新型驱蚊产品中35种挥发性致敏芳香剂的筛查方法及挥发规律研究

李红艳，胡玉霞，李长于，王 瑾

（1．浙江省产品质量安全科学研究院，浙江 杭州 310018；2．浙江经贸职业技术学院，浙江 杭州 310018；3．浙江方圆检测集团股份有限公司，浙江 杭州 310018）

蚊虫叮咬会引起皮肤红肿、瘙痒、皮炎，是疟疾、登革热等多种传染病的传播媒介，不仅影响正常生活，也严重威胁人们的健康［1－2］。因此，驱蚊产品成为夏季越来越多人的选择。近年来随着人们健康意识的增强，市面上除了蚊香、气雾杀虫剂、电热灭蚊液等传统灭蚊产品外，以天然植物精油为组分的驱蚊环、驱蚊贴、驱蚊扣、驱蚊液等新型驱蚊产品因天然、无农药添加而广受推崇，并用于儿童、孕婴等特殊人群。研究表明，薰衣草油、桉叶油、香茅油、薄荷油等植物精油对蚊虫具有良好的趋避效果［3－5］。

驱蚊产品作为有害生物防治剂受欧盟生物杀虫剂法规BPR（EU）No.528/2012管控。亚麻籽油、薰衣草油、薄荷油、香茅醛作为活性物质，埃卡瑞丁、避蚊胺等作为生物杀灭剂获欧盟委员会（EC）批准［6］。美国环保署（EPA）允许驱蚊产品中添加避蚊胺（DEET）、驱蚊酯、埃卡瑞丁、柠檬桉叶油等化学农药［7］，但美国儿科学会（AAP）不推荐儿童使用DEET含量大于30%的驱蚊产品和2个月以下儿童使用驱蚊产品，美国疾控中心（CDC）不推荐3岁以下儿童使用含柠檬桉叶精油的驱蚊产品［8］。目前香茅油作为低风险农药已获EPA批准，但规定部分产品无医嘱时不应给儿童使用，并应在产品标识中明示［9］。我国国家标准《家用卫生杀虫用品安全通用技术条件》（GB 24330－2020）仅适用于蚊香、喷剂喷雾类杀虫灭蚊产品，缺少与植物精油类新型驱蚊产品相适应的技术规范和检测方法［10］。

前期调研发现，具有趋避效果的多种天然植物精油含有香茅醇、薄荷醇、柠檬醛等致敏芳香剂［4，11］。研究表明，摄入单萜类、酚类和蒎烯衍生物等芳香剂可能引发肝肾毒性、内分泌紊乱，特殊人群接触致敏芳香剂可能出现荨麻疹、瘙痒等过敏性皮肤炎症，过量吸入可引起眼鼻灼烧、刺痛等感觉刺激及哮喘反应［12－14］。近年来，有关致敏芳香剂检测方法的研究报道多见于玩具、化妆品、纺织品等领域，主要采用气相色谱－质谱法（GC－MS）［15－19］、气相色谱－串联质谱法（GC－MS/MS）［20］、高效液相色谱法（HPLC）［21］、液相色谱－串联质谱法（LC－MS/MS）［22－23］。气相色谱－串联质谱法具有抗干扰能力强、灵敏度高等优势，适用于复杂样品中挥发性致敏芳香剂的测定。目前，驱蚊产品中致敏芳香剂检测方法和使用过程中挥发规律的研究鲜有报道。婴童在使用新型驱蚊产品时存在靠近呼吸器官或接触皮肤的情况，因此研究挥发性致敏芳香剂不同使用时间的挥发规律，可为进一步开展产品风险评估提供数据支持，为消费者提供使用指导。本文以多种驱蚊产品为研究对象，基于顶空/气相色谱－串联质谱法对新型驱蚊产品中35种挥发性致敏芳香剂开展了筛查和挥发规律研究。

1 实验部分

1.1 仪器与设备

7890B－7000D GC/TQ气相色谱串联质谱联用仪（美国Agilent公司，带NIST商业数据库）；TurboMatrix40Trap 40位顶空进样器（美国Perkin Elmer公司）；WGII－230BE电热鼓风干燥箱（上海奥析科学仪器有限公司）；顶空进样瓶（20 mL），配铝盖及聚四氟乙烯/硅密封隔垫。

1.2 材料与试剂

甲醇（色谱纯，美国Merck公司）。35种致敏芳香剂标准品名称见表1，分别购自AccuStandard、TRC、Chem service、Dr.Ehrenstorfer GmbH、上海安谱及北京振翔等公司。

实验样品为电商平台采购的37个不同品牌驱蚊产品，其中驱蚊贴（以T表示）9个、驱蚊扣（以K表示）3个、驱蚊环（以H表示）14个、驱蚊凝胶（以J表示）5个、驱蚊液（以Y表示）6个。

1.3 标准溶液配制

准确称取各标准物质10 mg（精确至0.000 1 g）于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度摇匀，配制成质量浓度为1 000 mg/L的单标储备溶液，储存于棕色储液瓶中（4℃冰箱避光保存）。用甲醇稀释配制成10 mg/L的混合标准使用液，用于仪器条件优化。

1.4 样品处理

将驱蚊贴、驱蚊扣、驱蚊环样品剪碎（2 mm×2 mm左右）。准确称取各类驱蚊产品1.0 g（精确至0.01 g），置于20 mL顶空进样瓶中，立即加盖密封，用于筛查和半定量分析。另选择典型驱蚊贴和驱蚊扣（无需剪碎）样品置于40℃恒温箱中，放置0～72 h，剪碎后取1.0 g于20 mL顶空进样瓶中，立即压盖密封，用于挥发规律分析。

由于部分致敏性芳香剂在实验顶空条件下不易挥发，本实验对标准溶液采用液体模式进样，用于各目标化合物的定性分析。

1.5 仪器条件

顶空条件：平衡温度为40℃；平衡时间为35 min；加压时间为2 min；定量环温度为50℃；传输线温度为60℃；进样时间为0.05 min。

色谱条件：色谱柱为中等极性色谱柱Agilent DB－17MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升温程序：起始温度40℃，保持1 min，以5℃/min升温至200℃，保持4 min；分流比为5∶1；载气为高纯氮气（＞99.999%），流速为1 mL/min；进样口温度为250℃；传输线温度为250℃。

质谱条件：离子源为电子轰击（EI）源，电离能量为70 eV；离子源温度为280℃；溶剂延迟3 min；检测模式：多反应监测（MRM），增益5。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件优化

本研究的35种致敏芳香剂包含醛、酯、醇、酮、醚、烯烃类等多种化合物，不仅极性差别大，还有6-甲基香豆素和7-甲基香豆素等同分异构体。考察了HP－5MS、VF－WAXms、DB－17MS 3种相同尺寸（30 m×0.25 mm×0.25 μm）不同极性色谱柱对35种致敏芳香剂的分离效果。结果发现，离子碎片相同的6-甲基香豆素和7-甲基香豆素在HP－5MS色谱柱上无法分离。强极性色谱柱VF－WAXms可以较好地分离同分异构体，但不适用于分析沸点较高的物质［20］。DB－17MS色谱柱能够实现6-甲基香豆素和7-甲基香豆素的基本分离，且在分离多种致敏芳香剂中的应用已见报道［19－20］。35种致敏芳香剂的沸点相对较低，VF－WAXms和DB－17MS两款色谱柱均能满足分析要求，对于共流出的化合物可通过不同的特征离子进行定性定量，本文选择DB－17MS色谱柱进行后续分析。35种致敏芳香剂的总离子流色谱图见图1。

图1 35种致敏芳香剂的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of 35 allergic fragrances the numbers of analytes were the same as those in Table 1

进一步对35种致敏芳香剂的质谱条件进行了优化，通过全扫描模式，选择每种化合物丰度较高、分子质量较大的离子作为母离子。通过子离子扫描选择丰度较高的二级碎片离子作为子离子，同时避开共流出化合物之间的共有离子，从而确定每种化合物的定量和定性离子对，结果见表1。其中标识“*”的16种化合物为欧盟玩具新指令TSD 2009/48/EC禁用清单中的致敏芳香剂［24］。

表1 35种致敏芳香剂的信息、质谱参数及产品筛查情况Table 1 Chemical informations，MS parameters of 35 allergic fragrances and the screening results of samples

2.2 样品含量分析

2.2.1 不同平衡温度下的样品筛查考察了不同平衡温度对筛查结果的影响。为增加仪器响应强度，对样品中可能的挥发性致敏芳香剂进行较全面的筛查，选择100℃为平衡温度，顶空平衡时间及色谱分析时间均为35 min。选择代表性空白硅胶进行加标实验，用于考察各目标化合物的最小响应峰面积（信噪比S/N≥3）。结果显示，37个驱蚊样品中共筛查出26种致敏芳香剂，27%以上的样品中检出蒎烯、苯甲醛、萜品油烯等15种致敏芳香剂，所有样品均检出α-蒎烯和D-柠檬烯。进一步考察了夏季使用极限温度条件，以40℃为平衡温度、35 min为平衡时间进行定向筛查。该条件下共检出α-蒎烯、β-蒎烯和D-柠檬烯等14种致敏芳香剂（见表1）。40℃平衡温度下苯甲醛、D-柠檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、萜品油烯、薄荷醇、芳樟醇、樟脑及水杨酸甲酯在样品中的检出率最高，大于24.3%。

以儿童用驱蚊贴和驱蚊扣为例，比较了不同顶空温度下各目标化合物的响应强度（平衡时间35 min），结果见表2。由表2可见，40℃平衡温度下8种挥发性致敏芳香剂的响应强度为100℃的0.30%～34.5%，100℃平衡温度时这些物质在驱蚊产品中的含量较高，这是由于温度越高，易挥发性成分挥发越快。文献表明α-蒎烯、β-蒎烯、D-柠檬烯等挥发性致敏芳香剂对蚊虫具有较强的趋避活性［25－26］，通过特殊工艺可使含有上述物质的新型驱蚊产品缓慢释放有效成分，从而延长使用时间。因此，在实际使用中应考虑该类产品经吸入或接触可能造成的致敏风险。

表2 不同顶空温度对响应强度的影响Table 2 Effect of different headspace temperature on response intensities

2.2.2 极限使用条件下的半定量分析对37种驱蚊产品在极限使用条件（40℃平衡温度）下的筛查结果进行半定量分析，结果如图2。图中横坐标代表检出物质，纵坐标代表样品，不同颜色的符号代表MRM模式下色谱峰的响应面积。40℃顶空条件下共筛查出14种致敏芳香剂，分别在40%、54%、51%的样品中检出α-蒎烯、β-蒎烯和D-柠檬烯的响应强度大于104，1个驱蚊凝胶和2个驱蚊贴中α-蒎烯的响应强度大于106，除驱蚊扣外，其它产品中均检出D-柠檬烯，响应强度大于106；89%的样品中检出苯甲醛，响应强度均小于104；5个驱蚊手环中检出水杨酸甲酯，响应强度大于104；个别样品中检出香茅醇、石竹烯、柠檬醛和肉桂醛等，响应强度小于103。可见，除苯甲醛外，具有趋避蚊虫效果的α-蒎烯、β-蒎烯、D-柠檬烯、萜品油烯、樟脑、薄荷醇等成分［3，25－27］是新型驱蚊产品中检出率最高的易挥发性致敏芳香剂。

图2 样品中检出的14种挥发性致敏芳香剂的半定量结果Fig.2 Semi quantitative results of 14 volatile allergic fragrances detected in samples

2.3 挥发规律研究

为进一步研究驱蚊产品在极限使用温度下挥发性致敏芳香剂的挥发情况，选择婴童用驱蚊贴和驱蚊扣作为典型样品，在40℃条件下放置不同时间，考察了样品中检出率高、响应强度大的α-蒎烯、β-蒎烯、D-柠檬烯、薄荷醇、樟脑的挥发规律。如图3所示，两类样品呈现类似的挥发规律。α-蒎烯、β-蒎烯、D-柠檬烯放置0～12 h时的响应强度呈显著降低趋势，12 h时的响应强度为初始时的20%～21%，后续放置不同时间时挥发缓慢，72 h时α-蒎烯和β-蒎烯的响应强度为初始时的2.5%～3.0%，D-柠檬烯为0.1%；而薄荷醇和樟脑挥发缓慢，72 h后测得响应强度为初始时的40%以上。部分新型驱蚊产品标识有效驱蚊时间可达数天甚至数周，可能与含有作为有效驱蚊成分［3，27］但挥发缓慢的薄荷醇和樟脑等活性成分有关。

图3 不同放置时间对5种致敏芳香剂响应强度的影响Fig.3 Effect of open using time on response intensities of 5 allergic fragrances

3 结论

本研究建立了测定新型驱蚊产品中35种挥发性致敏芳香剂的顶空/气相色谱－串联质谱法，对新型驱蚊产品开展了不同平衡温度下的筛查和极限使用温度条件下典型挥发性致敏芳香剂的挥发规律研究。结果表明，α-蒎烯、β-蒎烯、D-柠檬烯、萜品油烯和薄荷醇等是新型驱蚊产品检出率高、响应强度大的易挥发性致敏芳香剂。以不同植物精油为有效成分的新型驱蚊产品，可能通过不同成分挥发规律的不同达到持续驱蚊效果，易过敏体质或有呼吸系统疾病的人群应慎用该类产品。本研究为后续开展该类产品中致敏芳香剂的定量分析和化学风险评估提供了参考依据。