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嘉峪檢測網 2018-11-26 09:51
初級芳香胺（PAAs）自1800年代中期開始市售。它們被廣泛應用于化學工業的各個分支。人們在使用不同的合成制品的過程中就可以接觸到PAA。初級芳香胺是一類毒性較強的致癌物質，可以經過皮膚、胃、腸道和呼吸道進入人體，經過一系列的活化作用會導致機體細胞的DNA功能和結構發生變化，人體如果長時間接觸會出現惡心、咳嗽、頭痛、嘔吐、失眠等癥狀。食品接觸材料中芳香胺的來源主要有兩個方面，一是復合食品包裝材料在生產過程中使用的聚氨酯粘合劑，由于其在生產過程中固化不完全，殘留的異氰酸酯單體遇到水會發生反應產生芳香胺；二是生產包裝時使用的偶氮染料，其在合成過程存在芳香胺殘留，會通過包裝材料進入到食品，對人體健康產生威脅。
芳香胺的檢測方法較多，常用的檢測方法主要有分光光度法、高效液相色譜法(HPLC)、氣相色譜法(GC)、氣相色譜-質譜法(GC-MS)，液相色譜-串聯質譜法(LC-MS/MS)。研究人員發現分光光度法容易造成檢測結果偏高[11]。但是這些方法均存一定的局限性，部分方法的檢出限不能滿足歐盟No 10/2011指令的限量要求，并且檢出芳香胺種類較少，前處理方法過程較為復雜。本文中，我們通過采用超聲提取，結合氣相色譜-質譜聯用技術，建立了可以同時測定包裝材料中20種芳香胺的方法，同時采用此方法對市售的食品包裝袋進行了芳香胺的檢測。
1實驗部分
1.1實驗儀器和試劑
GC-MS2010（日本島津）；數控超聲波清洗器KH-600DB（昆山禾創超聲儀器有限公司）。20種PAAs標準品（天津博納艾杰爾科技公司）；甲醇（色譜純，天津市大茂化學試劑廠）；二氯甲烷（色譜純，天津市大茂化學試劑廠）；連二亞硫酸鈉（分析純，天津市大茂化學試劑廠）；檸檬酸（分析純，天津市大茂化學試劑廠）。
1.2 樣品前處理
稱取0.2g(精確至0.0002g)試樣，置于100mL的帶磨口的錐形瓶中，加入24mL檸檬酸鹽緩沖溶液，蓋上塞子，將錐形瓶放入70℃±2℃的水浴鍋內預熱約15min，不時地搖動，使試樣盡量完全溶解。此時配置連二亞硫酸鈉溶液。預熱后，取出錐形瓶，在每個瓶中加入6.0ml的連二亞硫酸鈉溶液，立即蓋上瓶蓋，搖勻。將錐形瓶再次放入70℃2℃的水浴鍋內保持30min，并不時搖動使其充分還原。還原后取出錐形瓶，用冷水使其快速將至室溫。冷卻后在錐形瓶里加入20mL二氯甲烷，搖勻，在30℃，功率600Hz下超聲提取30min。取上清夜液經0.45um微膜過濾后上機檢測。
1.3質譜色譜條件
色譜條件：DB-17MS毛細管柱(30m×0.25mm×0.25um)；高純氦，流速為1.0ml/min；進樣口溫度：300℃；柱溫程序：初始溫度為80℃，保持3min，以5℃/min升至180℃，保持8min，然后以15℃/min升溫至250℃，保持0min，最后以3℃/min升至280℃，保持10min；離子源溫度230℃；四級桿溫度150℃；進樣體積：1.0/μL；進樣方式：無分流進樣。
2 結果與討論
2.1色譜條件的確定
實驗過程中采用DB-5MS和DB-17MS(30m×0.25mm×0.25um)兩種色譜柱對濃度為10mg/L的PAAs混合標準工作溶液1μL進行全掃描，實驗結果顯示： DB-5MS柱對于大部分的芳香胺都不能區分開；DB-17MS色譜柱除了對2,4-二氨基甲苯和2,6-二氨基甲苯這對同分異構體不能區分外，相比于DB-5MS柱對其他芳香胺具有很好的分離效果。實驗過程中首先通過全掃描的方式，對芳香胺進行定性，獲得了20種芳香胺的保留時間和特征離子，見表1，然后通過離子掃描模式對芳香胺進行定量分析，并且通過全掃描模式和選擇離子掃模式相結合的方式檢測樣品中的放香胺，可以有效排除樣品基質的干擾。圖1為20種芳香胺在DB-17MS色譜柱上的色譜圖(1.0mg/L)。
圖1：20種PAAs(1.0mg/L)混合標準溶液的選擇離子色譜圖
Fig.1selected ion monitoring chromatogram of a mised standard solution of the 20primary aromatic amines (PAAs)(1.0mg/L)
表1：20種PAAs的質譜分析參數
Table1：MSparameters of 24 primary aromatic amines (PAAs) analysis
|
number. |
Name |
CAS number. |
Retention time/min |
Selected ions |
|
1 |
鄰甲苯胺 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 |
鄰氨基苯甲醚 o-Anisidine |
94-04-0 |
13.275 |
80、108、123 |
|
4 |
對氯苯胺 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-氯鄰甲苯胺 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-氨基聯苯 4-Aminobiphenyl |
92-67-1 |
32.308 |
115、141、169 |
|
13 |
對(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 |
鄰氨基偶氮甲苯 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’-二甲基聯苯胺 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’-二氯聯苯胺 3,3'-Dichlorobenzidine |
91-94-1 |
47.275 |
126、154、252 |
|
20 |
3,3’-二甲氧基聯苯胺 3,3'-Dimethoxybenzidine |
119-90-4 |
47.442 |
201、229、244 |
2.2標準曲線
準確量取濃度為1000mg/L的20種芳香胺混合標準物質1mL，置于10mL的容量瓶內，用甲醇稀釋至刻度，搖勻，配制成濃度為100mg/L的混合標準儲備溶液。然后準確量取混合標準儲備溶液1mL，置于10mL容量瓶中，用甲醇稀釋至刻度，得到濃度為10mg/L的混合標準中間溶液。最后用甲醇逐級稀釋混合標準中間溶液，得到一系列濃度梯度為0.02mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L的混合標準工作溶液。將以上濃度梯度為橫坐標，得到的峰面積為縱坐標，得到標準曲線，曲線擬合結果如表2。
表2： 20種PAAs的線性方程、相關系數及檢出限
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
在空白樣品中加入0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L三種不同濃度水平的混合標準溶液，按照1.2中所述的前處理方法對空白樣品進行處理，用峰面積計算得到提取方法的回收率。每個濃度水平做5個平行樣，用峰面積計算方法的日內精密度。從表3中可以看出各組分的回收率在79%-107%之間，日內精密度在1.1%-7.5%之間。
表3： 20種PAAs的回收率及相對標準偏差(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實際樣品檢測結果
采用本文提供的實驗方法，對市場幾種常見的食品接觸材料中的芳香胺進行測定，包括味精包裝、肉丸包裝、粉絲包裝和方便面包裝、綠茶包裝、薯片包裝。結果發現：部分食品接觸材料中發現有芳香胺的檢出，其中檢出最多的是2-萘胺、4-氨基聯苯、對氨基偶氮苯。其中粉絲包裝檢出2-萘胺0.097 mg/kg，肉丸包裝和味精包裝分別檢出4-氨基聯苯0.028 mg/kg、0.027mg/kg，薯片包裝和味精包裝分別檢出對氨基偶氮苯0.062 mg/kg 、0.046mg/kg。
3 總結
食品接觸材料中芳香胺的來源有多個方面，實驗中采用連二亞硫酸鈉溶液在檸檬酸鹽緩沖溶液中對樣品進行還原分解，以產生潛在的致癌芳香胺，將所有可能得芳香胺包含在內；然后采用有機溶劑二氯甲烷在超聲輔助下萃取芳香胺，超聲溫度30℃，超聲時間30min，超聲功率600W；最后將提取液過膜后用GC-MS分析。本文通過將超聲提取與GC-MS相結合，建立可同時測定食品接觸材料中20種芳香胺的方法。本方法具有較高的回收率和較好的精密度，并且操作簡單（無需對提取液進行濃縮）、靈敏度高、重現性好、檢出限低，各項指標滿足食品接觸材料中芳香胺的檢測要求。
來源：AnyTesting
