洗衣液中抗氧化劑BHT含量的兩種測定方法比較研究

李 智 馬嬌穎 張?zhí)煲?/p>

威萊（廣州）日用品有限公司，廣東廣州，210030

生活中我們使用洗衣液常會(huì)出現(xiàn)有色織物褪色[1]、黃變的現(xiàn)象，這與多次洗滌、暴曬、油性污漬老化等因素有關(guān)。BHT具有較好的抗氧化性能，可在一定程度上延緩皮脂油污自氧化反應(yīng)并抑制含羥基、共軛羰基基團(tuán)等有色反應(yīng)產(chǎn)物生成，從而有效抑制皮脂油污發(fā)生黃變，適用于紡織品洗護(hù)領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)[2]。當(dāng)今國內(nèi)洗衣液產(chǎn)品很少涉及抗氧化劑，隨著人們對(duì)產(chǎn)品要求的不斷提高，抗氧化劑將會(huì)逐漸受到關(guān)注。二丁基羥基甲苯（BHT）是一種常用的抗氧化劑，被廣泛應(yīng)用于食品及化妝品當(dāng)中，而國外已有將抗氧化劑BHT應(yīng)用于洗衣液中的情況。

化妝品中抗氧化劑BHT的測定方法有氣相色譜-質(zhì)譜法[3-5]、高效液相色譜法[6-9]。食品中的抗氧化劑測定方法有氣相色譜法[10-12]、高效液相色譜法[13-14]等，以上方法以高效液相色譜法應(yīng)用最廣。而洗衣液中抗氧化劑BHT的測定方法則鮮有報(bào)道。本研究中的超高效液相色譜法（UPLC）目標(biāo)物出峰速度快，一個(gè)樣品可在6 min內(nèi)完成分析。對(duì)比常規(guī)的高效液相色譜法（HPLC）具有快速、可節(jié)省大量實(shí)驗(yàn)用試劑的優(yōu)點(diǎn)。而氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）在定性上具有優(yōu)勢，常用于樣品的定性分析，推測樣品的物質(zhì)組成，同時(shí)也可以進(jìn)行定量分析。

本研究測定洗衣液中抗氧化劑二丁基羥基甲苯（BHT）含量的方法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，通過對(duì)比超高效液相色譜法（UPLC）和氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）兩種不同原理的測定方法，分析兩種方法的差異及優(yōu)缺點(diǎn)，以期為洗衣液中BHT含量的測定提供技術(shù)參考和數(shù)據(jù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑材料

BHT 標(biāo)準(zhǔn)品（Dr. Ehrenstorfer，純度99.5%）、甲醇（色譜純，德國Merck公司）、無水硫酸鈉（麥克林，AR，99%）、實(shí)驗(yàn)室用水為超純水（自制）、市售洗衣液樣品、實(shí)驗(yàn)室自制洗衣液樣品。

1.2 儀器設(shè)備

超高效液相色譜儀：Waters ACQUITY UPLC（配PDA檢測器）、色譜柱ACQUITY UPLC BEH C18柱（1.7 μm，3.0 mm×100 mm）；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：Agilent Technologies 7890 B GC/5977B MSD、色譜柱HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；電子天平（METTLER TOLIDO，精度0.01 mg）；數(shù)控超聲波清洗器（昆山超聲儀器公司）；渦旋振蕩器（IKA公司）；Beckman高速冷凍離心機(jī)；超純水機(jī)（上海和泰儀器有限公司）。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱取二丁基羥基甲苯BHT標(biāo)準(zhǔn)品50.30 mg于50 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，搖勻，配制成1 000.97 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，備用。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)工作液：準(zhǔn)確移取0.5 mL二丁基羥基甲苯BHT標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，搖勻，配制得濃度為50.05 mg/L的BHT標(biāo)準(zhǔn)中間液。再用甲醇稀釋配制濃度為0.05 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.01 mg/L的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，同時(shí)配制濃度為0.80 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.01 mg/L、20.02 mg/L、50.05 mg/L的超高效液相色譜（UPLC）的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 樣品處理

準(zhǔn)確稱取約1 g（精確至0.001 g）市售洗衣液樣品，置于25 mL容量瓶中，用無水甲醇溶解，渦旋振蕩2 min，超聲提取20 min后，在室溫下準(zhǔn)確定容至刻度線，混勻。以8 000 r/min離心3 min（用GC-MS測定的樣品，還需加入適量無水硫酸鈉，振搖后再離心），然后過0.22 μm有機(jī)系濾膜，待上機(jī)測定用。

1.5 儀器條件

1.5.1 氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）

1.5.1.1 色譜條件

升溫程序：80℃保持1 min，然后以10 ℃/min升溫至210℃保持4 min，再以15 ℃/min升溫至280℃保持4 min；載氣：氦氣，純度≥99.999%；流速0.9 mL/min；進(jìn)樣口溫度：230℃；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣。

1.5.1.2 質(zhì)譜條件

離子源溫度：230℃；四級(jí)桿溫度：150℃；GC-MS接口溫度：280℃；溶劑延遲6 min；電子轟擊源：70 eV；選擇離子監(jiān)測SIM：定量離子205（100）；定性離子145（13）、220（25）。

1.5.2 超高效液相色譜法（UPLC）

流動(dòng)相：甲醇∶水＝90∶0，等度洗脫；PDA檢測器；檢測波長：278 nm；柱溫：30℃；流速：0.25 mL/min；進(jìn)樣體積：3 μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和超高效液相色譜法（UPLC）的線性關(guān)系

按照1.5的儀器條件，分別應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和超高效液相色譜法（UPLC），用1.3.2配制的BHT標(biāo)準(zhǔn)系列工作液進(jìn)行測定，以BHT標(biāo)準(zhǔn)工作液系列濃度為橫坐標(biāo)，相對(duì)應(yīng)測得的目標(biāo)色譜峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，進(jìn)行線性回歸分析。結(jié)果表明BHT在氣相色譜-質(zhì)譜儀0.05～10.01 mg/L、超高效液相色譜儀0.80～50.05 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性方程分別為y＝89 838x-5 235.1和y＝6 891.7x-3 009.6，相關(guān)系數(shù)R2分別為0.999 6和0.999 7，均大于0.999。BHT標(biāo)準(zhǔn)溶液GC-MS總離子流圖，見圖1；BHT標(biāo)準(zhǔn)溶液UPLC色譜圖，見圖2。

圖1 BHT標(biāo)準(zhǔn) 溶液GC-MS總離子流圖

圖2 BHT標(biāo)準(zhǔn)溶液超高效液相色譜圖

2.2 兩種方法的檢出限與定量限

準(zhǔn)確稱取約1 g不含被測組分BHT的洗衣液樣品，添加適量BHT標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，經(jīng)1.4樣品處理后，按照1.5儀器色譜條件分別進(jìn)行測定，記錄信噪比。以色譜峰面積≥3倍儀器噪聲時(shí)（信噪比S/N≥3）的添加量作為方法檢出限，以色譜峰面積大于等于10倍儀器噪聲時(shí)（信噪比S/N≥10）的添加量作為方法定量限，得到方法檢出限和定量限。氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）的檢出限為0.5 mg/kg，定量限為1.25 mg/kg。超高效液相色譜法（UPLC）的檢出限為5 mg/kg，定量限為20 mg/kg。由此可見，氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）的檢出限和定量限均比超高效液相色譜法的低。

2.3 兩種方法的回收率和精密度

在不含被測組分BH T 的洗衣液樣品中，進(jìn)行3個(gè)水平的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，添加低、中、高3個(gè)濃度水平的二丁基羥基甲苯（BHT）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按照1.4樣品處理過程操作，1.5儀器條件測定，每個(gè)濃度水平進(jìn)行6次平行試驗(yàn)，計(jì)算兩種方法的加標(biāo)回收率和精密度。測定結(jié)果見表1。結(jié)果表明，氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和超高效液相色譜法（UPLC）從方法學(xué)上均能提供有效、準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。GC-MS法的回收率為102.04%～112.80%，RSD≤3.22%；UPLC法的回收率為98.67%～103.48%，RSD≤1.81%。

表1 回收率和精密度測定結(jié)果（n＝6）

式中，X為樣品中BHT含量（mg/kg）；C為從標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的BHT溶液濃度（mg/L）；V為樣品溶液最終定容體積（mL）；m為稱取的樣品質(zhì)量（g）。

2.4 樣品測定

應(yīng)用GC-MS法和UPLC法分別測定20個(gè)市售洗衣液樣品及6個(gè)實(shí)驗(yàn)室自制洗衣液樣品的BHT含量。按1.4樣品處理?xiàng)l件進(jìn)行操作后，按照1.5儀器色譜條件分別進(jìn)行測定，每個(gè)樣品進(jìn)行2個(gè)平行樣的測定。20個(gè)市售洗衣液樣品中有3個(gè)進(jìn)口洗衣液檢出BHT組分，其余洗衣液（包括國產(chǎn)的及進(jìn)口的）均未檢出BHT組分。實(shí)驗(yàn)室自制洗衣液樣品BHT的實(shí)際含量為已知值。陽性樣品測定結(jié)果見表2。整體來說，氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）的測定結(jié)果較超高效液相色譜法（UPLC）的測定結(jié)果稍有偏高，兩種方法的相對(duì)偏差為8.64%～10.34%，而2.3兩種方法的回收率結(jié)果：GC-MS法的回收率為102.04%～112.80%，UPLC法的回收率為98.67%～103.48%，GC-MS法的回收率整體均大于UPLC法的回收率，這也表明氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）的測定結(jié)果是稍高于超高效液相色譜法（UPLC）的。

表2 2種不同測定方法陽性樣品的比對(duì)結(jié)果（n＝2）

氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）測定結(jié)果比超高效液相色譜法（UPLC）稍高的原因可能是由于基質(zhì)效應(yīng)。待測洗衣液樣品成分較復(fù)雜，基質(zhì)和二丁基羥基甲苯（BHT）同時(shí)進(jìn)入分析系統(tǒng)中，洗衣液樣品中基質(zhì)成分的存在減少了儀器系統(tǒng)活性點(diǎn)位與BHT作用的機(jī)會(huì)，使檢測信號(hào)增強(qiáng)，檢測結(jié)果比實(shí)際結(jié)果稍偏高一些。洗衣液基質(zhì)效應(yīng)總體較小，其對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確度的影響有限，可不考慮。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究測定洗衣液中抗氧化劑二丁基羥基甲苯（BHT）含量的檢測方法，并在市售洗衣液中發(fā)現(xiàn)抗氧化劑BHT，研究對(duì)比了氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）及超高效液相色譜法（UPLC），通過對(duì)線性關(guān)系、加標(biāo)回收率、精密度、檢出限和定量限等指標(biāo)進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證，兩種方法的線性關(guān)系良好，回收率、精密度等均符合相關(guān)要求，兩種方法各有特色，均能滿足定量檢測要求。氣相色譜-質(zhì)譜法檢出限和定量限更低，可用于準(zhǔn)確定性，不過由于存在基質(zhì)效應(yīng)，測定結(jié)果較實(shí)際含量稍有偏高，但方法學(xué)驗(yàn)證數(shù)據(jù)（兩種方法的回收率）表明其準(zhǔn)確度仍在可接受范圍內(nèi)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)樣品中BHT含量較低或需進(jìn)行定性分析，推測物質(zhì)組成時(shí)，建議選擇氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）。而對(duì)于BHT含量較高的樣品，因超高效液相色譜法（UPLC）重現(xiàn)性較好，檢測快速，定量準(zhǔn)，可選擇此方法進(jìn)行定量分析。綜上，在實(shí)際測定時(shí)可針對(duì)不同檢測樣品及檢測目的選擇不同方法進(jìn)行定性定量分析。