超聲萃取技術(shù)在皮革禁用偶氮染料中聯(lián)苯胺的檢測

郁 蔥 范逸峰

（浙江中天紡檢測有限公司，浙江海寧 314400）

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超聲萃取技術(shù)在皮革禁用偶氮染料中聯(lián)苯胺的檢測

郁 蔥 范逸峰

（浙江中天紡檢測有限公司，浙江海寧 314400）

摘 要用超聲對皮革進行脫色和還原裂解，縮短了樣品的前處理時間，提高了檢測效率和樣品中聯(lián)苯胺的回收率，由原來的前處理用時55min縮短為現(xiàn)在的35min，濃度在30mg/kg-100mg/kg之間，回收率由標準中要求的70％提高到了83.6％～95.1％，使得定量結(jié)果更加準確，更接近真實值。

關(guān)鍵詞超聲萃取; 皮革; 偶氮染料; 聯(lián)苯胺; 檢測

Ultrasonic extraction technology in detection of banned azo dyes in leather

YU Cong FAN Yi-feng
(Zhejiang Zhongtian Textile Testing Co.，Ltd, Zhejiang Haining 314400, China)

Abstract The leather be decolorization and reductive cleavage use ultrasound-assisted, The sample pretreatment time is shortened, Improve the efficiency of detection and recovery rate of benzidine in the sample. Pre-processing time reduced from 55min to 35min, Recovery rate from 70％ (requirements in the standard )to 83.6～95.1％ when Concentrations between 30mg/kg～100mg/kg, in this paper, the quantitative results are more accurate.

Key words ultrasonic extraction; leather; azo-dye; benzidine; testing

偶氮染料是應(yīng)用最為廣泛的一種合成染料，不僅用于紡織品的印染，還用于皮革、紙張、食品等染色。需要注意的是，并非所有偶氮染料都受禁止，禁用的只是經(jīng)還原會釋出法規(guī)指定的致癌芳香胺的偶氮染料。人體的正常代謝所發(fā)生的生化反應(yīng)條件下，可能發(fā)生還原反應(yīng)使偶氮基斷裂，重新生成致癌芳香胺，并經(jīng)過活化作用改變?nèi)梭wDNA的結(jié)構(gòu)與功能，引起人體病變和誘發(fā)癌癥。[1.2]所以禁用偶氮染料的檢測已成為目前皮革制品測試中最基本的技術(shù)要求。

我國目前對皮革中禁用偶氮染料測試的現(xiàn)行標準GB/T 19942－2005[1]能測試裂解釋放出23種有害芳香胺的偶氮染料，但其前處理方法存在反應(yīng)時間長，且回收率低的問題。本文采用的超聲萃取的前處理方法不但能加快偶氮染料裂解速率，縮短反應(yīng)時間，而且還能提高回收率，使最終結(jié)果更準確，更加接近樣品中的真實值。

1 實驗

1.1 儀器、主要試劑與耗材

儀器:Agilent7890A/5975C氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，EI源，帶分流不分流進樣口，帶自動進樣器，HP-5 30m×0.25mm×0.25μm（5％-苯基）-甲基聚硅氧烷毛細管色譜柱，Ultimate3000液相色譜儀，帶DAD檢測器，帶自動進樣器，C18 250mm×4.6mm×5μm色譜柱，數(shù)控超聲波洗滌器KQ-100DE(昆山市超聲儀器有限公司)，電子天平BS 210S（賽多利斯）。

主要試劑:23種禁用偶氮染料標準品(德國DR..)，純度≥99.5％、正已烷、叔丁基甲基醚、甲醇、檸檬酸納（分析純）、連二亞硫酸納（分析純），純度≥87％、三級水。以上試劑沒有特殊規(guī)定均為色譜純。

耗材：深色含禁用偶氮染料的皮革；不含偶氮染料的深色羊皮革、深色牛皮革、深色豬皮革。

1.2 標準溶液配制

準確稱取23種禁用偶氮染標準品各0.1g用甲醇溶解，并定容至100ml，制得濃度為1000mg/l的23種禁用偶氮染料標準儲備液。然后從23種禁用偶氮染料標準儲備液中分別吸取0.5ml、1ml、2ml、4ml、8ml、10ml于100ml不同容量瓶中，并用甲醇定容至100ml，分別制得5mg/l、10mg/l、20mg/l、40mg/l、80mg/l、100mg/l的23種禁用偶氮染料標準工作溶液并放入0℃-4℃中的環(huán)境中儲存。其它濃度的標樣根據(jù)實際需要進行現(xiàn)場配制。

1.3 試驗方法

1.3.1 脫脂

取有代表性試樣，剪成5cm×5cm碎片，混均后稱取1.0g于50ml玻璃反應(yīng)器中，并加入20ml正已烷，讓其在密閉的狀態(tài)下，置于40℃的超聲水浴中處理20min，潷掉正已烷（不能損失試樣）。再用20ml正已烷按同樣方法處理一次。脫脂后的試樣在敞口的容器中放置12小時，揮干正已烷。

1.3.2 還原裂解

待試樣中的正已烷完全揮干后。加入17ml預(yù)熱至（70±5）℃的檸酸納緩沖溶液，蓋上塞子，輕輕振搖使試樣濕潤，在通風柜中將其置于已預(yù)熱到（70±2）℃超聲波水浴中，保持（15±2）min。

用2ml的吸量管加入1.5ml連二亞硫酸納溶液，在70℃的溫度下保持10min，再加入1.5ml連二亞硫酸納溶液，在70℃的溫度下保持10min。然后拿出反應(yīng)器用冷水沖洗盡快冷卻至室溫。

1.3.3 提取

先將全部反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到硅藻土提取柱中，靜止吸收15分鐘。在殘留物中加入5ml叔丁基甲基醚和1ml20％的氫氧化納甲醇溶液重新提取，把提取液倒入硅藻土提取柱中。分別用15ml、20ml、40ml叔丁基甲基醚三次沖洗試樣，然后把提取液倒入硅藻土提取柱中。最后將濾液旋蒸至近干，用惰性氣體吹干，加入2ml甲醇用于儀器分析。

1.4 儀器條件

1.4.1 定性 氣相色譜質(zhì)譜條件

7890A氣相色譜：毛細管色譜柱HP-5MS 30m×0.2mm×0.25μm；進樣口溫度300℃；升溫程序：色譜柱初始溫度100℃保持1min，以40℃/min升至180℃保持1min，再以30℃/min升至300℃保持1min；載氣：氦氣，純度≥99.999％，流速為1.2ml/ min高純氦；進樣方式：不分流進樣，1.5min鐘后開閥；進樣量1μl。

5975C質(zhì)譜條件:質(zhì)譜接口溫度280℃；EI源，230℃；掃描方式：SIM；電離電壓：70eV；質(zhì)量掃描范圍50amu-500amu；溶劑延時：4min。

1.4.2 定量液相色譜條件

液相色譜儀U3000條件：色譜柱：C185μm, 250mm×4.6mm；流量：1.0mL/min；檢測器：DAD二級管陣列。

流動相A：甲醇；流動相B：0.575g磷酸二氫銨+0.7g磷酸二氫鈉，溶于1000ml二級水中，pH=6.9。

梯度：起始時用15％流動相A和85％流動相B，然后在45min內(nèi)成線性地轉(zhuǎn)變?yōu)?0％流動相A和20％流動相B，保持5min。

2 結(jié)果與討論

首先用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀對23種禁用偶氮染料標準譜圖的采集，建立以下數(shù)據(jù)作為禁用偶氮染料定性（陽性檢測）時的參數(shù)。

表1　23種禁用偶氮染料的采集參數(shù)

續(xù)表1　

結(jié)合表1和圖1可以看出，23種禁用偶氮染料在1.4的儀器條件下能夠進行正確分離。

用含有禁用偶氮染料的深色皮革對上述方法進行驗證，具體出峰情況見圖2、圖3、圖4。

從圖2分析可知出峰時間為18.74min的化合物與表1中18.75min時出峰的聯(lián)苯胺出峰時間比較接近，疑似聯(lián)苯胺，用液相色譜儀進行驗證。

從圖3可以看出在聯(lián)苯胺在1.4.2條件下的出峰時間為17.86min。

從圖4可以看出，在17.94min出現(xiàn)在同樣的峰，經(jīng)分析后確認，該物質(zhì)為聯(lián)苯胺。所以在以上條件下能夠?qū)悠分械穆?lián)苯胺進行定性和定量的分析。

3 對方法的可行性進行驗證

3.1 儀器檢出限和方法檢出限的測定

將聯(lián)苯胺標準樣品逐級稀釋，根據(jù)本方法中所設(shè)定的檢測條件進行測試，以質(zhì)量濃度為橫坐標，以目標物響應(yīng)的峰面積為縱坐標，繪制標準曲線并計算回歸方程，根據(jù)信噪比S/N=3計算檢出限。經(jīng)過多次實驗，最后確定儀器的檢出限為0.5mg/kg。

根據(jù)儀器檢測出為0.5mg/kg 按MDL的10倍進樣濃度5mg/kg ，重復(fù)測定7次（按美國EPA進樣量不少于7次）。

運用以下公式進行計算

公式1：

MDL=S×t(n-1,1-a=0.99)

式中：n=重負測定的加標樣品數(shù)；S=n次加標樣品的標準偏差；

t=自由度為n-1時的Student′s t值（可查表）；1-a為置信水平

公式2：

其中xi=每次測量的數(shù)值；

n=測量次數(shù)。

表2　加標濃度為5mg/kg聯(lián)苯胺多次進樣結(jié)果匯總表

MDL=S×t=0.1624×3.71=0.60mg/kg

加標濃度為5mg/kg＜10×MDL（6.0mg/kg）所以以上計算的MDL合適。

3.2 樣品回收率的測定

將已知濃度的分析物加到樣品中，按照預(yù)定的分析方法進行檢測，測得的實際濃度減去原先未添加分析物時樣品的測定濃度，并除以所添加濃度的百分率。

公式3：

回收率（R）％=(C1-C2)/C3

其中：C1是指加標之后測定的濃度；

C2是指加標之前測定的濃度；

C3是指加入目標物后的理論濃度。

表3　聯(lián)苯胺的收回率測試

從表3分析可以看出，聯(lián)苯胺的回收率在83.6％～95.1％之間，均大于標準中所規(guī)定的≥70％的要求，且回收率的大小與皮革的材質(zhì)并無必然的聯(lián)系。

可利用已知偏倚的國際或國家認可的參考方法來評定另一種方法的偏倚，或者利用兩種方法按照相關(guān)測試程序?qū)Χ喾N基體或濃度的典型樣品進行測定，并用t-檢驗（t-test）對分析方法間的偏倚顯著性進行評估，在樣品濃度為10mg/kg≤p＜0.01％時，其回收率在80％-115％之間。[2]顯然表3中所測試的回收率落在80％-115％的區(qū)間范圍之內(nèi)。

3.3 方法的精密度測試

本文采用標準偏差（S）進行測定，根據(jù)3.2得出的結(jié)論，樣品的回收率大小與皮革的材質(zhì)并無必然的聯(lián)系，所以以下試驗及其得出的數(shù)據(jù)均采用深色樣皮革作為原料通過1.3的條件得出的數(shù)據(jù)。計算公式采用3.1中公式2中所列。

表4　聯(lián)苯胺的精密度測試數(shù)據(jù)

從表4可以看出，在濃度為10mg/kg-100mg/kg之間，標準偏差為0.52mg/kg-1.87mg/kg。

3 結(jié)論

采用超聲對皮革樣品進行脫脂、還原裂解，可縮短整個反應(yīng)時間，把原來的90min縮短為現(xiàn)在的55min，脫脂和還原裂解的時間縮短了35min。在縮短反應(yīng)時間提高檢測效率的同時，也提高了檢測的回收率，由標準中規(guī)定的70％提高到了86.7％。回收率的提高將更加真實地反應(yīng)樣品中實際聯(lián)苯胺的含量，使檢測的數(shù)據(jù)更加接近真實值。按照上述方法進行測試，儀器的檢出限為0.5mg/kg，方法的檢測限為0.6mg/kg，在濃度為10mg/kg-100mg/kg之間方法的標準偏差在0.52mg/kg-1.87mg/kg之間。

參考文獻：

[1] Kamal jit Singh.Sarbjit Singh Shupendra Singh Butola. The German ban-A Realistic appraisal[J]. Colourage. 2002 (1):43-47.

[2] M.Chakraborty,Sanjay Gupta.Some basic concepts of eco-textiles and status of banned dyes [J]. Colourage. 2001 (6):33 - 35.

[3] GB/T 19942-2005.皮革和毛皮,化學試驗,禁用偶氮染料的測定[S].

[4] 合格評定,化學分析方法確認和驗證指南[S].

作者簡介：郁 蔥（1982-）浙江海寧人，工程師，現(xiàn)從事紡織品新材料檢測技術(shù)研究。

文獻標識碼：C

中圖分類號：TS101.923

投稿日期：2015-11-22