皮革中富马酸二甲酯的液相色谱检测

皮革中富马酸二甲酯的液相色谱检测

氨基乙二醇，又名燕胡索酸二甲酯和反丁二烯酸二甲酯，俗称霉星。这是20世纪80年代开发的一种新型的海防防病毒药物，对常见的细菌（尤其是黄曲霉）有显著的抑制作用。因其具有化学稳定性好、广谱、作用时间长、适用pH范围宽、可熏蒸杀菌等特点,被广泛用于皮革、纺织品、中药、食品、饲料、化妆品等各个行业中。然而随着富马酸二甲酯应用的日益广泛,其负面效果日益显现出。研究表明,富马酸二甲酯对眼睛的刺激性较大,并易导致皮肤过敏、呕吐、腹泻等后果。广东省卫生厅已于2001年禁止食品生产经营企业生产和使用富马酸二甲酯作为防腐保鲜剂。近期,欧美等国家也出台相关规定,要求出口到该国的家具、服装中不含有富马酸二甲酯成份,因此富马酸二甲酯也成为出口皮革产品中的被检验项目。然而国内至今尚未建立富马酸二甲酯检测方法标准,这为皮革产品中富马酸二甲酯含量的测定带来一定的困难。目前已有的文献关于富马酸二甲酯测定的方法中,以HPLC和GC法最多,但这些方法仅限于实验室内部研究,需要进一步完善。本文针对富马酸二甲酯的HPLC和GC测定进行了对比研究,以建立一种快速、准确的富马酸二甲酯测定方法,满足国内检测需求。1实验部分1.1富马酸二甲酯标准物HPLCHPLC(DAD检测器、自动进样器):Agilent1200;GC-MSGC-MS(GC7890A/MS5975):Agilent;超声波发生器(频率40kHz):国产。富马酸二甲酯标准物(CASNo.:624-49-7,纯度≥99%):DrEhrenstorfer;乙腈(色谱纯):Merck;乙酸乙酯(色谱纯):Sigma-Aldrich;其它试剂均为分析纯,水为高纯水。1.2标准储备液称取适量的富马酸二甲酯标准品,用乙腈配制成质量浓度为100μg/mL的标准储备液,根据需要用乙腈稀释至适当浓度的工作溶液,供HPLC分析使用。称取适量的富马酸二甲酯标准品,用乙酸乙酯配制成质量浓度为100μg/mL的标准储备液,根据需要用乙酸乙酯稀释至适当浓度,供GC-MS分析使用。1.3超声波萃取法准确称量1g粉碎后的皮革碎屑(该样品中已确定含有富马酸二甲酯),装入100mL锥形瓶中,加入40mL溶剂,在超声波浴中萃取20min,溶液滤入100mL容量瓶中;锥形瓶中再加入20mL乙酸乙酯进行超声波萃取两次,萃取液均过滤、合并到100mL容量瓶中。样液经膜过滤后进行HPLC或GC-MS测定。萃取液采用HPLC测试时,以乙腈作为萃取溶剂;采用GC-MS测试时,以乙酸乙酯作为萃取溶剂。1.4条件1(1)柱温、进样体积、流动相的计算色谱柱:XDB-C18(5μm×250×4.6mm);柱温:25℃;进样体积:10μL;流动相:乙腈/水(70/30);流速:1.0mL/min。(2)色谱条件及采样色谱柱:DB-5ms(30m×0.25mm×1μm);离子源温度:250℃;四级杆温度:200℃;电子能量:70ev;进样口温度:200℃;色谱质谱接口温度:280℃;氦气流速:恒流1.0mL/min;进样量:1μL;溶剂延迟:3min;采样方式:自动进样;升温程序:60℃保持1min,10℃/min升温至260℃,保持10min。采用选择离子(SIM)模式检测时,m/z为113、85。2结果与讨论2.1流动相cc的hplc检测实验中,首先采用HPLC对富马酸二甲酯进行检测,结果见图1。从图1(a)中可知,富马酸二甲酯在紫外区有较强的吸收,最大吸收波长为216nm,这同文献中的实验结果是一致的。当波长大于320nm时,几乎无明显吸收。因此采用HPLC检测时,可将参比波长设定在可见光区,以增加检测的灵敏度。图1(b)是富马酸二甲酯的HPLC图,从图中可见,在检测波长λ=216nm条件下,所得到的峰形对称性良好,半峰宽约为0.05min,富马酸二甲酯的保留时间为1.845min,这表明所选择的流动相(乙腈/水=70/30)是合适,而且表现出较高的洗脱效率。由于富马酸二甲酯在甲醇、乙醇中也具有一定的溶解度,因此醇/水混合液是研究时常用的流动相。由于甲醇的最低波长为215nm,乙醇的为210nm,非常接近HPLC检测波长(216nm),这必然对检测结果有较大的干扰。实验中采用甲醇/水(80/20)、乙醇/水(90/10)为流动相时,得不到图1(b)所示的规则峰形,表明醇/水混合液的洗脱效果不如乙腈/水(70/30)。2.2萃取液中富马酸二甲酯的测试富马酸二甲酯在乙腈中的溶解度较高,而且乙腈对染料、油脂的溶解性较差,因此实验中以乙腈作为萃取剂,对皮革样品中富马酸二甲酯进行萃取,然后采用优化后的HPLC条件(见1.4),对萃取液中富马酸二甲酯进行测试,结果见图2。根据保留时间相同可判断,1.843min处的吸收峰对应于富马酸二甲酯,但是该吸收峰受到杂质峰的严重干扰。油脂和染料是皮革的重要组成部分,但其与皮革内纤维的结合并不牢固,在超声波作用下,易被乙腈萃取出,而且这些成份在紫外区均有明显的吸收。可推断图2中的杂质峰主要来源于萃取液中的染料和油脂。尽管可通过净化的方式将这些杂质组份去除,但考虑到目标物的回收率及实验操作的简便性,实验中认为HPLC对皮革萃取液中富马酸二甲酯的测试效果较差。实验中进一步采用GC-MS进行实验研究。2.3色谱条件优化,确定峰形富马酸二甲酯的沸点193℃,热稳定性好,而且常温下具有升华性,这极有利于其气相色谱测试。由于富马酸二甲酯在乙酸乙酯中溶解度良好,而且乙酸乙酯沸点较低、毒副作用小,因此GC-MS检测过程中选择了乙酸乙酯作为溶剂,GC-MS测定结果见图3。从图3a可知,在设定的GC条件下(见1.4),富马酸二甲酯标准溶液的总离子流图表现为典型的单峰,保留时间为5.821min,所对应的出峰温度约为110℃,低于其沸点约80℃,反映出富马酸二甲酯的升华性能。图3b是对应的GC-MS图,通过质谱数据库(NIST2005)检索,确认该色谱峰对应为富马酸二甲酯(匹配度为93%),其特征离子m/z为113、85,两者丰度比约为100∶60,这为富马酸二甲酯的定性、定量测定提供了必需的信息。由于富马酸二甲酯为极性物质,对色谱柱的极性有一定的要求,文献中多采用极性较强的色谱柱,以保证色谱峰的对称性。本实验中也发现,采用弱极性色谱柱(DB-5ms)进行测定时,若色谱条件不恰当,富马酸二甲酯的峰形确实表现出严重的拖尾,甚至出现裂峰。但由于DB-5ms色谱柱应用较为普遍,而且毛细管色谱柱的更换操作比较烦琐,因此实验中仍然采用DB-5ms色谱柱对富马酸二甲酯进行测试。通过优化色谱条件,降低色谱峰的拖尾程度,至满足测试要求。结果表明,初始柱温对富马酸二甲酯的峰形影响显著,初始柱温高于80℃时,峰形拖尾明显,严重影响峰面积的积分;初始柱温为60℃时,脱尾现象不明显(如图3a所示),此时峰面积的准确积分基本不受影响,可满足准确定量的要求。2.4萃取溶剂定性实验中,采用乙酸乙酯对皮革样品中的富马酸二甲酯进行萃取,然后对萃取液中的富马酸二甲酯进行GC-MS测试。检测过程中,同时进行了全扫描和选择离子(SIM,m/z=113、85)扫描,检测结果见图4。根据保留时间可判断,图4中5.83min处所对应的峰为富马酸二甲酯。同时,从图4中的全扫描离子流图中可看出,萃取液中仍含有较多的杂质峰,原因同样在于染料及油脂进入到萃取液中,但这些杂质峰对目标物的干扰不如图2中严重,原因可能在于毛细管色谱柱的强分离能力。即使GC检测过程中杂质峰对富马酸二甲酯的峰形严重干扰,也可通过MS的选择离子SIM检测将杂质峰消除。从图4中SIM检测结果可知,采用选择离子(m/z=113、85)进行测试时,杂质峰完全被滤除,仅保留富马酸二甲酯的色谱峰(5.828min),这为富马酸二甲酯的准确定性、定量提供的极大的方便。3柱净化条件的选择采用HPLC对富马酸二甲酯