

（上海天祥质量技术服务有限公司，上海 200237）

0 前言

我国不仅是合成染料生产大国，也是全球最大的合成染料消费国和需求国[1]，截至2020年末，我国染料行业表观消费量59.66万吨，较上年增加1.17万吨，同比增长2%，总体稳中有升。染料作为一种重要的工业原材料，广泛用于各种消费品生产，包括服装、鞋帽、食品包装、油墨、皮革和造纸等[2]。在这些应用领域中，染料绝大部分应用于各种纤维的着色，约占总产量的90%，其中分散染料和活性染料这两种染料产量约占总产量的75%。

染料的应用越来越广泛，逐渐成为人们日常生活中的必需品，然而染料的安全性是不可忽视的重要问题，其中最严重的问题是染料的致癌性。致癌染料内容定义包括两项[3]：一项是偶氮类染料，在与人体皮肤接触时，由于人体新陈代谢产生了还原性物质，破坏了偶氮结构生成氨基，产生的芳香胺具有致癌性；另一项是在染料合成中，中间体芳香胺或者其同素异构体反应较慢或不完全，容易造成中间体的残留，形成了致癌性染料。

建立纺织品中致癌致敏染料以及其他禁用染料的测试方法，对促进纺织业生态化发展和保护人体健康安全具有重大的意义。目前，其检测方法有高效液相色谱法（HPLC）[4]、高效液相色谱-质谱法（LC-MS）[5]、气相色谱-质谱法（GS-MS）[5]、高效液相色谱-串联质谱法（LC-MS-MS）[6]以及其他先进检测技术。其中，LC-MS-MS法凭借选择性高、灵敏度高、准确性高和速度快等优势[7]，在染料检测中受到国内外研究者的广泛关注和青睐。

本文将建立分散染料及其他染料的高效液相色谱-串联质谱检测方法。该方法具有提取效果好、回收率高、检测限值低、范围大和杂质干扰少等特征[8]，能够对染料进行准确的定性和定量分析，符合欧洲标准指令。

1 试验部分

1.1 仪器设备与化学试剂

1.1.1 仪器设备

高效液相色谱串联质谱仪，配有Triple Quad 4500型电喷雾离子源；可超声控温水浴；具帽试管；容量为2 mL的注射器；孔径为0.45μm的PTFE膜材过滤器。

1.1.2 化学试剂

甲醇、乙腈（均为色谱级）；超纯水；乙酸铵；各种染料标准品。

分别称取各染料标准品，溶于甲醇，可适当超声使其充分溶解，并定容为单标标准储备溶液；分别移取单标标准储备溶液，用甲醇定容，配制成2 mg/L的混合标准中间储备溶液；上机前，用甲醇与水体积比为1∶1的溶液稀释，配制成质量浓度为0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.40 mg/L的标准工作溶液。

1.2 样品处理

准确称取0.50 g试样（精确至0.01 g），置于具帽试管中，准确加入7.5 mL甲醇，加塞密闭；置于超声波浴中70℃提取30 min后，冷却至室温，用一次性注射器将样品溶液通过0.45μm PTFE过滤器过滤至样品小瓶中，用V（甲醇）∶V（水）=1∶1的溶剂稀释10倍后进行LC-MS/MS分析。

1.3 仪器分析条件

1.3.1 色谱条件

C18型色谱柱，2.1 mm×150 mm，3.5μm粒径。流速0.3 mL/min；柱温40℃；流动相：A表示物质的量浓度为5 mmol/L乙酸铵水溶液；B表示乙腈；进样体积10μL；洗脱程序：0～2 min，95%A；2～10 min，95%～2%A；10～15 min，2%A；15～15.1 min，2%～95%A；15.1～20 min，95%A，停止。

1.3.2 质谱条件

ESI离子源，离子源温度500℃，电压±4 500 V，检测模式为多反应监测正负离子模式（MRM），染料化合物质谱离子及其他仪器参数见表1。

表1 各个染料化合物质谱离子及其他仪器参数

续表1 各个染料化合物质谱离子及其他仪器参数

2 结果与讨论

2.1 溶剂选择

目前，国内外大部分法规及标准使用的溶剂均为甲醇，部分国际标准使用其他溶剂，如ISO 16373-2:2014《纺织品染料第2部分:包括致敏和致癌染料在内的可提取染料的测定用一般方法（使用吡啶-水法）》标准使用吡啶；国家标准方法是针对其中几个物质，使用二甲苯、氯苯或者乙醇等。本文选用甲醇作为萃取试剂，主要是因为其具有普适性，对大部分样品及标品的溶解性较好。

2.2 方法学验证

2.2.1 标准曲线绘制

配制5个浓度的标准线性点，以峰面积和浓度分别为Y、X轴，作线性方程，结果见表2。从表2中可以看出，浓度与峰面积呈良好的线性关系，其相关系数R2可以达到0.995以上。

表2 染料的线性关系及相关系数

2.2.2 准确度和精密度测定

称取0.5 g样品，分别添加一定浓度的标品，以3个浓度点分别制成6个平行样品，按照样品处理方式萃取样品；分3天进行回收添加试验，测定其回收率及相对标准偏差。染料精密度RSD及准确度回收率的具体结果见表3。

由表3可见：染料的回收率在94%～108%，说明准确度较好；RSD在1.7%～8.9%之间，表明精密度也较高。

表3 染料精密度、准确度及回收率

2.2.3 方法检出限

检出限取3倍信噪比分析，测得27种染料检出限范围在0.5 mg/kg左右，可以满足国标对部分染料的测试要求，结果见表4。

表4 染料检出限

续表3 染料精密度、准确度及回收率

3 结论

本文介绍的HPLC-MS-MS测定纺织品染料的方法，检出限低，测试时间短，可以同时测试多种物质，且操作简单，精密度和准确度都较高，可以满足目前国内外标准对染料限值的要求。