皮革制品中偶氮染料和芳香胺的檢測

李建平

（河北省廊坊市生態環境局三河市分局，河北 三河 065206）

目前，全球有3 000種偶氮染料在使用，占全球商業染料市場的65%以上。偶氮染料可能會通過汗液被皮膚吸收[1-3]。在一定條件下，一些偶氮染料可以分解并釋放芳香胺（例如，當它們被腸道細菌菌群、肝細胞、肝外組織和表皮細胞中的偶氮還原酶還原時），其中一些是潛在的或已證實的致癌物質[4-6]。經幾項流行病學研究表明，接觸偶氮基染料會引發癌癥。雖然人們已經探索出直接測定偶氮染料的方法，但由于可能的染料數量眾多，而且幾種染料在工業應用中會聯合使用，因此選擇測定染料還原后產生的芳香胺是一種更有效的方法[7-9]。不論染料或染料的組合，都可以通過還原提取物中存在的目標芳香胺表明樣品中存在一種或多種被禁用的偶氮染料。2002年歐盟對偶氮染料的銷售和使用進行了限制，確定其濃度要低于30 μg/ g。在中國，2，4-二甲苯胺和2，6-二甲苯胺被國家標準（GB/ T 17592-2006）禁止使用[10-11]。

1 材料和方法

1.1 化學藥品和試劑

本研究所用的溶劑均為HPLC/MS級。氫氧化銨、二亞硫酸鈉、無水甲醇、氫氧化鉀、24種標準芳香胺和20種標準偶氮染料購自Sigma試劑公司，C18硅膠HPTLC板購買自Sorbent Technologies（Norcross，GA，USA）；HPLC購自Fisher公司。

1.2 樣品提取及處理

從百貨公司購買了120種皮革制品，每種取3 g，切成小塊，用新鮮制備的無水甲醇/氫氧化鉀（56.1 mg/mL）9：1（v/ v），在Dionex ASE 300加速溶劑萃取器中提取。提取過程是在34 mL的提取細胞內插入玻璃纖維過濾器，然后在細胞中加入1 g硅藻土粉（DE）。將3 g樣品插入細胞中，并使用插入工具緊密包裝。通過5分鐘的靜態加熱、5分鐘的溶劑沖洗、100秒的吹掃、1 500 psi的壓力和100 ℃的溫度條件進行萃取，總提取時間為20 min/樣。提取液冷卻至室溫，用提取溶劑補充體積至80 mL。提取液分為兩部分，其中一部分10 mL用于直接光譜和色譜分析，其余70 mL用于還原過程得到的芳香胺。

將上述各個樣品的加速溶劑萃取物用旋轉蒸發器干燥，然后在預熱至70 ℃、pH值為6的檸檬酸緩沖溶液中轉入反應管。用超聲浴將樣品充分混合，在70 ℃下保存30 min。然后加入3 mL二亞硫酸鈉水溶液，加熱30分鐘，使偶氮染料裂解成相應的芳香胺。反應管冷卻至室溫，用2×20 mL甲基叔丁基醚萃取。MTBE層用無水硫酸鈉過濾，濃縮到大約1 mL。然后用MTBE調節樣品溶液體積至5 mL，用氣相色譜（GCMS）分析。

1.3 氣相色譜質譜（GCMS）分析

通過二亞硫酸鈉還原釋放上述芳香胺的樣品提取液，使用Agilent 7890B/5977A GCMSD系統進行分析。不分裂進樣1 μL，溫度從55 ℃升至250 ℃，速度為15 ℃/min。在70 eV的電子電離模式下獲得了質譜。用24個芳香族胺標準建立了定性和定量方法。采用外標法和加標法計算樣品中芳香胺的濃度（見圖 1）。采用MassHunter軟件建立檢測定量限（LOD和LOQ），分別為1.2 ppm和12.0 ppm。采用3個重復的偶氮染料計算反應回收率和還原效率。結果表明，反應效率和回收率均大于85%。

圖1 24種標準芳香胺混合物的總離子色譜

1.4 高效薄層色譜（HPTLC）分析

采用方形Nano-Sil C18反相HPTLC板（10 cm×10 cm，紫外指示劑）。流動相為乙腈和氫氧化銨95：5（v/v）。使用CAMAG自動TLC進樣器4（CAMAG，Muttenz，Switzerland）將10 μL的樣品噴在離平板底部15 mm處的條帶（8 mm）上。采用飽和自動ADC2腔室進行色譜顯像。顯影板預處理時間為5分鐘，干燥時間為5分鐘。用攝像機分別記錄254 nm、366 nm和白光下的圖像。

2 結果與討論

2.1 芳香胺的GCMS定量分析

對120個樣品中的芳香胺進行了定量分析，120份樣本中有46份沒有檢測到芳香胺，這表明沒有任何偶氮染料。74個樣品的芳香胺濃度大于2 μg/g（ppm），其中18個樣品的芳香胺濃度超過國際組織規定的20 ppm。18個樣品中，除了棕色樣品產生了2種不同但相關的芳香胺外，其余樣品都只產生了1種芳香胺。18個樣本中，只有1個為藍色，4個為黑色，1個為棕色，6個為紫色，2個為粉紅色，4個為紅色。其中，黑色皮革中芳香胺的平均濃度最大，分別為388 μg/g、152 μg/g、119 μg/g和98 μg/g，其次為棕色、紅色、紫色、粉色和藍色。

2.2 HPTLC分析

對18個樣品進行HPTLC分析，染料成分的信息如圖2所示。1號樣品為藍色，顯示出一個弱藍色帶和一個強紫色帶。樣品2、3、4、5為黑色，其TLC遷移比較相似。6號樣品是唯一的棕色聚酯織物，顯示了四個帶，主要顏色是紅色和藍色，一起則顯示棕色。7、8、9、10、11、12號樣品為紫色，每個紫色皮革樣品都有獨特的TLC模式，沒有明顯的相似性。兩個粉紅色的樣品（13和14）具有相似的流動性。4個紅色樣品中，15、16、17、18號在HPTLC中均顯示不同的圖譜。

圖2 18個偶氮染料樣品的HPTLC圖像

3 結論

結果表明，74個樣品產生了低濃度的芳香胺混合物，18個樣品產生了超過200 ppm的芳香胺。其中，黑色皮革中芳香胺的平均濃度最大，分別為388 μg/g、152 μg/g、119 μg/g和98 μg/g，其次為棕色、紅色、紫色、粉色和藍色。近年來，隨著人們對日用消費品的日益關注，皮革中芳香胺的痕量分析變得越來越重要。