医用口罩中致癌芳香胺染料检验方法研究

马海播 赵晓冬 刘芳

【摘要】为了检测染色类医用口罩中可能存在的致癌芳香物，建立了气相色谱-三重四极杆串联质谱测定20种芳香胺的分析方法。染色类医用口罩中的偶氮染料在（70±2）℃经预处理后还原为芳香胺，向反应器中加入10 mL的2，4，5-三氯苯胺内标工作溶液，振摇10 min，再加入1 g无水硫酸钠除水，取上层清液过0.45μm滤膜，以气相色谱-三重四极杆串联质谱法（GC-MS/ MS），在多反应离子监测（MRM）模式下检测，以内标法定量。目标物在各自浓度范围内线性关系良好（r>0.9965），在1.0、5.0、10.0μg/L三个加标水平下的回收率为90.94%～110.96%，相对标准偏差（RSD）为0.1%～5.6%，检出限（LOD）为3.66×10-5～1.00×10-1 mg/kg，定量下限（LOQ）为1.22×10-4～1.00 mg/kg。该方法简便快捷，灵敏度高，可用于染色类医用口罩中芳香胺的快速检测。

【关键词】染色类医用口罩；气相色谱-三重四极杆串联质谱法；芳香胺；禁用偶氮染料；多反应离子监测

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.05.028

【基金项目】辽宁省市场监督管理局科技项目（2022ZC004）。

Study on the Detection Method of Carcinogenic Aromatic Amine Dyes in Medical Masks

MA Haibo， ZHAO Xiaodong， LIU Fang

（Shenyang Institute for Food and Drug Control， Shenyang 110122， China）

Abstract： In order to detect possible carcinogenic aromatizations in medical masks，An analytical method for the determination of 24 aromatic amines by gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry was established. The azo dye in the stained medical mask was reduced to aromatic amine after pretreatment at （70±2）°C， and 10 mL of 2，4，5-trichloroaniline internal standard working solution was added to the reactor， shaken for 10 min， and then 1 g of anhydrous sodium sulfate was added to remove water， the upper superna-tant was taken over a 0.45μm filter membrane， and the gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry（GC-MS / MS） was added to the reactor， detected in multi-reactive ion monitoring （MRM） mode， and the internal standard was measured. The targets have a good linear relationship （r>0.9965） in their respective concentration ranges， recoveries of 90.94%～ 110.96% at 1.0， 5.0， 10.0μg/L levels， and the RSD is 0.1%～5.6%， detection limits （LOD） is 3.66×10-5～1.00×10-1mg/kg， and lower quantitative limits （LOQ） is 1.22×10-4～1.00 mg/kg. This method is simple and fast， high sensitivity， can be used for the rapid detection of aromatic amines in dyed medical masks.

Key words： stained medical mask； gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry； aromatic amines； disabled azo dyes； multi-reactive ion monitoring

近期，市场上涌现出大量染色类医用口罩。无论是一次性医用口罩、医用外科口罩，还是医用防护口罩的检测标准均未对口罩中的禁用偶氮染料限度进行规定[1-3]。使用印花染色口罩的安全性未知。偶氮染料本身无致癌性，但一些分子与人体接触后，会被皮肤以及呼吸道吸收，发生还原反应形成致癌或疑似致癌芳香物，成为人体癌变的一大诱因[4-5]。因此对印花染色医用口罩中禁用偶氮染料的检测应引起重视。目前较为常见的是单四极杆气相色谱质谱联用法（GC-MS）检测禁用偶氮染料[6-8]，而气相色谱-三重四极杆串联质谱的应用鲜有报道。气相色谱-串联质谱法（GC-MS/MS）具有选择性好、定量定性准确度高的特点，且在多级反应检测模式（MRM）下能同时满足待测物的选择性和灵敏度要求[9-12]。由于偶氮染料中的偶氮基与多种烃基共轭相连，部分偶氮化合物会有多种同分异构体，其相对分子质量相同、极性相差不大、质谱的特征离子相同，在分析此类化合物时可能会出现“假阳性”现象[13]。因此本文拟對目标化合物进行多反应检测，仅对特异性离子对进行筛选，高效地提高了检测的准确度。

本文通过参考现行纺织品标准方法中的前处理条件[14]，优化色谱、质谱方法，采用GC-MS/MS法，结合保留时间、特征离子的相对丰度比、谱图检索信息和峰面积对芳香胺进行定性以及定量分析，仅采集特定离子信息，可以很大程度提高被测成分的分辨率和灵敏度。

1试验部分

1.1仪器与试剂

仪器：GC-MSW 456TQ气相色谱-质谱联用仪（美国Scion公司）；AS-1N振荡器（日本亚速旺公司）；恒温水浴锅（德国memmert公司）；反应器（具塞密闭，约60 mL，由硬质玻璃制成管状）；MSA6.6S-0CE-DM型电子天平（德国Sartorius公司）。

试剂：甲醇（色谱纯），乙酸乙酯（色谱纯），柠檬酸盐缓冲溶液（取12.526 g柠檬酸和6.320 g氢氧化钠，溶于水中，定容至1000 mL），连二亚硫酸钠水溶液（200 mg/mL）新鲜制备。

标准品：20种致癌芳香物（见表1，德国DR，Ehrenstorfer公司），内标2，4，5-三氯苯胺（德国DR，Ehrenstorfer公司），实验用水为超纯水，由Milli-Q超纯水系统（德国Merck Millipore公司）制备。

1.2试验方法

1.2.1还原裂解反应

取有代表性试样，剪成约5 mm×5 mm的小片，混匀。从混匀样中称取试样1.0 g，精确至0.01 g，置于反应器中，加入17 mL预热到（70±2）℃的柠檬酸盐缓冲溶液，将反应器密闭，用力振摇，使所有试样浸入液体中，置于（70±2）℃的恒温水浴锅中保温20 min。然后打开反应器，加入3.0 mL连二亚硫酸钠溶液，并立即密闭振摇，再将反应器于（70±2）℃中保温20 min，取出后2 min内冷却至室温。

1.2.2萃取分离

向反应器中准确加入10 mL 2μg/mL的2，4，5-三氯苯胺内标溶液，将反应器密闭，用力振摇混匀后于机械振荡器中沿轴向振荡10 min，静置，再加入约1 g无水硫酸钠，待两项分层后，取上层清液过0.45μm有机滤膜，进行GC-MS/MS测定。

1.2.3质谱条件

色谱柱：DB-5 MS（30 m×0.25 mm，0.25μm）；采集方式：多反应监测（MRM）模式；进样口温度：270℃；传输线温度：270℃；离子源温度270℃；升温程序：初始温度60℃，保持1 min，以12℃/min升温至210℃，以15℃/min升温至230℃，以3℃/min升温至250℃，最后以25℃/min升温至280℃；进样方式：不分流进样；进样量：1.0μL；载气：氦气（99.999%）；柱流量：1.0 mL/min；淬灭气：氦气（99.999%）；流量：1.5 mL/min；溶剂延迟时间：5 min；定量方式：内标法。

2结果与讨论

2.1质谱条件的优化

使用10μg/mL的芳香胺混合标准工作液在质核比（m/z）为50～500范围内进行全扫描，选择m/z较大、丰度较高的1～2个特征离子为前级离子，对其进行碎裂离子扫描，碰撞电压为1～60 eV，每隔5 eV递增。选择丰度较高的离子对为定量离子对，再选择丰度较小的离子对为定性离子对。最佳MRM采集参数如表1所示。

2.2萃取时间的选择

實验中采取的提取方式为沿轴向机械振荡的方式，分别比对不同振荡时间3 min、5 min、10 min和15 min对有色口罩中致癌芳香物的萃取效果。结果见图1。结果表明提取时间为10 min时提取效果最佳。

2.3线性范围

以2μg/mL的内标工作溶液，配制不同浓度的混合标准品溶液，GC-MS/MS直接测定。以标准工作液中芳香胺浓度/标准工作液中内标的浓度为横坐标x，芳香胺的峰面积/内标的峰面积为纵坐标y绘制标准工作曲线，所得回归方程及相关系数结果见表2。20种分析物在0.46～21.49μg/mL的线性范围内具有良好的线性关系，相关系数r均大于0.995。

2.4检测限与定量限

取各对照品溶液加乙酸乙酯逐步稀释，按信噪比3∶1为检测限（LOD），按信噪比10∶1为定量限（LOQ）进行测定，20种禁用偶氮染料的LOD和LOQ结果见表2。从表2可以看出禁用偶氮染料的方法检测限为3.66×10-5～1.00×10-1mg/kg，定量限为1.22×10-4～1.00 mg/kg，能满足禁用偶氮染料的快速检测筛选需求。

2.5溶液稳定性试验

取本方法确认过的阴性染料样品，加入精密称定的20种禁用偶氮染料对照品，按“1.2.1～1.2.2”项下方法配制供试品溶液，分别于0、3、6、8、10、12、24、48 h在“1.2.3”测定条件下进样分析。供试品溶液在室温下放置48 h内，20种禁用偶氮染料峰面积的RSD在1.4%～5.5%之间。结果表明供试品溶液在室温下放置48 h内稳定。

2.6回收率与精密度

2.6.1仪器精密度试验

精密吸取20种禁用偶氮染料混标溶液1μL，按“1.2.3”质谱条件下连续进样6次，记录峰面积，测得20种禁用偶氮染料峰面积RSD在0.3%～5.6%之间，表明仪器精密度良好。

2.6.2重复性试验

取本方法确认过的阴性染料样品6份，分别加入精密称定的20种禁用偶氮染料对照品粉末适量，按“1.2.1～1.2.2”项下方法平行配制供试品溶液6份，在“1.2.3”项下质谱条件测定。20种禁用偶氮染料含量的RSD在0.3%～5.3%之间，小于6%，结果表明方法的重复性良好。

2.6.3准确度

取本方法确认过的阴性医用口罩样品为基质9份，并分为3组（低、中、高浓度），分别加入1.0、5.0、10.0μg/L的20种禁用偶氮染料对照品溶液，以内标法计算其回收率、平均回收率及RSD%。具体结果见表3。各浓度下的回收率均在90.94%～ 110.96%之间，平均回收率为100.63%，回收率的RSD（n=9）为0.1%～5.6%，不大于6.0%，表明方法的准确度良好。

3样品测定

取22批染色類医用口罩，采用本方法配制供试品溶液及对照品溶液，分别精密量取1μL注入气质色谱仪进样分析。按内标法以峰面积计算医用口罩中禁用偶氮染料的含量，结果见表4。

结果表明：在22批样品中共13批样品检出2-萘胺、4，4-二氨基二苯醚、4，4-二氨基二苯甲烷、3，3-二甲基联苯胺和4，4-二氨基二苯硫醚等芳香胺物质，含量范围为3.1～6.34 mg/kg。随着芳香胺成分与降解产物毒理学研究手段的不断扩展，检测技术的不断革新，一些偶氮染料的致癌性等级可能会发生变化，某项致癌性可能会在将来被发现。因此，染色类医用口罩中的芳香胺成分应引起研究人员的重视，加快检验技术学研究，及时跟进制定科学准确的检验检测标准。

4结论

对于医用口罩的含量测定首选专属性强的气相色谱-质谱法。项目通过参考文献中的前处理条件，优化色谱、质谱方法，采用GC-MS/MS法，结合保留时间、特征离子的相对丰度比对芳香胺进行定性分析，具有较强的定性专属性。方法优化了前处理时间，采用液-液萃取模式直接提取致癌芳香胺，取代现行标准中过硅藻土柱及旋转蒸发仪浓缩步骤，提高了批量检验效率，将偶氮染料的还原时间和润湿时间由90 min缩短至55 min。该方法不仅减少了提取时间和试剂使用量而且精简检验步骤，降低废液的排放量，实现了节能环保的理念。

【参考文献】

[1]一次性使用医用口罩：YY/T 0969—2013[S].

[2]医用外科口罩：YY/T 0469—2011[S].

[3]医用防护口罩技术要求：GB/T 19083—2010[S].

[4]梁花，胡新涛.禁用偶氮染料阳性样品中致癌芳香胺测定[J].针织工业，2021（11）：72-76.

[5]邢飞，任亮，颜怀玉，等.高效液相色谱法同时检测纺织品中25种致癌芳香胺[J].印染助剂，2020，37（12）：56-60.

[6]杨欣卉，周瑜.纺织品禁用偶氮染料的快速检测方法研究[J].现代纺织技术，2019，27（6）：79-85.

[7]赵昊，陈光杰.固相萃取小柱在纺织品禁用偶氮染料中的应用[J].生物化工，2021，7（3）：68-75.

[8]何舒敏，张颖欣，麦裔强，等.纺织品禁用偶氮染料假阳性分析方法的研究进展[J].上海纺织科技，2019，47（6）：57-59.

[9] CHINTHAKINDI，KANNAN S，KURUNTHACHALAM. A liquid chromatography-tandem mass spectrometry method for the analysis of primary aromatic amines in human urine[J].Journal of Chromatography B：Analytical Tech-nologies in the Biomedical & Life Sciences，2021，1180：122888.

[10]余颖.苯系物的气相色谱-串联质谱检测方法MRM模式的建立[J].渔业研究，2021，43（4）：376-383.

[11]杨志敏，张文，吴福祥，等.气相色谱-三重四极杆质谱动态多反应监测模式测定枸杞干果中118种农药残留[J].色谱，2021，39（6）：659-669.

[12]周培琛，梁晖，邓其馨.分散固相萃取/气相色谱-三重四极杆串联质谱法检测纸张中的20种芳香胺[J].分析测试学报，2019，38（6）：718-723.

[13]周思宇.GC-MS法检测纺织品中禁用偶氮染料测定的方法优化研究[J].纤检测园地，2020（7）：57-59.

[14]纺织品禁用偶氮染料快速筛选方法气相色谱-质谱法：FZ/Z 01133—2016[S].

【作者简介】

马海播，女，1995年出生，硕士，初级检验员，研究方向为药品以及医疗器械的质量标准。

赵晓冬，男，1979年出生，主任药师，硕士，研究方向为药品以及医疗器械的质量标准。

刘芳，女，1983年出生，主管药师，学士，研究方向为药品以及医疗器械的质量标准。

（编辑：李加鹏）