布絨玩具中致敏性芳香物質(zhì)的快速篩查方法研究

1引言

在布絨玩具的生產(chǎn)過(guò)程中，常會(huì)加入各種芳香類物質(zhì)來(lái)掩蓋玩具生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的異味，增加其吸引力，然而這些物質(zhì)中有些成份具有較強(qiáng)的致敏性，即引起機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答，造成人體過(guò)敏反應(yīng)，表現(xiàn)為組織損傷或生理功能紊亂，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致死亡，將這類物質(zhì)稱為致敏性芳香劑^[1-3]，也稱致敏香精香料。兒童作為玩具產(chǎn)品的主要消費(fèi)者，免疫力遠(yuǎn)低于成年人，更易受到傷害。鑒于此，歐盟出臺(tái)了歐盟玩具安全指令2009/48/EC^[4]限制致敏性芳香劑的使用，其中包括本文涉及的38種禁限用芳香劑，并規(guī)定其含量不得高于100 mg/kg。這一規(guī)定的出臺(tái)為玩具生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)控和相關(guān)政府機(jī)構(gòu)的監(jiān)管提出了新要求，使得建立相關(guān)檢測(cè)方法的需要愈加迫切。

由于待測(cè)致敏芳香劑種類多，玩具樣品量大，因此實(shí)際工作中檢測(cè)人員希望采用“快速篩查方法+確證方法”的模式進(jìn)行檢測(cè)，提高檢測(cè)效率、降低檢測(cè)成本。目前對(duì)于致敏芳香劑的確證方法研究較多^[5-16]，本課題組在確證方法研究領(lǐng)域也取得了一定的進(jìn)展^[16-18]。康芳媛等^[16]采用固相萃取GCMS方法測(cè)定兒童彩泥中的多種芳香胺。而對(duì)于篩查方法目前僅見(jiàn)來(lái)自于Masuck等^[19，20]建立的頂空固相微萃取氣相色譜質(zhì)譜法，研究的重點(diǎn)是一定條件下兒童吸入這些化合物的潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，不能直接應(yīng)用于快速篩查。

本研究基于直接熱解吸氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)，建立了玩具中致敏芳香劑的快速篩查方法。首先檢測(cè)玩具樣品在一定條件下的致敏芳香劑揮發(fā)量，然后利用本研究提出的相關(guān)系數(shù)的概念，對(duì)殘留量進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)，從而分析其是否為可疑性陽(yáng)性樣品。將本快速篩查方法和確證方法應(yīng)用于實(shí)際玩具樣品的測(cè)定，結(jié)果符合預(yù)期的要求，可有效排查可疑陽(yáng)性樣品。2實(shí)驗(yàn)部分

2.1儀器與試劑

Agilent 6890/5975氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent公司）；UNITY全自動(dòng)熱脫附儀、TD100自動(dòng)進(jìn)樣裝置、TD20型TenaxTA吸附管自動(dòng)凈化儀、液體標(biāo)準(zhǔn)配氣裝置、Tenax不銹鋼吸附管（內(nèi)含200 mg TenaxTA吸附劑）、空玻璃吸附管（英國(guó)Markes公司）；P300H 型超聲波提取儀（德國(guó) Elma 公司）；聚四氟乙烯濾膜（PTFE，0.45 μm 微孔，天津津騰公司）。甲醇、丙酮（色譜純，美國(guó)Baker公司）；氦氣（純度>99.999%）。

Varian 450240型氣相色譜離子阱質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent公司），配Varian cp8400自動(dòng)進(jìn)樣器，Saturn MS workstation version 6.9.2操作軟件，用于實(shí)際玩具中致敏芳香劑的殘留量檢測(cè)。

本研究涉及的38種芳香劑標(biāo)準(zhǔn)品詳細(xì)信息見(jiàn)表1（由于數(shù)據(jù)分析的需要，某些標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為異構(gòu)體的混合物，本研究將其視為一種分析物，如檸檬醛、金合歡醇等）。

以丙酮為溶劑，分別配制了38種芳香劑的單標(biāo)和混標(biāo)儲(chǔ)備液（濃度1000 mg/L），根據(jù)需要分別用丙酮將上述儲(chǔ)備液稀釋到所需濃度。

2.2致敏芳香劑揮發(fā)量的測(cè)定

2.2.1熱解吸條件TenaxTA吸附管熱解吸條件（使用前需老化）： 吸附管解吸溫度280 ℃，時(shí)間15 min，干燥吹掃（Dry purge）時(shí)間0.3 min，預(yù)吹掃（Prepurge）時(shí)間0.3 min； 冷阱吸附溫度： 0 ℃； 冷阱脫附溫度320 ℃，時(shí)間2 min，分流比：50∶1； 傳輸管溫度：160 ℃。

玻璃管直接進(jìn)樣解吸條件：除干燥吹掃時(shí)間和預(yù)吹掃時(shí)間為0 min外，其它條件同上。

2.2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制取老化好的TenaxTA吸附管，將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液通過(guò)儀器自帶的標(biāo)樣配置器配成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線系列，然后進(jìn)樣測(cè)定。以扣除空白后峰面積為縱坐標(biāo)，以待測(cè)物質(zhì)量（μg）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.2.4陽(yáng)性樣品的制作將空白玩具樣品剪碎至5 mm × 5 mm 以下，置于小燒杯中，加入一定濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，使其全部浸沒(méi)空白玩具樣品，混勻，置于通風(fēng)櫥中，待溶劑丙酮完全揮發(fā)，即得到布絨玩具陽(yáng)性樣品，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，添加不同量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，可以得到不同添加水平的玩具陽(yáng)性樣品。該陽(yáng)性樣品現(xiàn)做現(xiàn)用，不可長(zhǎng)時(shí)間放置，否則誤差會(huì)加大。

2.2.5樣品前處理將玩具樣品用剪刀剪碎至 5 mm × 5 mm 以下，混勻。準(zhǔn)確稱取 100 mg 樣品（精確至1 mg），直接裝入空的玻璃解吸管中，并在玻璃管的兩端各塞入適量玻璃棉，以不銹鋼螺帽密封，置于TD100自動(dòng)進(jìn)樣裝置中，在設(shè)定的TDGCMS條件下脫附分析。3結(jié)果與討論

3.1方法的基本思路

本方法針對(duì)玩具中致敏性芳香劑在一定條件下的揮發(fā)量進(jìn)行的測(cè)定，而相關(guān)法規(guī)是針對(duì)致敏芳香劑在玩具中的殘留量進(jìn)行的要求，因此需要得到本方法測(cè)得的樣品中致敏性芳香劑的揮發(fā)量與其殘留量之間的關(guān)系，從而由揮發(fā)量推測(cè)殘留量。所以提出了校正系數(shù)的概念：Eexp=校正系數(shù) ×Evol， 其中， Eexp為待檢物的殘留量的預(yù)測(cè)值（Expected residual quantity），Evol為實(shí)驗(yàn)測(cè)得的揮發(fā)量（Volatilization）。通過(guò)設(shè)置安全區(qū)間，確定合適的校正系數(shù)，使其既能在一定程度上準(zhǔn)確反映出樣品中待測(cè)物的實(shí)際殘留量，又不出現(xiàn)假陰性樣品。

3.2樣品直接熱解吸條件的選擇

理論上講，布絨類玩具熱解吸的溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，解吸效果越好； 但過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致布絨變質(zhì)，甚至碳化，雜質(zhì)干擾和儀器污染也會(huì)加大，而時(shí)間太長(zhǎng)測(cè)試效率相對(duì)會(huì)降低，所以在反復(fù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇一級(jí)解吸溫度為280 ℃，一級(jí)解吸時(shí)間為20 min。

3.3色譜條件的優(yōu)化

38種致敏性芳香劑的分析參數(shù)見(jiàn)表1，其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)，多數(shù)物質(zhì)可達(dá)到很好的基線分離，其中檸檬醛和金合歡醇各有兩個(gè)同分異構(gòu)體，7甲基香豆素和6甲基香豆素為同分異構(gòu)體分不開(kāi)，在這里都將其視為一種物質(zhì)處理。

作為計(jì)算校正系數(shù)的依據(jù)。

另外，為了設(shè)置相對(duì)安全的區(qū)間，排除不同樣品基質(zhì)間差異，參考安全評(píng)估領(lǐng)域安全系數(shù)法^[21]中的不確定系數(shù)（Uncertainty factor，UF）的概念，以10作為由不同玩具樣品基質(zhì)引起的種內(nèi)差異。這樣得到校正系數(shù)的計(jì)算公式：校正系數(shù)=（1/R）×UF，其中， R指不同添加水平下的最小的回收率，UF 指不確定系數(shù)，這里設(shè)定為10。按照該公式計(jì)算得到38種化合物的校正系數(shù)，如表2所示。

將快速篩查法測(cè)得揮發(fā)量乘以校正系數(shù)，即得到樣品中芳香劑的預(yù)測(cè)總殘留量。根據(jù)預(yù)測(cè)值評(píng)估其是否為可疑陽(yáng)性樣品，并結(jié)合殘留量的確證方法進(jìn)行確證，大大提高了分析效率，降低分析成本。

3.6實(shí)際玩具樣品測(cè)定及方法驗(yàn)證

應(yīng)用本方法對(duì)市場(chǎng)上購(gòu)買的12款布絨玩具進(jìn)行了致敏性芳香劑含量的篩查，并用確證的方法進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，3款布絨玩具中檢出了致敏芳香劑。圖2為3款檢出玩具樣品的快速篩查方法與確證方法測(cè)定結(jié)果的對(duì)比圖，

圖中A， B， C所示為3款檢出玩具的快速篩查法測(cè)定結(jié)果，其預(yù)測(cè)殘留量分別為28.50， 81.90和96.03 mg/kg，圖中D， E， F為這3款玩具按確證方法測(cè)得的殘留量，分別為0.82， 5.29和5.29 mg/kg。后兩款玩具為同一廠家同一批次的玩具，所以檢測(cè)結(jié)果相差不大。由圖2

[TS（][HT5”SS]圖23款實(shí)際玩具樣品的GCMS譜圖

Fig.2GCMS chromatograms of three real samples containing fragrance allergens

A，B，C為用熱解吸快速篩查方法測(cè)得的3款不同玩具實(shí)際樣品的譜圖，D，E，F(xiàn)為用確證方法測(cè)得的對(duì)應(yīng)的玩具實(shí)際樣品的譜圖。

A，B，C were real sample spectra for three different toys determined by thermal desorption method. D，E，F(xiàn) were the corresponding real sample spectra determined by confirm method.[HT5][TS）]可知，快速篩查方法的預(yù)測(cè)值高于實(shí)際含量，原因是設(shè)定了較寬的安全區(qū)間，玩具的材質(zhì)與實(shí)驗(yàn)中所采用的空白玩具相似，減小了由基質(zhì)不同引起的不確定性，所以這3款玩具中檢出物質(zhì)的預(yù)測(cè)殘留量遠(yuǎn)高于確證方法的殘留量，有效避免了假陰性數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。

4結(jié)論

建立了直接熱解吸氣相色譜質(zhì)譜法（TDGCMS）快速測(cè)定玩具中38種致敏性芳香劑的方法。方法的樣品前處理操作簡(jiǎn)便、線性范圍寬、快速靈敏，可廣泛應(yīng)用于布絨玩具及其它產(chǎn)品中芳香劑的快速篩選。提出了校正系數(shù)的概念，將快速篩查與確證聯(lián)系起來(lái)，并通過(guò)兩種方法的比較，驗(yàn)證了其可靠性，將其應(yīng)用于實(shí)際樣品測(cè)定，效果較好。本方法是快速檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的一種嘗試和探索，可以為廣大一線檢測(cè)人員提供新思路，為建立更加科學(xué)的安全限量，開(kāi)展有害物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，應(yīng)對(duì)歐盟新玩具安全指令相關(guān)要求提供技術(shù)支撐。

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