纺织品中14种N-亚硝胺物质的检测研究*

范娟，张煌博，黄圆圆

[1.福建省纤维检验中心 福建省纺织产品检测技术重点实验室，福建 福州 350026；2.国家服装服饰质量检验检测中心（福建），福建 晋江 362200]

N- 亚硝胺化合物是重要的有机物合成中间体，在环境中广泛存在[1]。N-亚硝胺化合物是一类致癌物质[2,3]，可通过皮肤接触进入人体造成危害。许多国家已制定相关法规法令来限制N-亚硝胺化合物的使用，欧盟先后发布1993/11/EC、2009/48/EC等指令，限制橡胶中N-亚硝胺的使用，生态纺织品OEKO-Tex Standard 100也将N-亚硝胺化合物列为限制物质，规定纺织品中含量≤0.5 mg/kg。

目前，N-亚硝胺物质常用的检测方法有气相色谱法、液相色谱法及液相色谱-质谱法[4-9]。液相色谱-串联质谱灵敏度高、选择性好，适用于复杂样品中目标物准确分析，本研究以欧盟限制的14种N-亚硝胺化合物为研究对象，建立了超高效液相色谱-大气压化学电离-串联质谱法（HPLC-APCI-MS/MS）测定纺织品中14种N-亚硝胺化合物。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

仪器：液质联用仪LC1290Ⅱ（美国Agilent公司）-API 3500三重四级杆质谱仪（美国AB Sciex公司，配电喷雾和大气压化学电离源）；氮气发生器Infinity 1032（英国PEAK公司）；TX-590型纯水机（北京天星科仪科技有限公司）；超声波清洗机（英国PRIMA公司）。

试剂：甲酸（CNW试剂，色谱纯）；实验用水为超纯水；甲醇和乙腈均为色谱纯。

标准物质：N-硝基联苄基胺（NDBzA）、N-亚硝基二异丁胺（NDiBA）、N-亚硝基二异壬胺（N D i N A）、N-亚硝基-N-乙基苯胺（NEPhA）、N-亚硝基-N-甲基苯胺（NMPhA）购于加拿大T R C 公司；N-亚硝基吡咯烷（NPYR）、N-二乙醇亚硝胺（NDELA）、N-亚硝基哌啶（NPIP）、N-二乙基亚硝胺（NDEA）、N-亚硝基二丁胺（NDBA）、N-亚硝基二异丙胺（NDiPA）、N-亚硝基二丙胺（NDPA）、N-亚硝基吗啉（NMOR）购于德国Dr.Ehrenstorfer公司；N-亚硝基二甲胺（NDMA）购于美国O2si公司。

1.2 HPLC-MS/MS 的仪器参数

色谱条件：Poroshell 120 EC-C18柱，2.7 μm，2.1 mm×100 mm；

流动相A：甲醇；流动相B：0.01%甲酸；柱温：40℃；

进样量：5 μL；流速：0.3 mL/min；梯度洗脱程序：见表1。

表1 液相色谱梯度洗脱条件

质谱条件：

离子源：大气压化学电离源（APCI）；扫描极性：正离子扫描；

扫描方式：多反应监测（MRM）；离子源温度250 ℃；

电晕放电针电流：1 mA；碰撞气：6 psi；气帘气：40 psi；喷雾气：40 psi；

监测离子对信息、去簇电压及碰撞气能量检测参数见表2。

表2 目标化合物的检测参数

1.3 试验过程

准确称取1.0 g（精确至0.0001g）试样，置于提取器中，准确加入10.0 mL甲醇，密闭摇匀。置于（40±2）℃超声波发生器中提取30 min后，用0.22 μm尼龙过滤头过滤至样品瓶中，供HPLCMS/MS分析用。

2 结果与讨论

2.1 流动相的选择

14 种N-亚硝胺在甲醇/水、乙腈/水流动相体系中均能得到良好的色谱分离，但目标物在甲醇/水流动相体系中响应显著高于乙腈/水体系，故选择甲醇/水流动相体系。

N- 亚硝胺不易电离，为提高目标物的质子化程度，需加入缓冲盐流动相，文献[9]报道在流动相中加入甲酸铵、乙酸铵、甲酸或乙酸都可以提高N-亚硝胺的离子化效率，但使用甲酸时干扰更低，因此本实验选择甲酸。实验还考察了流动相中甲酸浓度对目标物离子化效率的影响，分别考察了0%、0.005%、0.01%、0.015%、0.02%甲酸-甲醇条件下的目标物的响应，实验结果表明当甲酸浓度为0.01%时，大部分的N-亚硝胺响应达到最大值，因此选择0.01%甲酸-甲醇为流动相。

2.2 离子源的选择

电喷雾电离源（ESI）和大气压化学电离源（APCI）是液质联用仪中常使用的2种电离源，为了分析物得到更好的灵敏度，本研究比较了14种N-亚硝胺物质在两种电离源中的响应。使用相同的色谱分离条件分析了50 μg/L的N-亚硝胺化合物标准溶液，将分析物在APCI模式下的仪器响应定义为100%，ESI模式下得到的各分析物的相对仪器响应列于表3。结果可见ESI模式下，14种N-亚硝胺物质的响应均低于APCI模式，因此选择APCI作为电离源。

表3 ESI模式下N-亚硝胺的仪器响应相对值

离子源的去簇电压和碰撞气能量的大小会影响目标物定量离子的丰度，在确定好目标物的母离子和子离子后，需优化去簇电压和碰撞气能量，而使用APCI源时，目标物的分析灵敏度主要取决于离子源加热器温度、气帘气压力及电晕放电针电流等参数，因此还对这些质谱参数进行优化，结果见表2。

使用优化的仪器条件对14种N-亚硝胺的混合标准品进行分析，可得到较好的分离效果，其总离子流图见图1。

图1 14种N-亚硝胺物质的总离子流色谱图

2.3 提取溶剂的选择

纺织品中禁限用物质的提取方法一般有索氏萃取、加速溶剂萃取、超声萃取等方法。超声萃取方法具有操作方法简单、效率高、设备价格低廉等优点，因此本实验采用超声提取方法进行提取，主要考察了提取溶剂、提取温度、提取时间。

由于N-亚硝胺溶于乙腈、甲醇等有机溶剂，本研究以乙腈、甲醇为提取溶剂进行提取效果对比。实验结果表明，甲醇和乙腈均能很好地提取N-亚硝胺，由于色谱分离时使用甲醇/甲酸流动相，因此本实验选择甲醇为萃取溶剂。

2.4 提取时间的选择

以棉和涤纶贴衬布为基质，分别考察了10、20、30、40、50、60 min提取时间对14种N-亚硝胺提取效果的影响，结果见图2和图3。实验结果表明随着提取时间的增加，萃取量逐渐增加，当超声提取时间为30 min时提取量最高，此后再延长提取时间，14种N-亚硝胺的提取量基本没有增长，因此选择超声提取时间为30 min。

图2 提取时间对涤样品提取效率的影响

图3 提取时间对棉样品提取效率的影响

2.5 提取温度的选择

分别以棉和涤纶贴衬布为基质，准确加入10.0 mL甲醇，分别在30、35、40、45、50 ℃下超声提取30 min，考察提取温度对14种N-亚硝胺提取量的影响，结果见图4和图5。随着温度的升高，14种N-亚硝胺的响应逐渐升高，当温度达到40 ℃其响应基本没有变化，一些目标物还略有下降，因此选择超声提取温度为40 ℃。

图4 提取温度对涤纶样品提取量的影响

图5 提取温度对棉样品提取量的影响

2.6 线性关系和测定低限

在优化的色谱分离条件和质谱条件下，考察了14种N-亚硝胺在5～200 μg/L浓度下的线性关系，以MRM模式下定量离子的峰面积为纵坐标，以质量浓度为横坐标进行线性回归计算，得到线性回归方程和相关系数（R2）（见表4）。

在本实验条件下，分别以3倍信噪比和10倍信噪比（S/N）的质量浓度确定方法的检出限（LOD）和定量限（LOQ），见表4。

表4 HPLC-MS/MS方法的分析性能

2.7 方法回收率和精密度

采用以上优化的实验方法，选取了棉、涤2种纺织品，分别添加0.05、0.1、0.5 mg/kg(限量限) 3个浓度水平的N-亚硝胺，每个浓度平行试验7次。结果如表5所示，可知分析物的回收率为82.1%～109.5%，相对标准偏差为1.0 %～9.3%，说明本方法对纺织品中N-亚硝胺的测定具有较好的准确度和精密度。

表5 方法的精密度和回收率

4 结论

通过对色谱分离条件和质谱测定条件的优化，建立了测定纺织品中14种N-亚硝胺UHPLC-APCIMS/MS分析方法。通过试验分析，14种N-亚硝胺在一定的浓度范围线性良好，检出限低，建立的分析方法样品前处理简单，分析快速、灵敏，适合纺织品中14种N-亚硝胺的检测。