四、可分解出致癌芳香胺染料的检测过程
虽然表3-2中列出了多项关于禁用AZO染料的检测方法标准,但这些方法中的关键测试技术内容几乎均相同,不同之处主要在于不同样品的预处理操作的差异。裂解过程发生的化学反应如下:
由于纺织品和皮革样品成分不同,分别将检测操作过程介绍如下。
(一)纺织品样品的测试
1. 纺织品中可分解出23种致癌芳香胺染料的检测
(1)预处理
取有代表性的样品,剪成约5 mm×5 mm的小片,混匀。从混合样品中称取1.0 g(精确至0.01g),置于可密封的硬质玻璃试管中(容积约60mL),加入16mL预热到(70 ± 2)℃的柠檬酸盐缓冲溶液(0.06mol/L,pH=6)中,将玻璃试管密封后用力振摇,使所有样品浸入液体中,置于(70 ± 2)℃水浴中30min,保证所有织物被充分润湿。
(2)还原裂解
打开玻璃试管,加入3 mL新配制的连二亚硫酸钠溶液(200 mg/mL),立即密封振摇,然后将试管置于(70 ± 2)℃水浴中30min,取出后置于冰水浴中,快速冷却到室温。
若被测试样品为涤纶,则不按照上述操作进行裂解处理,按照标准GB/T 17593中另外给出的要求进行操作。
(3)固相萃取及浓缩
用玻璃棒挤压玻璃试管中的样品,将反应液全部倒入固相萃取柱(20 cm×2.5 cm、内装20g硅藻土)内,任其吸附15min,然后用80mL乙醚分4次(每次20mL)洗涤玻璃试管及样品,将乙醚洗涤液滗入固相萃取柱中,控制流速,收集及合并乙醚洗脱液于梨形烧瓶中。
将收集有乙醚样液的梨形烧瓶置于真空旋转蒸发器上,于35℃左右的低真空下浓缩至残液约1mL,再在氮吹仪中用氮气流将乙醚吹干,然后准确加入1mL甲醇(色谱级)到该梨形烧瓶中,混匀、静置,取适量样液,用0.45μm有机滤膜过滤后,进行仪器分析。
若采用GC-MS进行定量分析,可采用蒽-d10作为内标物,以提高定量准确性。
(4)仪器分析
针对样液中可能含有表3-1中芳香胺的分析,可采用的仪器有气相色谱质谱(GC-MS)、液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱、薄层色谱仪等设备,其中GC-MS和HPLC因价格适中、灵敏度高,在目前各检测实验室中应用最普及。由于色谱分析过程条件通常因操作人员、仪器型号及实验室条件的差异而变化,一般难以给出普适性的色谱分析条件。如下给出的色谱分析条件,已经证实在某些GC-MS和HPLC上可得到良好的分析结果。
GC-MS分析参数如下:
• 毛细管气相色谱柱:DB-5ms或HP-5ms(30m×0.25mm×0.25μm);
• 进样口温度:250℃;
• 升温程序:50℃保持0.5min,20℃/min升温到150℃保持8min,20℃/min升温到230℃保持20min,20℃/min升温到260℃保持5min。
• 色谱质谱接口温度:270℃;
• 进样方式:不分流进样;
• 载气:氦气(纯度≥99.999%),流速1.0 mL/min;
• 进样体积:1.0μL;
• 电离方式:EI源/70 eV;
• 质量扫描范围:40~350(质荷比)
基于上述色谱条件,所得到的可致癌芳香胺的GC-MS色谱图如图3-1。
图3-1 可致癌芳香胺的GC-MS色谱图(21种)
注:图中序号与表3-1中对应,但未包含5、6和24。
HPLC的分析参数如下:
• 检测器:二极管阵列(DAD)
• 色谱柱:XDB-C18(5μm),250mm×4.6mm;
• 柱温:30℃;
• 进样体积:10.0μL;
• 检测波长:240 nm、280 nm、305 nm;
• 流动相流速:1.0 mL/min;
• 流动相A:甲醇;
• 流动相B:0.575 g磷酸二氢铵+0.7 g磷酸氢二钠+100 mL甲醇,用蒸馏水溶解、定容至1000 mL;
• 流动相梯度:见表3-3。
表3-3 流动相梯度
2. 纺织品中可分解出4-氨基偶氮苯染料的检测
(1)样品的制备及还原
取有代表性的样品,剪成5 mm×5 mm的小片,混匀。从混合样品中称取1.0 g(精确至0.01g),置于可密封的硬质玻璃试管中(容积约60mL),加入9mL氢氧化钠水溶液(20g/L),将玻璃试管密封后用力振摇,使所有样品浸入液体中,再加入1.0mL的连二亚硫酸钠水溶液(200mg/mL),立即密封振摇,置于(40 ± 2)℃水浴中30min,取出后置于冰水浴中,以快速冷却到室温。
(2)萃取
向上述反应器中加入10 mL的叔丁基甲醚,再加入7 g氯化钠,将玻璃试管密封,用力振摇,混匀后于机械振荡器中振摇45min,静置至两项分层,取上层清液,用0.45μm有机滤膜过滤后,进行HPLC或GC-MS分析。若采用GC-MS进行定量分析,可采用蒽-d10作为内标物,以提高定量准确性。
仪器分析参数可参照上述23种芳香胺的检测过程。所得到的GC-MS和HPLC图谱分别见图3-2和图3-3。
图3-2 4-氨基偶氮苯的GC-MS色谱图及质谱图
(a)色谱图(b)质谱图
(a)色谱图(b)光谱图
图3-3 4-氨基偶氮苯的HPLC色谱图及光谱图
(二)皮革样品的测试
1. 皮革中可分解出23种可致癌芳香胺染料的检测
(1)样品脱脂
取有代表性的样品,剪成约4 mm×4 mm的颗粒,混匀。从混合样品中称取1.0 g(精确至0.01g)置于可密封的硬质玻璃试管中(容积约60mL),加入20mL正己烷,密封后置于超声波浴中处理20min,滗出正己烷(勿损失样品),再用20mL正己烷按照同样方法处理一次。脱脂后的试样置于通风柜中,在敞口容器中放置过夜,使正己烷自然挥发干。
(2)还原裂解
向玻璃试管中加入17mL预热到(70 ± 2)℃的柠檬酸盐缓冲溶液(0.06mol/L,pH=6),将玻璃试管密封后用力振摇,使所有样品润湿,然后置于(70 ± 2)℃水浴中30 min。
打开玻璃试管,加入1.5 mL新配制的连二亚硫酸钠水溶液(200 mg/mL),立即密封振摇,然后将试管置于(70 ± 2)℃水浴中10min,再加入1.5mL连二亚硫酸钠水溶液,继续加热10 min;玻璃试管取出后置于冰水混合浴中,快速冷却到室温。
(3)固相萃取及浓缩
用玻璃棒挤压玻璃试管中的样品,将反应液全部倒入固相萃取柱(20 cm×2.5 cm、内装20g硅藻土)内,任其吸附15min,然后向玻璃试管中加入5mL叔丁基甲醚和1mL氢氧化钠甲醇溶液(20%,质量分数),密封后充分振摇,将该溶液转移到固相萃取柱中。
分别用15、20及40 mL叔丁基甲醚洗涤玻璃试管,将洗涤后的样液依次转入到固相萃取柱中,收集及合并洗脱液于梨形烧瓶中。
将收集有叔丁基甲醚样液的梨形烧瓶置于真空旋转蒸发器上,于50℃左右的低真空下浓缩至残液约1mL,再在氮吹仪中用氮气流将叔丁基甲醚样液吹干。
(4)仪器分析
准确移取2 mL甲醇(色谱级),加入到浓缩近干的梨形烧瓶中,混匀、静置,取适量样液,用0.45μm有机滤膜过滤后,进行GC-MS或HPLC分析,具体仪器参数同上述纺织品测试过程。
2. 皮革中可分解出4-氨基偶氮苯染料的检测
(1)样品的脱脂及还原处理
取有代表性的样品,剪成约4 mm×4 mm的颗粒,混匀。从混合样品中称取1.0 g(精确至0.01g)置于可密封的硬质玻璃试管中(容积约60mL),加入20mL正己烷,密封后置于超声波浴中处理20min,滗出正己烷(勿损失样品),再用20mL正己烷按照同样方法处理一次。脱脂后的试样置于通风柜中,在敞口容器中放置过夜,使正己烷自然挥发干。
向玻璃试管中加入9mL的氢氧化钠水溶液(20g/L),将试管密封后用力振摇,使所有样品浸入液体中,再加入1.0 mL的连二亚硫酸钠水溶液(200 mg/mL),立即密封振摇,然后置于(40 ± 2)℃水浴中30min,取出试管后再置于冰水浴中,快速冷却到室温。
(2)萃取
向上述反应器中加入5 mL的叔丁基甲醚,再加入7 g氯化钠,将玻璃试管密封,用力振摇,混匀后于机械振荡器中振摇45min,采用静置或离心的方式使两相分层,取上层清液,用0.45μm有机滤膜过滤后,进行HPLC或GC-MS分析,具体仪器参数同上所述纺织品测试过程。