氣相色譜—質譜法檢測染發劑殘留的研究

梁飄　陳書華　林露

【摘要】目的：探討染色的發樣中2，5-二氨基甲苯，間苯二胺，對苯二胺、二苯胺和鄰苯二胺等5種組分的氣相色譜-質譜檢測方法。方法：將染色過的發樣清洗剪碎后，先用2mol/L的氫氧化鈉消化分解，超聲處理40min，再水浴（37℃）繼續消解6h。取出后用乙酸乙酯萃取5min，有機物層進樣。結果：本研究優化了染色發樣的預處理方法，建立了同時檢測染色發樣中5種殘留組分的GC-MS檢測方法。結論：此方法簡單快速，可推薦用于檢測染色發樣中殘留的染發劑含量。

【關鍵詞】 氣相色譜-質譜法；染發劑；苯二胺；2，5-二氨基甲苯硫酸鹽

【中圖分類號】R-331【文獻標志碼】 A【文章編號】1007-8517（2015）08-0147-02

染發劑在生活中越來越被使用，但是染發劑含有大量的有害物質，會影響到使用者的健康。如：染發劑中的有效成分苯胺類化合物對皮膚有致敏作用，經頭皮吸收會導致體內蓄積苯胺、硝基苯等有毒化學物質，嚴重的甚至誘發膀胱癌、白血病、皮膚癌、過敏性腎炎等。孕婦長期接觸染發劑可致胎兒畸形或大腦發育不良。另外，染發劑中鉛含量很高，是顏料、家用油漆的5～10倍，過多殘留還會引起鉛中毒。

質譜（mass spectrometry，MS）是一種定性技術，靈敏度極高，可以確定化合物的分子量，在結構分析具有重要作用。利用色譜進行物質的分離，然后利用質譜儀對未知物質進行鑒定，結合二者優點進行氣相色譜-質譜聯用是分析未知化合物的常用技術。氣相色譜法是有機物分離的常用方法，尤其適用于定量分析。質譜法適用于定性分析，對物質的判斷精準，但分離功能差，無法直接處理混合物。氣相色譜-質譜法結合了兩者的優點，使得復雜的有機混合物的分離并且定性識別成為了可能。目前有以氣相色譜-質譜法測定2，5-二氨基甲苯、間苯二胺、鄰苯二胺、對苯二胺和二苯胺含量的報道。但大多數研究是以染發劑為檢測對象檢測其中的有害物質，尚無以染色頭發為樣本檢測頭發中殘留的染發劑有毒物質的報道[1-2]。

1儀器與材料

1.1儀器美國安捷倫GC6890-5973MSD氣相色譜-質譜聯用儀（含自動進樣器、高性能分子渦輪泵、四極桿質量分析器、電子轟擊電離源、MSD Chemstation質譜工作站、NIST 98質譜庫）。HP-5MS色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm）；Q-250超聲清洗器。

1.2試劑間苯二胺、鄰苯二胺、對苯二胺均由Merk公司提供；二苯胺、2，5-二氨基甲苯硫酸鹽由Sigma公司提供。所用試劑均為分析純。

1.3材料采集24份近一年染發的發樣作為實驗組，另采集24份未染過發的發樣作為對照組。

2方法

2.1標準溶液配制分別稱取5種標準品各適量，分別用乙酸乙酯溶解，得到10mg/ml標準品儲備液，2～8℃保存。混合5種標準品儲備液，并用乙酸乙酯稀釋標準儲備液，依次得0.5，2.5，5.0，10.0，15.0，20.0，25.0μg/ml的5種混合標準品工作溶液，自動進樣，進行GC-MS分析。以監測特征離子所得峰面積對質量濃度作XY散點圖，得到5種組分的標準曲線。

2.3氣相色譜-質譜的分離分析參數色譜條件： HP-5MS毛細管柱（30m×0.25mm×0.25μm），初始的溫度為70℃維持2min，接著以每分鐘10℃的速度升至180℃，1min后以每分鐘25℃的速度升至310℃，維持5min。載氣He氣（純度為99.999%以上），流量1.0ml/min。進樣量1.0μl，進樣口溫度310℃，不分流進樣，進樣1min后以每分鐘48ml量吹掃載氣He氣。

質譜條件：接口溫度310℃；電離方式選擇電子轟擊電離（E1）；電離能量70eV；電子倍增器電壓選為自動調諧電壓加200V；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；溶劑延遲5min；Scan方式的質量掃描范圍：35～450amu；采集選擇離子模式（SIM）數據，采集的參數見表1。根據得到的質譜圖，搜索譜庫，對復雜樣品定性確認。

2.4樣品處理用pH7洗發劑清洗發樣，再用自來水和純化水漂洗，去除外源性染發劑的污染。發樣剪碎至1～2mm，稱取0.1g剪碎后的發樣于試管中，加入2mol/L氫氧化鈉1.25ml，超聲波處理40min，然后水浴（37℃）繼續消解6h。隨后加入5ml乙酸乙酯，0.1g氯化鈉，震蕩混勻萃取20min，使得發樣中殘留的染發劑進入有機相。待溶液靜置分層后，取上清有機相進樣。

3結果與分析

3.1線性范圍內最小檢測濃度分別配制0.5、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0μg/ml的5種標準品混合工作溶液，根據“2.3”中的儀器參數進行分析測定，得到5種染料組分的峰面積Y與質量濃度X（μg/ml）之間的散點圖，添加趨勢線。結果表明，峰面積與質量濃度在0.5～25μg/ml的濃度范圍內有良好的線性相關性，R2>0.983，5種染發劑組分中間苯二胺、鄰苯二胺、對苯二胺的最小檢測限均為0.2μg/ml，而二苯胺、2，5-二氨基甲苯的最小檢測限為0.5μg/ml。

3.2樣本分析結果采用本法測定24份人發樣本中染發劑主要組分的殘留，主要包括間苯二胺、鄰苯二胺、2，5-二氨基甲苯硫酸鹽、對苯二胺及二苯胺。對于同一份樣品，相同進樣量，重復試驗，用SIS法所得的譜圖有重復性，無雜質干擾。結果見表2。

4討論

4.1樣本的預處理方法堿性物質可以消化分解膠原蛋白，用2mol/L氫氧化鈉溶液溶脹頭發，盡可能的釋放出發樣中內源性的組分，以便提高接下來液-液萃取的提取效率[3]。

為選擇合適的提取溶劑，取4份平行樣品，氫氧化鈉消解后加入500μg/ml混合標準品溶液5ml，分別用四種萃取溶劑萃取（丙酮、乙酸乙酯、乙醇、四氫呋喃），加入0.1g氯化鈉后超聲5min，定容至25ml，靜置后取有機相進樣。最后分析測出的峰圖發現，使用乙酸乙酯作為萃取劑，其樣品各組分峰圖的面積最大，故本試驗選擇乙酸乙酯作為萃取劑。

4.2樣品的色譜分離條件為保證所測物質完全氣化，根據分析物的最高沸點，選擇進樣口溫度為310℃。因此設定進樣口溫度為310℃，柱初始溫度為70℃；根據實驗確定程序升溫條件，發現當一階升溫速度小于20℃/min時，分離效果更好，同時考慮到溶劑延遲時間，確定一階升溫速率設定為每分鐘10℃；第二次升溫速度設定為25℃/min，最終溫度310℃；分流進樣時，全掃描方式的總離子流（TIC）的峰形較好，但離子監測定量的靈敏度大大降低，為保證定性的靈敏度，最終確定采用不分流進樣。

4.3人發殘留染發劑對人體的危害研究發現，人發中容易殘留大量對苯二胺，而對苯二胺容易被氧化，生成苯醌二亞胺，這也是對苯二胺致敏性的主要原因。一些人使用后會出現眼瞼浮腫，甚至皮膚發紅、出現紅疹，奇癢難忍，并且人體胃腸道、肝臟和呼吸系統也可能受損。何國群等[4]研究苯二胺在不同濃度時，經皮膚吸收后，影響實驗動物的淋巴細胞的免疫效應的程度，結果發現，小鼠淋巴細胞的增殖與皮膚吸收的對苯二胺量呈正相關。

除了致敏，染色劑組分有致突變致癌的作用。Chung[5]等進行突變實驗發現，苯胺類衍生物硝基苯胺、對苯二胺、鄰苯二胺等可導致中國倉鼠卵巢細胞發生染色體畸變，也可誘發沙門菌發生回復突變。研究發現39%的白血病患者患病都可能與使用染發劑有關，非何杰金氏淋巴瘤以及白血病病人中，94%的人都曾使用過染發劑。對大約13000名成年女性的隨機調查統計分析后發現，使用過染發劑的女性患白血病的概率是不染發的3.9倍。目前濫用染發劑導致女性白血病發病率逐年上升，醫學家對此提出了“染發劑白血病”的概念[6]。

參考文獻

[1] 李英.氣相色譜-質譜選擇離子法測定氧化型染發劑中9 種組分[J].香料香精化妝品，2004，6（3） ：9.

[2] 劉麗.超聲波抽提氣相色譜-質譜法測定氧化型染發劑中16 種染料[J].分析化學研究報告，2004，25（10）：1333.

[3] 胡雁，楊俊，谷勛剛，等.反相離子對高效液相色譜法同時測定頭發中的尼古丁和可天寧[J].分析測試學報，200，25（2）：77-80.

[4] 何國群，鄭穗生，謝曉萍，等.對苯二胺對小鼠淋巴細胞的增殖效應及其皮膚致敏性研究[J].現代預防醫學，2011，38（17）：3525-3527.

[5] Chung K T，Murdocu C A，Zhou Y G，et al.Effects of the nitro-group on the mutagenicity and toxicity of some benzamines [J].Environ and Mol Mutagen，1996，27（1）：67-74.

[6] 李云暉.氧化型染發劑遺傳毒作用的機制研究[J].癌變·畸變·突變，2001，11（13） ：255.

（收稿日期：2015.01.21）