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嘉峪检测网 2018-11-26 09:51
初级芳香胺（PAAs）自1800年代中期开始市售。它们被广泛应用于化学工业的各个分支。人们在使用不同的合成制品的过程中就可以接触到PAA。初级芳香胺是一类毒性较强的致癌物质，可以经过皮肤、胃、肠道和呼吸道进入人体，经过一系列的活化作用会导致机体细胞的DNA功能和结构发生变化，人体如果长时间接触会出现恶心、咳嗽、头痛、呕吐、失眠等症状。食品接触材料中芳香胺的来源主要有两个方面，一是复合食品包装材料在生产过程中使用的聚氨酯粘合剂，由于其在生产过程中固化不完全，残留的异氰酸酯单体遇到水会发生反应产生芳香胺；二是生产包装时使用的偶氮染料，其在合成过程存在芳香胺残留，会通过包装材料进入到食品，对人体健康产生威胁。
芳香胺的检测方法较多，常用的检测方法主要有分光光度法、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)，液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)。研究人员发现分光光度法容易造成检测结果偏高[11]。但是这些方法均存一定的局限性，部分方法的检出限不能满足欧盟No 10/2011指令的限量要求，并且检出芳香胺种类较少，前处理方法过程较为复杂。本文中，我们通过采用超声提取，结合气相色谱-质谱联用技术，建立了可以同时测定包装材料中20种芳香胺的方法，同时采用此方法对市售的食品包装袋进行了芳香胺的检测。
1实验部分
1.1实验仪器和试剂
GC-MS2010（日本岛津）；数控超声波清洗器KH-600DB（昆山禾创超声仪器有限公司）。20种PAAs标准品（天津博纳艾杰尔科技公司）；甲醇（色谱纯，天津市大茂化学试剂厂）；二氯甲烷（色谱纯，天津市大茂化学试剂厂）；连二亚硫酸钠（分析纯，天津市大茂化学试剂厂）；柠檬酸（分析纯，天津市大茂化学试剂厂）。
1.2 样品前处理
称取0.2g(精确至0.0002g)试样，置于100mL的带磨口的锥形瓶中，加入24mL柠檬酸盐缓冲溶液，盖上塞子，将锥形瓶放入70℃±2℃的水浴锅内预热约15min，不时地摇动，使试样尽量完全溶解。此时配置连二亚硫酸钠溶液。预热后，取出锥形瓶，在每个瓶中加入6.0ml的连二亚硫酸钠溶液，立即盖上瓶盖，摇匀。将锥形瓶再次放入70℃2℃的水浴锅内保持30min，并不时摇动使其充分还原。还原后取出锥形瓶，用冷水使其快速将至室温。冷却后在锥形瓶里加入20mL二氯甲烷，摇匀，在30℃，功率600Hz下超声提取30min。取上清夜液经0.45um微膜过滤后上机检测。
1.3质谱色谱条件
色谱条件：DB-17MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25um)；高纯氦，流速为1.0ml/min；进样口温度：300℃；柱温程序：初始温度为80℃，保持3min，以5℃/min升至180℃，保持8min，然后以15℃/min升温至250℃，保持0min，最后以3℃/min升至280℃，保持10min；离子源温度230℃；四级杆温度150℃；进样体积：1.0/μL；进样方式：无分流进样。
2 结果与讨论
2.1色谱条件的确定
实验过程中采用DB-5MS和DB-17MS(30m×0.25mm×0.25um)两种色谱柱对浓度为10mg/L的PAAs混合标准工作溶液1μL进行全扫描，实验结果显示： DB-5MS柱对于大部分的芳香胺都不能区分开；DB-17MS色谱柱除了对2,4-二氨基甲苯和2,6-二氨基甲苯这对同分异构体不能区分外，相比于DB-5MS柱对其他芳香胺具有很好的分离效果。实验过程中首先通过全扫描的方式，对芳香胺进行定性，获得了20种芳香胺的保留时间和特征离子，见表1，然后通过离子扫描模式对芳香胺进行定量分析，并且通过全扫描模式和选择离子扫模式相结合的方式检测样品中的放香胺，可以有效排除样品基质的干扰。图1为20种芳香胺在DB-17MS色谱柱上的色谱图(1.0mg/L)。
图1：20种PAAs(1.0mg/L)混合标准溶液的选择离子色谱图
Fig.1selected ion monitoring chromatogram of a mised standard solution of the 20primary aromatic amines (PAAs)(1.0mg/L)
表1：20种PAAs的质谱分析参数
Table1：MSparameters of 24 primary aromatic amines (PAAs) analysis
|
number. |
Name |
CAS number. |
Retention time/min |
Selected ions |
|
1 |
邻甲苯胺 o-Toluidine |
95-53-4 |
10.192 |
77、89、107 |
|
2 |
2.4’-二甲基苯胺(2,6’-二甲基苯胺) 2,4’-Xylidine(2,6’-Xylidine) |
95-68-1 (87-62-7) |
12.650 |
77、91、10、121 |
|
3 |
邻氨基苯甲醚 o-Anisidine |
94-04-0 |
13.275 |
80、108、123 |
|
4 |
对氯苯胺 4-Chloroaniline |
106-47-8 |
15.192 |
65、92、127、129 |
|
5 |
2-甲氧基-5-甲基苯胺 p-Cresidine |
120-71-8 |
15.858 |
94、122、137 |
|
6 |
2,4,5-三甲基苯胺 2,4,5-Trimethylaniline |
137-17-7 |
16.083 |
91、120、135 |
|
7 |
4-氯邻甲苯胺 4-Chloro-o-toluidine |
95-69-2 |
17.625 |
77、106、141 |
|
8 |
2,4’-二氨基甲苯 2,4’-Toluylenediamine |
95-80-7 |
21.158 |
94、105、122 |
|
9 |
2,4’-二氨基苯甲醚 2,4’-Diaminoanisole |
615-05-4 |
23.450 |
95、123、138 |
|
10 |
2-萘胺 2-Naphthylamine |
91-59-8 |
24.983 |
71、115、143 |
|
11 |
2-氨基-4-硝基甲苯 2-Amino-4-nicrotoluene |
99-55-8 |
29.942 |
77、106、152 |
|
12 |
4-氨基联苯 4-Aminobiphenyl |
92-67-1 |
32.308 |
115、141、169 |
|
13 |
对(4)氨基偶氮苯 p-Aminoazobenzene |
60-09-3 |
39.942 |
92、120、197 |
|
14 |
4,4’-二氨基二苯醚 4,4'-Oxydianiline |
101-80-4 |
41.367 |
92、156、184 |
|
15 |
邻氨基偶氮甲苯 o-Aminoazotoluene |
97-56-3 |
42.558 |
106、134、225 |
|
16 |
3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷 3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane |
838-88-0 |
43.283 |
120、211、226 |
|
17 |
3,3’-二甲基联苯胺 3,3'-Dimethylbenzidine |
119-93-7 |
46.392 |
124、184、216 |
|
18 |
3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷 4,4'-Methylene-bis-( 2-chloroaniline) |
101-14-4 |
46.925 |
140、195、231、266 |
|
19 |
3,3’-二氯联苯胺 3,3'-Dichlorobenzidine |
91-94-1 |
47.275 |
126、154、252 |
|
20 |
3,3’-二甲氧基联苯胺 3,3'-Dimethoxybenzidine |
119-90-4 |
47.442 |
201、229、244 |
2.2标准曲线
准确量取浓度为1000mg/L的20种芳香胺混合标准物质1mL，置于10mL的容量瓶内，用甲醇稀释至刻度，摇匀，配制成浓度为100mg/L的混合标准储备溶液。然后准确量取混合标准储备溶液1mL，置于10mL容量瓶中，用甲醇稀释至刻度，得到浓度为10mg/L的混合标准中间溶液。最后用甲醇逐级稀释混合标准中间溶液，得到一系列浓度梯度为0.02mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L的混合标准工作溶液。将以上浓度梯度为横坐标，得到的峰面积为纵坐标，得到标准曲线，曲线拟合结果如表2。
表2： 20种PAAs的线性方程、相关系数及检出限
Table 2： Linearequations, correlation coefficient and LOD of the 20 PAAs
|
Name |
Linear equation |
Correlation coefficient |
LOD(mg/kg) |
|
|
o-Toluidine |
Y=-224.71+40453.5X |
0.9956 |
0.005 |
|
|
2,4’-Xylidine(2,6’-Xylidine) |
Y=87.077+93707.6 X |
0.9992 |
0.005 |
|
|
o-Anisidine |
Y=-69.544+63849.1 X |
0.9962 |
0.005 |
|
|
4-Chloroaniline |
Y=-249.448+42458.89X |
0.9993 |
0.005 |
|
|
p-Cresidine |
Y=-266.844+55283.012X |
0.9992 |
0.005 |
|
|
2,4,5-Trimethylaniline |
Y=343.111+46232.69X |
0.9985 |
0.005 |
|
|
4-Chloro-o-toluidine |
Y=603.05+60141.09X |
0.9962 |
0.005 |
|
|
2,4’-Toluylenediamine |
Y=3.8905+6891.433X |
0.9998 |
0.005 |
|
|
2,4’-Diaminoanisole |
Y=-9.093+16163.753X |
0.9991 |
0.005 |
|
|
2-Naphthylamine |
Y=183.503+62323.548X |
0.9997 |
0.005 |
|
|
2-Amino-4-nicrotoluene |
Y=35.421+12577.786X |
0.9994 |
0.005 |
|
|
4-Aminobiphenyl |
Y=519.326+62995.828X |
0.9998 |
0.005 |
|
|
p-Aminoazobenzene |
Y=453.569+33455.346X |
0.9994 |
0.01 |
|
|
4,4'-Oxydianiline |
Y=6.4352+6304.395X |
0.9998 |
0.01 |
|
|
o-Aminoazotoluene |
Y=-19.244+64640.4X |
0.9999 |
0.01 |
|
|
3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane |
Y=130.873+13382.338X |
0.9988 |
0.01 |
|
|
3,3'-Dimethylbenzidine |
Y=167.542+12739.4139X |
0.9951 |
0.01 |
|
|
4,4'-Methylene-bis-( 2-chloroaniline) |
Y=-104.6917+23230.411X |
0.9996 |
0.01 |
|
|
3,3'-Dichlorobenzidine |
Y=33.55927+7961.153X |
0.9995 |
0.01 |
|
|
3,3'-Dimethoxybenzidine |
Y=138.8815+12977.6927X |
0.9961 |
0.01 |
2.3回收率和精密度
在空白样品中加入0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L三种不同浓度水平的混合标准溶液，按照1.2中所述的前处理方法对空白样品进行处理，用峰面积计算得到提取方法的回收率。每个浓度水平做5个平行样，用峰面积计算方法的日内精密度。从表3中可以看出各组分的回收率在79%-107%之间，日内精密度在1.1%-7.5%之间。
表3： 20种PAAs的回收率及相对标准偏差(n=5)
Table3：Recoveryand RSD of the 20 PAAs(n=5)
|
PAA name |
Recovery/% |
RSD/% |
||||
|
0.1 mg/L |
0.2 mg/L |
0.5 mg/L |
0.1 mg/L |
0.2 mg/L |
0.5 mg/L |
|
|
o-Toluidine |
104 |
107 |
95 |
6.2 |
4.7 |
1.5 |
|
2,4’-Xylidine(2,6’-Xylidine) |
79 |
89 |
93 |
2.6 |
3.8 |
3.9 |
|
o-Anisidine |
88 |
87 |
89 |
1.7 |
6.7 |
1.2 |
|
4-Chloroaniline |
91 |
95 |
94 |
3.9 |
3.1 |
2.9 |
|
p-Cresidine |
92 |
93 |
98 |
2.3 |
3.4 |
1.6 |
|
2,4,5-Trimethylaniline |
83 |
82 |
92 |
2.4 |
6.9 |
1.8 |
|
4-Chloro-o-toluidine |
82 |
88 |
95 |
3.4 |
2.8 |
1.4 |
|
2,4’-Toluylenediamine |
86 |
90 |
89 |
2.1 |
4.7 |
5.2 |
|
2,4’-Diaminoanisole |
90 |
88 |
92 |
4.7 |
6.7 |
2.5 |
|
2-Naphthylamine |
97 |
94 |
97 |
2.2 |
3.8 |
2.4 |
|
2-Amino-4-nicrotoluene |
89 |
87 |
90 |
5.1 |
3.5 |
7.2 |
|
4-Aminobiphenyl |
83 |
87 |
89 |
3.9 |
1.9 |
2.1 |
|
p-Aminoazobenzene |
99 |
95 |
97 |
2.4 |
2.3 |
5.4 |
|
4,4'-Oxydianiline |
89 |
97 |
93 |
2.6 |
1.9 |
4.2 |
|
o-Aminoazotoluene |
94 |
98 |
84 |
1.1 |
2.1 |
5.9 |
|
3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane |
92 |
95 |
95 |
5.2 |
6.6 |
7.4 |
|
3,3'-Dimethylbenzidine |
102 |
105 |
96 |
2.6 |
5.1 |
7.5 |
|
4,4'-Methylene-bis-( 2-chloroaniline) |
108 |
93 |
102 |
2.3 |
5.1 |
2.9 |
|
3,3'-Dichlorobenzidine |
96 |
92 |
87 |
5.7 |
2.1 |
2.9 |
|
3,3'-Dimethoxybenzidine |
93 |
94 |
93 |
4.1 |
3.2 |
3.1 |
2.4实际样品检测结果
采用本文提供的实验方法，对市场几种常见的食品接触材料中的芳香胺进行测定，包括味精包装、肉丸包装、粉丝包装和方便面包装、绿茶包装、薯片包装。结果发现：部分食品接触材料中发现有芳香胺的检出，其中检出最多的是2-萘胺、4-氨基联苯、对氨基偶氮苯。其中粉丝包装检出2-萘胺0.097 mg/kg，肉丸包装和味精包装分别检出4-氨基联苯0.028 mg/kg、0.027mg/kg，薯片包装和味精包装分别检出对氨基偶氮苯0.062 mg/kg 、0.046mg/kg。
3 总结
食品接触材料中芳香胺的来源有多个方面，实验中采用连二亚硫酸钠溶液在柠檬酸盐缓冲溶液中对样品进行还原分解，以产生潜在的致癌芳香胺，将所有可能得芳香胺包含在内；然后采用有机溶剂二氯甲烷在超声辅助下萃取芳香胺，超声温度30℃，超声时间30min，超声功率600W；最后将提取液过膜后用GC-MS分析。本文通过将超声提取与GC-MS相结合，建立可同时测定食品接触材料中20种芳香胺的方法。本方法具有较高的回收率和较好的精密度，并且操作简单（无需对提取液进行浓缩）、灵敏度高、重现性好、检出限低，各项指标满足食品接触材料中芳香胺的检测要求。
来源：AnyTesting
