橡胶及弹性体材料中NMPHA检测方案(气质联用仪)

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2 4 TSQ 8000 Evo 检测橡胶及弹性体材料中11种亚硝胺 前言 N-亚硝基化合物是一类很强的化学致癌物质，包括亚硝胺和亚硝酰胺两大类物质，通常泛称为亚硝胺。超过300多种N-亚硝基化合物在一种或多种动物身上显示出具有致癌作用"，并且40多种动物包括灵长类都是易于感染N-亚硝基化合物而引起癌症，而且这类强致癌物质在实验动物体上诱导出的肿瘤在形态学特点与生化特点上都与相应的人体器官上发现的肿瘤相似。美国环境保护局 (USEPA)认为N-亚硝基二甲胺(NDMA)在极低的浓度(0.7ng/L)下就会致癌，已将其列为优先控制污染物。许多国家及国际组织都对相应制品中N-亚硝基胺的检测制定了严格的标准4I516，如中国出台了GB28482-2012《婴幼儿安抚奶嘴安全要求》；欧盟《玩具安全新指令》 (2009/48/EC)中，对其中的N-亚基基胺含量及迁移量有着极为严格的规定。同时，与该指令配套的欧盟协调标准EN71-12要求至少检测13种N-亚硝基胺，包括脂肪族亚硝胺、脂环族亚硝胺及芳香族亚硝胺等。 因此开发出快速、灵敏和准确的N-亚硝胺化合物的测定方法，对卫生检测、削减和控制亚硝胺含量的研究是迫切需要的。使用 GC-MS/MS 检测N-亚硝胺，已有一定程度的应用178。赛默飞世尔科技的串接气质联用TSQ 8000 Evo 具有高灵敏度、背景干扰小、稳定性高等特点。本文以 TSQ 8000 Evo 为平台建立了橡胶及弹性体材料中11种N-亚硝基胺 GC-MS/MS 检测方法，结合赛默飞世尔科技特有的 TraceFinder软件系统进行数据采集、数据分析和报告输出，实现了数据的快速采集及数据结果的智能处理。为N-亚硝基胺的痕量检测提供了强而有力的技术支持。 1.实验部分 1.1仪器和试剂 质谱仪： TSQ8000 Evo 质谱仪(赛默飞世尔科技，美国)； 气相色谱仪： Trace 1310气相色谱配AI1310自动进样器(赛默飞世尔科技，美国)； 色谱柱： TR-5MS (30mx0.25 mm×0.25 pm)毛细管色谱柱； 试剂：正己烷，丙酮，甲醇；均为色谱级 1.2实验方法 1.2.1气相方法 ( 程序升温：程序升温：35℃ ( 维持3min)， 10 ℃ /min 到 100℃(维持1 min)， 25℃ /min 到250℃(维持3min) ) 进样口温度：SSL分流不分流(220℃) with Splitless 不分流模式 ( 载气流速：1.0mL/min(恒流) ) 传输线温度：：250℃ 进样体积：1.0pL 1.2.2质谱方法 质谱运行时间：19 min 扫描方式： Timed-SRM 碰撞气压力：1.0m Torr氩气 SRM 条件见下表： 11种N-亚硝基胺化合物及1种内标物质质谱信息 1.3样品制备 样品制备成2 mm×2 mm×2mm大小(均匀取样)。 1.4样品前处理 1.4.1样品提取 准确角取5.00g(精确到0.01g)样品于40mL棕色玻璃瓶中，加入30mL甲醇，于室温超声萃取 30 min ，过滤转移溶液至250mL平底烧瓶中；再向样品中加入20mL甲醇溶剂，重复超声和转移步骤，并用少量甲醇洗涤棕色瓶2-3次，合并两次超声和洗涤溶液；将溶液旋转蒸发(35℃，150 mbar) 至4mL左右，于涡旋混匀器上充分旋转振荡1 min，样品溶液转移至10mL具塞离心管中。另取1mL甲醇分2-3次洗涤平底烧瓶壁，并于涡旋混匀器上充分旋转振荡1 min， 合并洗涤液于10mL具塞离心管中。 1.4.2净化 将 C18固相萃取小柱置于固相萃取装置上，用5mL甲醇预淋洗C18小柱。将样液注入小柱，流出液收集于离心管中，待样液液面下降至小柱填料的上层面时，再加入 5mL甲醇进行洗脱，收集合并全部流出液于离心管中。 1.4.3浓缩 样液于250mL 的平底烧瓶中，并用少量甲醇淋洗离心管壁2-3次，合并洗涤液于平底烧瓶中，将溶液旋转蒸发(35℃，150 mbar)至4mL左右，取下平底烧瓶，于涡旋混匀器上充分旋转振荡1 min， 然后将平底烧瓶中的样液转移溶液至5mL棕色容量瓶中。用少量甲醇淋洗平底烧瓶2-3次，并于涡旋混匀器上充分旋转振荡1 min， 合并洗涤液于棕色容量瓶中，用甲醇定容至刻度。经0.45 um滤膜过滤后进行分析。 2.实验结果 2.1 使用 TraceFinder软件简化分析步骤 使用 TSQ 8000 系列产品特有的软件平台 TraceFinder，不仅可以实现数据快速、批量、自动化采集及处理，还可完成实验室常用数据报告的自动生成， 将 Database数据库， Master method 主方法， Instrument method 仪器方法以及 AutoSRM 质谱条件自动优化软件之间有机结合。工作流程如图1所示。 对于大部分常见化合物方法信息，已包含在 TraceFinder内置数据库中。检测所涉及的化合物的质谱方法信息可使用TraceFinder 通过 Database 进行查询、编辑、提取并可直接导入仪器方法中使用。这些化合物包括农药、多环芳烃、多氯联苯、多溴联苯和多溴联苯醚、邻苯二甲酸酯等常见关注化合物。 AutoSRM 软件进行自动优化，， 可实现优化后自动生成仪器方法的功能。 AutoSRM 程序自动进行以下三个步骤：1.全扫描分析。通常最强的离子将被作为母离子。2.对母离子进行子离子全扫。信号最强的子离子。33.对选定的母离子/子离子对进行碰撞能的优化。其工作流程如图2所示。 2.2使用 AutoSRM 软件自动优化化合物信息 2.3定性结果 对于11种N-亚硝基化合物及1种内标物质，在方法建立初期，其色谱质谱条件未知，需要对其相应的色谱、质谱方法优化。同样可以利用 TSQ 8000 系列产品所特有的 实验采用的 TR-5MS 色谱柱对N-亚硝胺化合物有良好的分离效果，12种化合物(含1种内标物质)在19 min 的分离时间内得到了良好的色谱图，结果如图3所示。 图2.AutoSRM 工作流程 图3.12种化合物色谱图 2.3方法回收率及仪器稳定性 选取4种物质 (NDPA， NDEA， NDBA， NMphA)配置成混合标准品，考察前处理方法的准确性及回收率。根据欧盟农残方法准准要求，回收率需在70-120%之间。实验以100 pg/kg 浓度水平进行添加回收实验，测定两组平行样品，结果如表1所示。结果表明，回收率均处于70-120%之间，方法准确性良好。 同时对仪器的稳定性进行了考察，将4种化合物配置成5.0 ug/kg 标样，连续进样6次，得到相对应的每个目标化合物物的相对标准偏差(RSD)，测试仪器的稳定性，如表1所示。4种化合物 RSD 均小于5.0%。结果表明：仪器在低浓度水平(≤5ug/kg) 连续进样时，仪器稳定性良好，满足痕量检测需求。 表1.回收率实验结果 NDPA NDEA NDBA NMphA 回收率-1 104.9% 117.6% 120.8% 118.3% 回收率-2 80.3% 114.9% 116.7% 100.0% RSD 2.88% 2.49% 2.66% 1.86% 2.4方法灵敏度、检出限及实际样品测定 TraceFinder 软件可同时实现数据采集及数据处理，根据预 先设定的定性离子及定量离子，对化合物的检出结果进行快速、自动化处理，同时实现定性及定量功能。图4为 NDPA 质谱图信息。 按照上述前处理方法对实验样品进行处理，以空白样品基质制备浓度为0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、20、50 pg/kg的基质标准曲线，在确定的色谱和质谱条件下进行测定，对测定结果进行分析，研究方法的灵敏度及检出限。同时选取了两种市售产品(婴儿奶嘴及玩具气球)，对其中11种N-亚硝胺化合物进行了测定。 TSQ 8000 Evo 具有灵敏度高和抗干扰能力强的特点，所检测11种化合物在较低的浓度水平得到了良好的检出效果，完全满足法规要求，如表2所示。同时，在两种实际样品中均检出了少量的 NDBA 残留。结果如表3所示。 2.4结论 实验结果表明 TSQ 8000 Evo 在检测含有痕量亚硝胺样品时，具有高选择性、高灵敏度、高稳定性和高通量，在有害化合物检出方面具有优异的表现。同时，强大的TraceFinder 软件集数据采集、处理，方法开发于一体。在简化实验操作步骤的同时，实现了对数据处理的自动化。TraceFinder 自带的 AutoSRM软件，对于未知信息化合物的质谱条件的优化开发，提供了可靠的支撑。 图4.NDPA质谱图信息(2pg/kg) 表 2. 《EN 71-12：2013》中设定的安全要求 商品类型 亚硝胺 亚硝胺化合物 由弹性材料制造，适用于36个月以下儿童使用的玩具和玩具部件 ≤ 0.05 mg/kg ≤1 mg/kg 由弹性材料制造，意图放入口中的玩具和玩具部件 ≤ 0.05 mg/kg ≤1 mg/kg 适用于36个月以下儿童使用的手指画颜料 ≤ 0.02 mg/kg ≤1 mg/kg 表3.灵敏度、检出限及实际样品测定结果 化合物名称 保留时间 (min) 信噪比 (S/N) 检出限 (ug/kg) 样品-1 (ug/kg) 样品-2 (ug/kg) NDMA 4.4 475 0.05 N.A N.A NDEA 7.2 35 0.2 N.A N.A NDIPA(ISTD) 9.4 29 0.2 N.A N.A NPYR 10.3 51 0.5 N.A N.A NMPHA 10.3 50 1 N.A N.A NMOR 10.3 45 0.2 N.A N.A NDPA 10.4 21 0.2 N.A N.A NPIP 11.1 24 0.2 N.A N.A NEPHA 11.4 31 0.5 N.A N.A NDBA 13.0 47 1 1.1 1.1 NDBZA 16.8 12 0.5 N.A N.A NDINA 17.0 86 0.5 N.A N.A 注： “N.A”为未检出 ( [1] R. Preussmann. C arcinogenic N-nitroso c o mpo u nds and the i r e nvironmental s i gnificance. [M] ) ( [2] Bogovski P . Bogovski S . An i mal species in which N-n i troso compounds in d uce cancer[J]. In t ernational Journal of Ca n cer，1981，24：471-474. ) ( [3] U.S. Environmental Protection Agency. N-Nitrosodimethylamine(CASRN 6 2 -75-9). http：//www.epa.gov/iris/subst/0045.htm ) ( [4] GB 2848 2 -2012《婴幼儿安抚奶嘴安全要求》 ) ( [5]欧盟《玩具安全新指令》 》( (2009/48/EC) [6] EN 71-12：2013亚硝胺与亚硝胺化合物》 ) ( [7]童玉贵，林伟，林中等.气质联用法测定鞋类橡胶材料 中的N-亚硝基胺含量[J].皮革科学与工程.2011，5(21)： 56-60 ) ( [8]李丕，白桦，李海玉等.固相萃取-气相色谱-串联质 谱法测定乳胶儿童用品中15种N-亚硝胺及其前体物 的迁移量 [J].色谱.2014，1(32)： 81-88. ) 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 免费服务热线：8008105118400 6505118(支持手机用户) ThermoFisherSCIENTIFIC AN_C_GCMSMS-