基于QuEChERS-液相色谱-串联质谱法测定纸制品中4种异噻唑啉酮类杀菌剂

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广 东 化 工 2021年第10期

· 214· www.gdchem.com 第48卷总第444期

基于QuEChERS-液相色谱-串联质谱法

测定纸制品中4种异噻唑啉酮类杀菌剂

李柏,陈山丹,冯杰,刘萍,钱志娟

(南京海关轻工产品与儿童用品检测中心,江苏扬州225009)

[摘 要]建立了QuEChERS结合液相色谱-串联质谱法测定纸制品中4种异噻唑啉酮杀菌剂(MI,CMI,OI和BIT)的含量。采用多反应监测

模式进行定性,外标法定量。结果表明在5~250 μg/L(OI为0.5~25 μg/L)范围内线性关系良好(R2=0.9986~0.9999)。方法的检出限LOD为0.044~0.571

μg/L,定量限LOQ为0.146~1.91 μg/L。4种不同的纸制品在0.2,2.5和4.0 mg/kg三个添加水平的加标回收率为84.4%~101.4%,相对标准偏差

(RSD%)为2.11%~7.82%。该方法快速,灵敏,能够满足纸制品中异噻唑啉酮杀菌剂的检测要求。

[关键词]QuEChERS;液相色谱-串联质谱,异噻唑啉酮,纸制品

[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)10-0214-03

Determination of Four Isothiazolinone Biocides in Paper Products by

QuEChERS-liquid Chromatography-tandem Mass Spectrometry

Li Bai, Chen Shandan,Feng Jie,Liu Ping, Qian Zhijuan

(Nanjing Customs District Light Industry Products and Children’s Products Inspection Center, Yangzhou 225009, China)

Abstract: A method was developed for the determination of four isothiazolinone biocides in paper products by QuEChERS with liquid chromatography-tandem

mass spectrometry. The multi reaction monitoring modelwas used for qualitative analysis and the external standard method was used for quantitative analysis.These

4 biocides showed a good linearity in the range of 5~250 μg/L(OI in the range of 0.5~25 μg/L)(R2=0.9986~0.9999).The limit of detection (LOD) was0.044~0.571

μg/L and limit of quantitation (LOQ) was 0.146~1.91 μg/L.The average recoveries of 4 biocides were in the range of 84.4%~101.4% at the three spiked levels (0.2,

2.5 and 4.0 mg/kg) in the four different paper products and the RSD% was in therange of 2.11%~7.82%. The method is rapid, sensitive and can meet the

requirements of the detection of isothiazolinone biocides in paper products.

Keywords: QuEChERS;Liquid chromatography-tandem mass spectrometry;isothiazolinone;paper products

在造纸工业中,造纸原料和水源中不可避免存在着大量的微

生物如霉菌、细菌等,更会在各个工艺流程的环节也残留着微生

物。于是在制浆、漂白等造纸过程中,为了抑制细菌、霉菌生长,

通常需要添加杀菌防腐剂以解决腐浆问题[1]。异噻唑啉酮是一类

新型的高效广谱杀菌剂,具有高效、低毒、环境友好等优点,因

此被广泛应用于如造纸等工业[2]。在人们日常接触的纸制品中,

如包装类,办公类,生活用纸以及食品用纸等,不可避免的会产

生残留,而这些残留随即可能迁移到与人体密接触的环境中,从去离子水发生器:Milli-Q型,美国密理博公司。

有机微孔滤膜:13mm×0.22µm,南通苏品实验器材有限公

司。

离心机:TGL-20型,山东百欧医疗科技有限公司。

2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮(MI):97.01%,德国Dr.公司。

5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮(CMI):97.1%,美国Accustandard

公司。

1,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮(BIT):99.57%,德国Dr.公司。

而对人体健康造成危害。有研究发现,异噻唑啉酮是强致敏剂,

会对皮肤产生刺激和过敏反应,并可能造成生态毒理学危害。

目前,国内外对于玩具、化妆品和食品等领域对异噻唑啉酮

类杀菌剂的用量和特定迁移量都有严格的管控。欧盟玩具安全指

令(2009/48/EC),针对36个月以下儿童玩耍的玩具以及其他可以

放入口中的玩具,限量分别为CMI 0.75mg/kg,MI 0.25mg/kg,

CMI和MI混合物为1 mg/kg,BIT为5 mg/kg;我国《化妆品卫

生规范》规定MI限量为0.01%,MI、CMI混合物限量为0.0015%;

《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》规定了食品接触

类纸制品中异噻唑啉酮类杀菌剂的使用限量,CMI和MI为50

mg/kg,BIT为0.16 mg/dm2[3]。近些年来,高效液相色谱-串联质

谱(LC-MS/MS)越来越多的被应用于测定异噻唑啉酮类化合物的

研究中[4-6],对于基质复杂,极性强,沸点高的异噻唑啉酮化合物,

与HPLC-UV[7],GC-MS[8]或GC-MS/MS[9]技术相比,LC-MS/MS

具有测试时间短,灵敏度高的特点。本文通过优化QuEChERS方

法中吸附剂的选择和用量,结合高效液相色谱-串联质谱技术,建

立了纸制品中异噻唑啉酮类杀菌剂的快速,准确的测试方法,为

测试纸制品中异噻唑啉酮的残留提供技术支撑,以此控制和监测2-辛基-4-异噻唑-3-酮(OI):98.96%,德国Dr.公司。

甲醇:色谱纯,德国默克公司。

乙腈:色谱纯,德国默克公司。

甲酸:色谱纯,百灵威科技有限公司。

1.2标液配制

标准储备液:分别准确称取适量异噻唑啉酮标准品,用甲醇

溶解配制成质量浓度为500 μg/mL的MI、CMI、BIT、OI的标准

储备液。混合标准储备液:分别移取1 mL MI、CMI、BIT,0.1 mL OI

标准储备液于10mL容量瓶中,甲醇定容,得到MI、CMI、BIT

浓度为50 μg/mL,OI浓度为5 μg/mL的混合标准储备液。

混合标准工作液:使用时根据需要,用甲醇逐级稀释上述混

合标准储备液至质量浓度为5、10、50、100、250 μg/L(OI为0.5、

1、5、10、25μg/L)的系列混合标准工作溶液。

1.3实验方法

1.3.1加标样品制备

同时包含4种异噻唑啉酮的阳性样品市场上难以获得,因此

本研究选取了不同纸制品阴性样品,剪碎至5mm×5mm以下,

造纸行业中此类杀菌剂的滥用。

1实验部分

1.1仪器与试剂

液相色谱-质谱联用仪:TSQ Quantum Access MAX型,美国

赛默飞世尔有限公司。

超声波发生器:Branson B5510E型,美国必能信超声有限公

司。称取同样质量样品混匀,加入甲醇溶液浸没,超声1h以使纸被

甲醇充分浸湿,随后加入一定体积标准溶液搅拌均匀,平铺于表

面皿中,置于通风橱避光处,静置,过夜,样品中四种异噻唑啉

酮加标量分别为:BIT 0.30、MI 0.50、CMI 0.80、OI 1.0 mg/kg。

1.3.2 样品前处理

准确称取0.5 g(精确至0.01g)纸样品于50 mL离心管中,加

入10 mL甲醇,超声提取40 min,以5000r/min离心5min。准

确移取上清液2 mL于预先装有20 mg PSA、50 mg C18、20 mg

[收稿日期] 2021-04-01

[基金项目] 南京海关科研项目(2019KJ26)

[作者简介] 李柏(1981-),女,硕士研究生,工程师,主要研究方向为轻工产品与儿童用品检测。2021年第10期 广 东 化 工

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硅胶的10mL离心管中,涡旋1 min,使上清液完全净化,以5000

r/min离心5min后,上清液过0.22μm有机滤膜后待测。

1.4 仪器参数

色谱柱:Agilent Eclipse XDB-C18柱(3.5μm,2.1×150mm,

美国安捷伦科技有限公司);流动相:A相为水-甲酸(0.1%)溶液,

B相为甲醇;流速:300 μL/min;梯度洗脱程序:0~4min,70-2% A;4~7min,2% A;7~7.1min,2-70% A;7.1~10min,70% A;

柱温:5℃;进样体积:10μL。离子源:HESI,正离子模式,多

反应监测(SRM)扫描方式;电喷雾电压:3500V;毛细管温度:

350℃;离子源温度:300℃;鞘气:30Arb;辅助气:10 Arb。

其他质谱条件见表1。

表1 四种待测物离子对质谱参数Tab.1MRM transitions and MS operating parameters selected for the analysis of 4 compounds

序号化合物CAS号分子量离子对透镜电压碰撞能量/eV保留时间/min

12-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮(MI)2682-20-4115.1116.1→71.2*

116.1→53.36720

341.90

25-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮(CMI)26172-55-4149.6150.1→87.2*

150.1→135.17041

283.57

31,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮(BIT)2634-33-5151.2152.1→77.2*

152.1→134.27031

214.30

42-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(OI)26530-20-1213.3214.2→102.1*

214.2→57.36913

176.61

备注标*为定量离子对

2 结果与讨论

2.1 提取溶剂选择

由于异噻唑啉酮为一类亲水性化合物,因此在样品提取时考

察了甲醇、乙腈两种常用提取溶剂对相同含量测试样品的提取效min时MI和BIT测定值达到最大,35 min后OI和CMI的测定

结果增加趋缓,继续增加提取时间对结果的响应值无太大影响,

为保证提取完全,本方法选择超声提取40 min。

2.4 吸附剂的选择

分散固相萃取相与传统的SPE相比,大大增加了萃取样品的率,按照1.2.2步骤处理并检测。结果如图1,提取效率甲醇优于

乙腈,本实验选择甲醇为提取溶剂。

图1 提取溶剂对回收率的影响

Fig.1The recoveries in diferent solvents表面积,样品中的组分按各自极性分布在有机相中,因此,对于

基质的分离分散有显著的效果。吸附剂的选择主要依靠吸附剂自