消费品中亚硝胺迁移量的测定方法Word下载.docx

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本标准在编制过程中按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写规则》的要求以及GB/T20001.4-2001《标准编制规则第四部分：

化学分析方法》中的各项规定而编写，力求符合规范化与标准化的要求。

（二）主要工作过程

本标准起草单位在充分收集、认真研究相关标准及资料的基础上，结合实验

室的条件和本方法的技术特点，对气球、奶嘴等乳胶橡胶类弹性体消费品进行了试验，对样品前处理条件（固相萃取柱类型、洗脱溶剂、洗脱体积等）、气相色谱-串联质谱法（GC-MS/MS）测定条件进行优化，论证了方法的灵敏度、线性范围、回收率、精密度等，建立了消费品中N-亚硝胺及可亚硝化物质迁移量的测定方法，最后进行方法验证。

二、标准编制原则和主要内容论据

（一）编制原则

本标准方法是根据GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写规则》和GB/T20001.4-2001《标准编制规则第四部分：

化学分析方法》的要求进行编写。

（二）标准研制背景

N-亚硝胺是一类具有-N-N=O结构的强致癌有机化合物，迄今为止已发现的300多种亚硝胺中约有90%具有致癌作用。

可亚硝化物质指在一定条件下能够生成N-亚硝胺的物质，包括亚硝酸盐、氮氧化物和胺类物质（主要是仲胺）等。

乳胶制品中的N-亚硝胺主要产生于乳胶的硫化成型过程。

具有仲胺基的硫化催化剂在硫化过程中会给出仲胺，仲胺能与空气中或配合剂中的氮氧化物NOX（主要是NO2）在酸性环境或催化剂条件下生成稳定的N-亚硝胺。

研究人员曾在婴儿奶嘴、安抚奶嘴、气球、牙齿矫正器的橡皮圈等乳胶制儿童用品中发现亚硝胺及可亚硝化物质。

2009年，欧盟通过《玩具安全新指令》（2009/48/EC），规定供3岁以下婴儿使用的玩具和供儿童放入口中的玩具严禁使用亚硝胺，如若工艺过程实在无法避免，其总亚硝胺的迁移量也不得高于0.05mg/kg，总可亚硝化物质的迁移量不得高于1mg/kg。

该指令已于2009年7月20日正式实施，2011年7月20日起新投放市场销售的产品应符合新指令中除化学品要求之外的所有规定，而自2013年7月20日起新投放市场销售的产品需符合化学品要求的规定。

与该指令配套的欧盟协调标准EN71-12要求至少检测13种N-亚硝胺，包括脂肪族亚硝胺、脂环族亚硝胺及芳香族亚硝胺。

目前N-亚硝胺常用的检测方法有气相色谱-热能分析仪联用法（GC-TEA）、气相色谱-电子轰击源单级质谱法（GC-EI-MS）、气相色谱-电子轰击源串联质谱法（GC-EI-MS/MS）、气相色谱-化学源单级质谱法（GC-CI-MS）、气相色谱-化学源串联质谱法（GC-CI-MS/MS）、液相色谱法（HPLC）和液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）。

现有国内外检测标准均采用基于气相色谱-热能分析仪或液相色谱-串联质谱的检测方案。

如欧盟EN12868:

2017采用气相色谱-热能分析仪测定奶嘴中13种亚硝胺迁移量；

欧盟EN71-12:

2016采用液相色谱-串联质谱法测定玩具中13种亚硝胺迁移量；

我国GB5009.26-2016采用气相色谱-质谱法和气相色谱-热能分析仪法测定食品中N-二甲基亚硝胺；

我国GB28482-2012采用气相色谱-热能分析仪法测定婴幼儿安抚奶嘴中亚硝胺；

我国GB/T24153-2009采用气相色谱-质谱法测定橡胶及弹性体材料中12种亚硝胺。

上述方法中，气相色谱-热能分析仪只能专用于亚硝胺检测，实验室普及率低，应用受到一定限制。

GC-CI-MS主要依靠准分子离子峰进行定性，样品基质复杂时，易受到干扰而产生假阳性。

同样的，GC-EI-MS在处理复杂基质的样品时难以对低分子量N-亚硝胺进行准确的定性及定量分析。

GC-CI-MS/MS抗背景干扰能力强，但CI源电离率低，有时候采用串接质谱并不能很好地提高灵敏度，且CI源通常需要在低温条件工作，离子源易受污染。

HPLC的紫外检测器对N-亚硝胺特异性不强，常需要对N-亚硝胺进行衍生，操作繁琐。

LC-MS/MS灵敏度高，定性准确，但该设备昂贵（200万~400万），实验中消耗大量有机溶剂，且在测定挥发性的亚硝胺时，分离度及灵敏度略逊于气相色谱-串联质谱。

GC-EI-MS/MS结合了气相色谱分离度好的特点与串联质谱灵敏度高、背景干扰小的优势，近年来在化妆品、气球、环境水中N-亚硝胺的检测中得到了一定的应用。

本标准草案建立基于GC-EI-MS/MS的亚硝胺测定方法与先前相关研究的改进主要体现在两个方面，一是通过对固相萃取过程的优化，使其更适应于消费品中N-亚硝胺迁移量的测定，二是通过对分离及测定条件的优化，将方法适用的N-亚硝胺种类由脂肪族亚硝胺、脂环族亚硝胺扩展到芳香族亚硝胺，同时检测的N-亚硝胺数量增加到了15种。

（三）标准技术路线及条件优化

1.方法概述

本标准涉及以乳胶、橡胶等弹性体为材质的消费品中15种N-亚硝胺及可亚硝化物质物质迁移量的气相色谱-串联质谱检测方法。

试样用人工唾液迁移提取，迁移溶液经固相萃取净化浓缩，样液用气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）进行测定，采用多反应监测模式（MRM）进行定性和外标法定量。

本标准方法对样品前处理条件（固相萃取柱类型、洗脱溶剂、洗脱体积等）、气相色谱-串联质谱法（GC-MS/MS）测定条件进行研究试验，还进行了回收率试验、精密度试验以及方法验证试验，各项结果表明，本标准方法的分析性能指标能够符合分析要求，可以满足消费品中N-亚硝胺及可亚硝化物质含量的测定要求。

2.色谱和质谱条件的优化

本标准的优化实验采用气相色谱-串联质谱仪完成。

2.1色谱柱的优化

本标准选择常用的气相色谱柱，考察其对亚硝胺物质的色谱分离效果，分别考察了HP-5MSUI（30m×

0.25mm，0.25μm）、DB-624（30m×

0.25mm，1.4μm）、DB-1701（30m×

0.25mm，0.25μm）、HP-INNOWax色谱柱（30m×

0.25mm，0.25μm）对15种亚硝胺的分离效果，结果表明DB-624的分离效果最好，其次是HP-5MSUI。

但DB-624色谱柱对沸点较高的目标物响应不好，如N-亚硝基二环己胺（沸点340.26℃）、N-亚硝基二苯胺（沸点359.13℃）、N-亚硝基二苄胺（沸点382.34℃），因此本研究中选择了HP-5MSUI柱。

2.2柱温升温速率的优化

本标准涉及的化合物大多为同系物，数目较多，并且存在同分异构体，沸点非常相近，为了获得好的分离效果，需要优化色谱条件，尤其是柱温的升温速率。

由于N-亚硝基二甲胺和N-亚硝基甲基乙基胺沸点分别为153℃和154.4℃，初温过高会影响分离度，因此采用初温50℃保持3min。

同时N-亚硝基甲基乙基胺响应较低，峰形前伸，因此在其保留时间附近快速升温，50℃~80℃范围内升温速率为30℃/min，改善其峰形。

N-亚硝基甲基苯胺、N-亚硝基吗啉和N-亚硝基二丙胺沸点分别相差20℃，但分子结构中的官能团影响了它们在色谱柱中的保留行为，三者保留时间几乎相同；

为了最大程度地分离这三种物质，采用80℃保持7min。

超过80℃以后，HP-5MSUI色谱柱对其他物质分离效果均较好，仅为缩短分析时间对升温速率进行一些调整。

最终选择的升温程序为：

2.3质谱条件的优化

接着筛选母离子、优化碰撞能量等质谱参数，建立MS/MS方法，使15种亚硝胺物质的母离子与特征碎片离子产生的离子对强度达到最大。

质谱接口温度为250℃；

电离方式为EI+，电离能量为70eV。

需要指出的是，N-亚硝基二苯胺热稳定性较差，在进样口发生热分解反应，之后分离检测的均为其降解产物二苯胺。

最终得到的气相色谱-串联质谱测试条件见表1，各N-亚硝胺的保留时间、定性及定量离子对见表2。

表1GC-MS/MS仪器工作条件的确定

色谱柱

HP-5MSUI（30m×

0.25mm，0.25μm）

载气

He（纯度＞99.999%），流速1.0mL/min

碰撞气

Ar（纯度＞99.999%），碰撞气压0.32Pa

进样口温度

280℃

进样方式

不分流进样

进样量

1μL

程序升温

定性方式

MRM

定量方式

EI电子能量

70eV

离子源温度

180℃

传输线温度

250℃

溶剂延迟

3min

表2N-亚硝胺的保留时间、定性及定量离子对

序号

N-亚硝基胺名称

英文名称及简称

保留时间

定量离子对，m/z

（碰撞能量/eV）

定性离子对，m/z

1

N-亚硝基二甲基胺

NDMA

N-nitrosodimethylamine

3.67

74.0>

44.0（3）

42.1（10）

2

N-亚硝基甲基乙基胺

NMEA

N-Nitroso-methyl-ethylamine

4.60

88.1>

71.1（3）

57.1（7）

3

N-亚硝基二乙基胺

NDEA

N-nitrosodiethylamine

5.65

102.1>

85.1（3）

56.1（11）

4

N-亚硝基二异丙胺

NDiPA

N-nitrosodiisopropylamine

8.62

130.15>

88.13（4）

71.1（10）

5

N-亚硝基-N-甲基苯胺

NMPhA

N-nitroso-N-methyl-N-phenylamine

10.51

106.0>

77.0（14）

51.1（25）

6

N-亚硝基吗啉

NMOR

N-nitrosomorpholine

10.70

116.0>

86.1

（2）

56.1（9）

7

N-亚硝基二丙基胺

NDPA

N-nitrosodipropylamine

10.90

113.2（3）

71.1（12）

8

N-亚硝基哌啶

NPIP

N-nitropiperidine

12.17

114.1>

84.1（5）

97.1（5）

9

N-亚硝基-N-乙基苯胺

NEPhA

N-nitroso-N-ethyl-N-phenylamine

12.71

121.1>

106.1（13）

77.1（26）

10

N-亚硝基二异丁基胺

NDiBA

N-nitrosodiisobutylamine

13.39

115.1>

84.1

（2）

141.1>

85.1（7）

11

N-亚硝基二丁基胺

NDBA

N-nitrosodibutylamine

15.32

116.1>

99.1

（2）

158.2>