纺织品偶氮检测

山东检验检疫局完成的国家质检总局科技计划项目《生态纺织品中有害物质系列快速检测试剂盒研制》，系统地研究了纺织品中危害人类健康的禁用偶氮染料的显色测定方法，研制了简单、快捷、无需大型仪器设备、灵敏度高的染色纺织品中禁用偶氮染料快速筛选检测试剂盒，在染色纺织品禁用偶氮染料检测技术上实现了重大突破，开辟了一条方便快捷、适用性强的快速定性筛选检测途径。 　　禁用偶氮染料是指经过裂解后可能产生致癌芳香胺，并经过活化作用改变人体DNA的结构与功能，最终引起人体病变和诱发癌症的一类偶氮染料。这些染料是当前国际纺织品服装贸易中最重要的品质控制项目之一，也是生态纺织品最基本的质量指标之一。 　　传统技术周期长费用高 　　我国的强制性国家标准GB 18401《国家纺织产品基本安全技术规范》、德国《食品及日用消费品法》、欧盟的Eco-Lable和目前使用最为广泛的纺织品生态标志Oeko-Tex Standard 100《生态纺织品标准100》等多项国内外法规都将其列入禁用之列，成为进出口纺织品最为重要的必检项目之一。 　　目前禁用的致癌芳香胺的种类已增至24种，其中除4-氨基偶氮苯检测方法稍有不同需单独进行检测外，其他23种芳香胺的检测可同时进行。对于禁用偶氮染料的检测，常规方法是将样品还原后采用气相色谱法、液相色谱法、气相色谱/质谱法、液相色谱/质谱法等色谱仪器测定。方法成熟、准确、灵敏度高。但前处理复杂、需要配备仪器精密、检验周期较长、检验费用高，要有专业的技术人员，条件苛刻。从近年来纺织品中禁用偶氮染料的检测情况来看，一方面，检测业务量成倍增长，检测压力剧增 另一方面，阳性检出率逐年下降，准确定量分析的工作大量减少。 　　针对上述问题，建立一种不需要依赖大型色谱仪器的程序简单、成本低廉的快速筛查方法是目前纺织品中禁用偶氮染料检测工作的急需。 　　快速低廉筛查芳香胺 　　禁用偶氮染料检测试剂盒技术提出了一种染色纺织品中禁用偶氮染料的快速检测方法，解决了传统测定方法对大型色谱仪器的依赖，满足了当前快速筛查的需要。 　　该试剂盒技术根据芳香胺的结构特征，引入重氮化-偶合显色反应机理，有效优化重氮化反应和偶合反应的各项条件，采用叔丁基甲醚和盐酸液液萃取技术，实现芳香胺萃取和反应液脱色，以邻甲氧基苯酚为显色剂，通过显色测定芳香胺。建立了染色纺织品中禁用偶氮染料快速筛选检测方法，在染色纺织品禁用偶氮染料检测技术上实现了重大突破。 　　该技术与当前禁用偶氮染料检测的国内外方法对比：无需任何色谱仪器，所需仪器仅为还原用水浴锅，仪器成本不足现有仪器检测方法的1% 前处理步骤简化为还原和萃取脱色两步，操作简单、检测1个样品的时间仅为现有方法的34%至40% 无需芳香胺标准品、硅藻土提取柱等，试剂用量少、所需试剂成本仅为现有检测方法的3%-8%(以山东检验检疫局技术中心为例，2011年共检测偶氮样品4000批，采用该技术仅试剂一项就可节约成本22万。)方法简单、快速、成本低廉。实现了纺织品禁用偶氮染料检测的快速筛查检测。 　　研究成果应用前景广阔 　　该技术已在山东检验检疫局技术中心进行了上千个实际样品试验，同时在江西出入境检验检疫局技术中心、江苏出入境检验检疫局技术中心、浙江出入境检验检疫局技术中心、上海天祥集团、青岛市纺织纤维检验所、山东检验认证集团山东检测有限公司6家单位进行了现场的方法验证。由课题组带上试剂盒和实验人员，从每家日常检测的实际样品中抽取20多个盲样进行现场测试，试剂盒测试结果与实际仪器检测的结果进行对比。验证结果为：检测42个阳性样品，方法的检出率为100%，无假阴性。检测1040阴性样品，285个样品出现假阳性结果，假阳性的概率为27%。 　　2013年3月，在纺织专业委工作会议暨标准审定会上，由于标准开题，该项技术再次进行了介绍，在场的北京检验检疫局、上海检验检疫局、浙江检验检疫局、深圳检验检疫局从事纺织品偶氮染料检测的一线兄弟单位技术人员极为感兴趣，纷纷要求寄一份试剂盒让他们回去试一试。目前，3家单位已实际应用并反馈了结果，普遍反应方法简单、快速、实用性强，建议尽快转化成产品推广应用。 　　该项目研究成果应用前景广阔。一方面，针对检测机构而言，可以缩短纺织品服装的检验周期，减少检验费用，满足当前高通量、低成本检测的需求。另一方面，可以将纺织品服装的有害物质检验提前延伸到工厂、车间、仓库、货厂等地方。我国纺织品行业存在企业规模小、数量多的特点，开展快速检测，利于企业原材料的选择、提高产品质量和提高企业的市场竞争能力，利于企业把好质量关，减少损失，对保护我国人民身体健康和保障外贸出口有着重要的意义。 　　链接 　　课题组申报国家发明专利“染色纺织品中禁用偶氮染料快速检测方法”，获授权(专利号为：ZL 201110350255.7)。“纺织品中禁用偶氮染料的快速测定-试剂盒筛选法”(2012B406)转化为检验检疫行业标准，在国内化学类期刊影响因子最高的《分析化学》杂志上发表文章：《基于重氮化-偶合显色反应的纺织品中禁用偶氮染料快速定性筛选方法》被SCI收录。借助专利、标准、文章的方式在行业内外进行了广泛、有效的推广。课题组还受邀参加“2013国际检验检测技术与装备博览会暨全国检验检测学术大会”，在会上针对该项快速检测技术作专题演讲。

受浙江省科技厅委托，嘉兴市科学技术局于2010年12月31日组织浙江大学、浙江工商大学、浙江省检验检疫科学技术研究院、上海应用技术学院、嘉兴学院的专家在嘉兴主持召开项目验收、鉴定会。嘉兴检验检疫局主持的一项省科技厅面上工业项目“纺织品和皮革禁用偶氮染料生物检测技术的研究”(计划编号：2009C31014)顺利通过了验收、鉴定。 　　中国是全球纺织品和皮革制品的生产和出口大国，在国际市场上作用举足轻重。1994年德国颁布《食品及日用消费品法》第二修正案后，禁用偶氮染料的检测就由此展开。目前，国内外禁用偶氮染料的检测方法标准主要有国家标准、德国标准、欧盟标准和国际标准。所有这些标准方法基本类似，均采用常规的仪器分析方法。这些方法有很大的不足：一是前处理复杂，工作强度大 二是消耗大量的化学试剂，不仅成本高，而且污染环境 三是分析检测速度慢 四是所需仪器设备价格昂贵，维护修理费用也很大。因此，迫切需要一种操作简单、成本低、绿色环保、快速方便的新型检测方法。 　　由嘉兴检验检疫局、浙江清华长三角研究院、中科院嘉兴中心应用化学分中心联合承担的省科技厅面上工业项目“纺织品和皮革禁用偶氮染料生物检测技术的研究”，针对上述问题进行了开创性的探索。以其中一种芳香胺为例，经过半抗原的修饰与合成、全抗原的合成、抗体的制备与纯化等一系列工作，成功研制出该芳香胺的试剂盒，独创性地将免疫分析方法引入纺织品和皮革禁用偶氮染料的检测，取得了良好的效果。该项目通过验收、鉴定，填补了该领域国际空白。 　　该项目通过验收、鉴定，为下一步研制出可测试所有芳香胺的试剂盒奠定了基础。一旦取得成功，那么纺织品和皮革禁用偶氮染料的检测将迎来一场革命，原来需要复杂的前处理、大量的化学试剂、昂贵的仪器、长时间的分析将被简单的前处理、少量的缓冲液、普通的96孔板所代替，其分析时间将大大缩短。

应用仪器：有机合成装置CCX-3200，试管浓缩装置TVE-1100，隔膜泵DTC-22,冷却水CCA-1112,真空控制器NVC-2300B 。 人们的生活水平在日益改善，消费意识也在不断加强，一些高质量、多功能的服装越来越受到消费者的青睐。偶氮染料(azo dyes，偶氮基两端连接芳基的一类有机化合物)是纺织品服装在印染工艺中应用最广泛的一类合成染料，用于多种天然和合成纤维的染色和印花，也用于油漆、塑料、橡胶等的着色。在特殊条件下，它能分解产生20多种致癌芳香胺，经过活化作用改变人体的DNA结构引起病变和诱发癌症，该类染料通常无色无味，不能通过人体的感觉器官感知，甚至不能通过洗涤等方式来减轻其危害。偶氮检测是国际环保要求的必检项目之一，标准规定被检产品中不得含有种偶氮染料中间体，若检测出其中一种即为不合格产品。 适用样品 ■服装、被褥、毛巾、假发、假眉毛、帽子、尿布以及其他清洁卫生用品、睡袋 ■鞋、手套、手表带、手提袋、各种钱包、公文包、椅子套 ■纺织或皮革玩具、带有纺织或皮革服装的玩具，合成染料有机化合物染料 ■消费者最终使用的织物和纱线 实验过程 1.1 取有代表性试样，取不同部位，剪一小块。 1.2 将剪下小块塞在冷凝管的底部磨口部位，将冷凝管连接于50ml的试管上，试管内含有25ml的氯苯。将试管置于铝块加热槽中（东京理化有机合成装置CCX-3200)，加热至180℃、冷凝回流30min，通过不停的蒸发冷凝回流，将试样中的染料洗脱至试管中。 1.3 浓缩：将试管放置于浓缩装置中（东京理化试管浓缩装置TVE-1100，DTC-22,CCA-1112,NVC-2300B),进行减压浓缩。设定反应条件： 水浴温度60℃， 真空度60Pa 时间25-30min，抽干.抽干后用5ml甲醇对试管进行冲洗。 1.4 还原反应：往冲洗过的试管中加入1个还原剂（水溶液），进行30min的还原反应，使偶氮结构灭解，还原出芳香基产物，得到目标物。 1.5检测：气相色谱-质谱联用仪GC-MS-SIS方法，检测成分，分析图谱。 实验体会： 1、整个实验过程中，使用固定的一个的反应管,避免了更换反应管而引起的损耗。 2、在浓缩这个步骤，使用试管浓缩装置前使用的是旋转蒸发仪，通过两种方法的比较得出：试管浓缩装置的回收率较旋转蒸发仪低，但一次可以进行8只试管的浓缩，总体效率还是比旋蒸快。对于检测方面，样品数量多、容量小的非常适用。 3、关于铝块加热CCX-3200，由于使用的试管长度比较长，铝块加热只能包围住试管的4分之一部位，导致蒸汽还未到试样的部位（冷凝管的部位）就已经冷却回落，试样的染料未能充分洗脱，检测不理想。目前加热回流还是用单独的金属套，建议可以适当的加长铝块的长度。 试管浓缩装置：蒸发管太细，蒸发速率慢，是否可以加大管径；另外采用皱褶的管，容易残留，不易清洗。由于做检测，样品数量比较大，每只试管最好都能有单独的阀门可以控制真空，如旋转蒸发仪一样拆卸方便。 解决方案： 1、CCX-3200由于温度传感器测定的是铝块温度，不是试管内溶剂温度，此时溶剂温度还较低，蒸馏达不到冷凝管的高度，所以会冷凝回落，等待温度稳定后看是否可以改善。 2、每个试管能有单独的阀门进行控制是个很好的建议，今后可以针对不同规格和外形的试管开发更为通用、拆卸更加便捷的接口。