氣相色譜-串聯質譜法測定植物源驅蚊產品中82種風險性化學物質

李紅艷，劉 英，李長于，王 瑾

（1．浙江省產品質量安全科學研究院，浙江 杭州 310018；2．杭州職業技術學院 生態健康學院，浙江 杭州 310018；3．浙江方圓檢測集團股份有限公司，浙江 杭州 310018）

研究表明，薰衣草油、桉葉油、香茅油、薄荷油等植物精油對蚊蟲具有良好的趨避效果［1-3］。近年來，以添加植物精油為有效成分的植物源驅蚊產品因綠色健康、無化學農藥添加受到越來越多的消費者青睞。驅蚊產品作為有害生物防治劑受歐盟生物殺蟲劑法規BPR（EU）No．528∕2012管控；活性物質如菜籽油、香葉醇、丁香酚、香芹酮、萜類混合物QRD 460（含a-萜品烯、D-檸檬烯），驅避劑避蚊胺（DEET）、埃卡瑞丁等獲歐盟委員會EC批準［4］。在美國，驅蚊產品受美國環保署（EPA）管控，允許添加農藥成分DEET、驅蚊酯、埃卡瑞丁、檸檬桉葉油［5］，但不推薦2個月以下嬰兒使用驅蚊產品［6］及3歲以下兒童使用含檸檬桉葉油的驅蚊產品［7］。目前香茅油作為低風險農藥已獲EPA批準，但兒童使用時需遵醫囑并在產品標識中明示［8］。我國目前沒有與植物源驅蚊產品相適應的產品標準。農業農村部辦公廳的農辦法函［2021］19號文中明確具有驅蚊防蚊功能的植物源驅蚊產品屬于農藥范疇，依法應當按農藥進行管理。但近年監督抽查結果顯示，植物源驅蚊產品存在含有農藥DEET和驅蚊酯但未經農藥注冊的現象，且目前市場上該類產品普遍未做農藥登記管理。

調研發現具有趨避作用的多種植物精油中含有香茅醇、薄荷醇、檸檬醛等致敏性芳香劑［2，9］。研究表明攝入單萜類、酚類和蒎烯衍生物等芳香劑可能引發肝腎毒性、內分泌紊亂，特殊人群接觸致敏性芳香劑可能出現蕁麻疹、瘙癢等過敏性皮膚炎癥，過量吸入可引起眼鼻灼燒、刺痛等感官刺激及哮喘反應［10-12］。近年來，玩具、化妝品、紡織品等產品中致敏性芳香劑的氣相色譜-質譜法（GC-MS）或氣相色譜-串聯質譜法（GC-MS∕MS）［13-21］、液相色譜-串聯質譜法（LC-MS∕MS）［22-24］檢測多有報道。氣相色譜-串聯質譜法具有抗干擾能力強、靈敏度高、定性定量準確等優勢，目前已用于玩具中多種致敏性芳香劑含量的測定。現已報道的檢測方法可同時檢測5 ～ 58種致敏性芳香劑［17-24］，對致敏性芳香劑覆蓋不夠全面。另外，植物源驅蚊產品中致敏性芳香劑的研究鮮有報道。因此，亟需建立同時篩查該類產品中致敏性芳香劑和農藥化合物的方法。

本文以植物源驅蚊產品為研究對象，基于氣相色譜-串聯質譜技術，建立了同時檢測78種致敏性芳香劑和4種農藥化合物的分析方法。通過陽性樣品優化提取條件，同時驗證方法學指標，并對實際樣品進行了檢測。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與材料

7000D GC∕TQ氣相色譜-串聯質譜儀（美國安捷倫公司），配有電子轟擊電離源（EI）及數據處理系統Qualitative workflows B．08．00和Agilent Mass Hunter Quantitative Analysis B．09．00；DS-8510DTH超聲波清洗儀（頻率40 kHz，上海生析超聲儀器有限公司）。

巴豆酸甲酯、α-蒎烯等78種致敏性芳香劑，以及驅蚊酯、埃卡瑞丁、避蚊胺、四氟甲醚菊酯4種農藥化合物（化合物名稱見表1），分別購自美國AccuStandard公司、加拿大TRC、美國Chemservice、德國Dr．Ehrenstorfer、上海安譜實驗科技股份有限公司、北京振翔科技有限公司等。甲醇、乙腈（色譜純，美國Merck公司）；二氯甲烷、正己烷、丙酮、四氫呋喃（色譜純，美國Tedia公司）；無水乙醇（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；尼龍66濾膜（0．22 μm，天津津騰公司）。

12批次驅蚊貼，其中日本進口產品2批次，法國進口產品1批次，其余為國產；驅蚊扣4批次，均為國產；驅蚊液10批次（花露水、驅蚊劑），均為國產；驅蚊凝膠3批次，均為國產；29批次樣品均購自線上電商平臺。

1.2 實驗條件

色譜條件：色譜柱Agilent VF-WAXms（30 m × 0．25 mm × 0．25 μm）；升溫程序：起始溫度為40 ℃，保持1 min，以5 ℃∕min升至200 ℃，保持1 min，再以10 ℃∕min升至235 ℃，保持15 min。分流比為5∶1；進樣量為1 μL；載氣為高純氮氣（＞ 99．999%）；流速為1 mL∕min；進樣口溫度為250 ℃。

質譜條件：電子轟擊（EI）離子源；電子能量為70 eV；傳輸線溫度為240 ℃；離子源溫度為280 ℃；溶劑延遲3 min；監測模式為動態多反應監測（dMRM）；碰撞氣為高純氦氣（＞ 99．999%）；增益5。

1.3 標準溶液配制

稱取各標樣10 mg（精確至0．000 1 g）于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解定容，配制成質量濃度為1 000 mg∕L的單標儲備溶液，儲存于棕色儲液瓶中（4 ℃避光保存）。根據各目標化合物的響應靈敏度，配制不同質量濃度的中間混合使用液，用于定量下限附近濃度的樣品加標實驗。

配制質量濃度為1 000 mg∕L的混合標準溶液，移取200 μL于2 mL容量瓶中，用甲醇配制質量濃度為100 mg∕L的中間混合使用液。準確移取1 000 mg∕L的混合標準溶液10、20、40、100 μL，移取100 mg∕L的中間混合使用液2、10、20、40 μL，分別置于2 mL容量瓶中，用空白基質提取液定容至刻度，配制質量濃度為0．10、0．50、1．0、2．0、5．0、10、20、50 mg∕L的82種目標化合物系列基質標準混合溶液。

1.4 樣品處理

將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）材質的驅蚊扣剪成不大于2 mm × 2 mm × 2 mm的碎片，無紡布材質的驅蚊貼剪碎。稱取0．2 ～ 1．0 g（精確至0．001 g）驅蚊扣、驅蚊貼分別置于20 mL頂空瓶中，加入5．0 mL二氯甲烷，壓蓋密封后于30 ℃恒溫條件下超聲提取30 min；ABS樣品處理參考文獻方法，加入10 mL甲醇進行沉淀，靜置分層后取上清液過0．22 μm有機濾膜［18-19］，待GC-MS∕MS分析。

稱取1．0 g（精確至0．001 g）驅蚊液、驅蚊凝膠樣品置于10 mL容量瓶中，用二氯甲烷定容，搖勻后，直接過0．22 μm有機濾膜，待進樣分析。

當樣品中目標物的含量超過線性范圍時，根據響應強度進一步稀釋后分析。

2 結果與討論

2.1 儀器條件的優化

82種目標化合物的極性差別大，涵蓋醛、酮、酯、醇、酚、烯、胺與香豆素等多類化學物質。考察了HP-5MS、Agilent VF-WAXms和DB-17MS 3款同一尺寸但不同極性色譜柱的分離效果。結果表明，目標化合物在HP-5MS柱上共流出現象較嚴重，定性離子相同的6-甲基香豆素和7-甲基香豆素完全無法分離，這與文獻報道一致［21］。DB-17MS柱和Agilent VF-WAXms柱的分離效果均優于HP-5MS柱，對同分異構體可通過保留時間實現定性的目的。但本實驗采用前者未檢測到反式-2-己烯醛二甲基乙縮醛和反式-2-己烯醛二乙縮醛。強極性色譜柱Agilent VF-WAXms可以檢測到82種目標化合物，共流出的化合物如4-甲氧基芐醇、二羥基香豆素和避蚊胺以及肉桂醇、驅蚊酯和4-叔丁基苯酚可通過不同的特征離子進行分析。因此，本文選用Agilent VF-WAXms色譜柱進行后續研究，82種目標物的總離子流圖如圖1。

圖1 82種目標物經Agilent VF-WAXms色譜柱分離后的總離子流圖Fig．1 Total ion current chromatograms of the 82 analytes separated by an Agilent VF-WAXms column the peak numbers denoted were the same as those in Table 1

對質譜參數和碰撞能量進一步優化。通過全掃描選出各化合物豐度較高、分子質量較大的離子作為母離子，通過子離子掃描選擇豐度較高的二級碎片離子作為子離子，同時避開共流出化合物之間的共有離子，從而確定各化合物的定量和定性離子對，并進一步對各離子對的最佳碰撞能量進行優化。優化后的質譜參數如表1所示。

表1 82種目標化合物的信息、質譜參數、線性范圍及定量下限Table 1 Chemical informations，mass parameters，linear ranges and limits of quantitation（LOQs） of 82 analytes

（續表1）

（續表1）

2.2 提取條件的優化

驅蚊液和驅蚊凝膠在二氯甲烷中可溶解，實驗選擇固體陽性樣品驅蚊貼和驅蚊扣對提取條件進行優化。

2.2.1 提取溶劑的優化已有的研究報道采用加標制備陽性樣品，以回收率測定或以實際樣品測定優化提取條件［17-19］。蒎烯、D-檸檬烯等易揮發致敏性芳香劑在制備陽性樣品過程中揮發損失較大，由于缺少有效的質控手段，以回收率測定不能準確反映提取率［18］。本文通過樣品含量初測選擇2類代表性陽性樣品，以丙酮、無水乙醇、乙腈、甲醇、四氫呋喃、二氯甲烷與正己烷為提取溶劑，分別對驅蚊貼中17種目標物、驅蚊扣中11種目標物（涵蓋醛、酯、酮、烯、醇等多種化合物）通過含量測定考察提取率。結果表明：上述7種有機溶劑均能有效提取驅蚊貼中蒎烯、D-檸檬烯、樟腦、水楊酸甲酯等目標物，丙酮、二氯甲烷和四氫呋喃對薄荷醇、香茅醇、β-石竹烯、松油醇、苯甲醇的提取效果最佳（如圖2A～C）；對于ABS材質的驅蚊扣，二氯甲烷的提取效果最佳，其次為丙酮、四氫呋喃（如圖2D）。因此，本研究采用二氯甲烷作為提取溶劑。

2.2.2 提取時間的優化超聲波提取因提取效率高、適用性廣、操作簡單等優勢得到廣泛應用［18，21-22］。以二氯甲烷為提取溶劑，考察了超聲提取時間（10 ～ 120 min）對提取效率的影響。結果表明，對于驅蚊貼和驅蚊扣中含量小于100 mg∕kg的D-檸檬烯、苯甲醇、茴香烯、萜品油烯、水楊酸甲酯、香蘭素、香芹酮以及含量范圍為100 ～ 500 mg∕kg的β-石竹烯和香葉醇等目標物，超聲提取10 min即可達到較好的提取效果；對于含量大于1 000 mg∕kg的α-蒎烯、D-檸檬烯、香茅醇、薄荷醇、丁香酚、苯甲酸芐酯（又名苯甲酸苯甲酯）等，超聲提取10 min時提取率可達到80%以上，超聲提取30 min時提取率最高。為保證各類目標物提取充分，本文選擇提取時間為30 min。

2.3 方法驗證

2.3.1 基質效應、線性范圍與定量下限GC-MS∕MS具有較強的抗雜質干擾能力，為減少樣品前處理損失，樣品經溶劑提取后直接進樣分析。對溶劑標樣和基質空白標樣分別進樣分析，測得峰面積分別為A和B，通過公式計算基質效應（ME）：ME = （B∕A × 100%），當ME ＜ 80%時為基質抑制效應，ME ＞ 120%時為基質增強效應。結果表明，薄荷醇（驅蚊膏）、3，7-二甲基-6-辛烯-1-醇、香茅醇（除驅蚊膏外）等26種目標物為弱基質效應，香茅醇（驅蚊膏）、驅蚊酯、7，11-二甲基-4，6，10-十二烷三烯-3-酮等8種目標物具有基質增強效應，其余48種目標物具有顯著的基質抑制效應。因此，方法學驗證及實際樣品含量測定以空白基質匹配的標樣進行分析，以保證結果準確性。

用空白基質配制質量濃度為0．1 ～ 100 mg∕L的系列混合標準溶液，采用本方法進行測定，并以各目標物的質量濃度為橫坐標（X，mg∕L），對應的峰響應強度為縱坐標（Y）得到校正曲線，以不小于10倍信噪比（S∕N≥ 10）計算定量下限（LOQ）。結果表明：82種目標化合物在不同的質量濃度范圍內具有良好的線性關系，相關系數（r）均大于0．992 0，定量下限為0．02 ～ 5．0 mg∕kg（見表1）。

2.3.2 回收率與相對標準偏差選擇空白驅蚊貼、驅蚊扣、驅蚊凝膠和驅蚊液樣品進行3個不同加標水平（定量下限、20 mg∕kg、100 mg∕kg）的回收實驗，每個加標水平各添加3個平行樣進行回收率和相對標準偏差（RSD）考察，用于評估經本方法處理后各目標化合物的損失情況。以未添加標準溶液的樣品作為空白質控樣品，以空白基質配制的標樣進行校正。結果顯示：82種目標物的回收率為60．0% ～120%，RSD為0．20% ～ 9．5%。

2.4 實際樣品檢測

采用本方法對市售的29個樣品進行測定，共檢出33種致敏性芳香劑，結果如表2所示。α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、萜品油烯、芳樟醇、薄荷醇、松油醇、香茅醇、水楊酸甲酯、香葉醇和丁香酚等11種致敏性芳香劑在樣品中的檢出率很高（＞ 80%），最高含量為116 ～ 21 140 mg∕kg。薄荷醇和香茅醇在40%以上樣品中的含量大于100 mg∕kg，最高含量分別為10 015 mg∕kg和6 300 mg∕kg。驅蚊貼中檢出金合歡醇的最高含量為5 150 mg∕kg。香芹酮、α-異甲基紫羅蘭酮、苯甲醇、鈴蘭醛、肉桂醛和戊基肉桂醇在所檢樣品中的含量均小于100 mg∕kg。

表2 樣品含量測定結果Table 2 Contents of analytes in samples w∕（mg·kg-1）

以多種植物精油為成分的驅蚊貼和驅蚊扣中檢出的致敏性芳香劑主要為α-蒎烯、薄荷醇、香茅醇、水楊酸甲酯、香葉醇、丁香酚和金合歡醇；以不同植物提取物為有效成分的驅蚊液中檢出的致敏性芳香劑主要為薄荷醇、松油醇、香茅醇和香葉醇；以不同植物提取液為有效成分的驅蚊凝膠中檢出α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、萜品油烯、芳樟醇、β-石竹烯和薄荷醇；3個驅蚊液中檢出驅蚊酯，含量為10 200 ～21 350 mg∕kg。

（續表2）

3 結 論

本研究建立了同時測定驅蚊產品中82種風險性化學物質的GC-MS∕MS分析方法。通過色譜-質譜條件優化，在提升檢測靈敏度的同時，保證了共流出化合物定性定量分析的準確性；通過對陽性樣品前處理條件的優化，提高了分析結果的可靠性。該方法試劑用量少、前處理簡單、結果準確靈敏，適用于驅蚊產品中多種致敏性芳香劑和農藥的同時測定。