2018, Vol. 38 
表1(Table 1)
化妆品中添加防腐剂是为了抑制微生物在化妆品中的生长, 目前报道测定防腐剂的方法常见为气相色谱法[1-2]、气相色谱-质谱法[3-4]、高效液相色谱法[5-6]、液相色谱-质谱法[7], 较少有采用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)法测定化妆品中防腐剂类成分的研究报道。我国现行《化妆品安全技术规范》规定了51个防腐剂的使用条件及使用浓度[8], 但目前已建立的防腐剂测定方法远不能满足化妆品中防腐剂检测的需要。通过对50余个防腐剂逐一筛查, 发现三氯叔丁醇、5-溴-5-硝基-1, 3-二噁烷、碘丙炔醇丁基氨甲酸酯等化合物因为在UV光谱上无特异吸收峰, 无法采用常规的HPLC法测定。本文建立了GC-ECD法同时测定化妆品中7个含卤素类防腐剂(结构式见图 1), 该检测方法灵敏度高, 特异性较强, 可满足现有化妆品检验要求。
|
图 1 7个防腐剂的分子结构式 Figure 1 Molecular structures of 7 preservatives |
Agilent GC-7890A气相色谱仪, 配ECD检测器。
对照品三氯叔丁醇(上海沃凯, 批号20121213, 纯度98%)、5-溴-5-硝基-1, 3-二噁烷(Aladdin, 批号H1230022, 纯度98%)、三氯卡班(Aladdin, 批号H1526023, 纯度98%)、二氯苯甲醇(J & K, 批号LE20M12, 纯度99%)、碘丙炔醇丁基氨甲酸酯(Aladdin, 批号I1402059, 纯度97%)、三氯生(Aladdin, 批号E122016, 纯度97%)、氯咪巴唑(TCI, 批号DX5TB-LM, 纯度98%)。甲醇, 色谱纯, Merck; 无水硫酸钠, 分析纯, 上海凌峰化学试剂有限公司, 使用前650 ℃烘4 h; 高纯氮气, w=99.999%。
2 溶液配制 2.1 单一对照品储备液称取各对分别用甲醇溶解并转移至20 mL量瓶中, 用甲醇定容, 配成500 μg·mL-1的储备液。置于4 ℃冰箱保存。
2.2 混合对照品溶液分别移取适量的对照品储备溶液, 用甲醇逐级稀释成质量浓度为0.04~10.0 μg·mL-1的系列混合对照品溶液。均置于4 ℃冰箱保存。
2.3 样品前处理称取样品0.5 g, 精密称定, 置于50 mL具塞离心管中, 准确加入甲醇20 mL, 混匀, 超声(800 W, 40 kHz)15 min, 加入无水硫酸钠2 g, 12 000 r·min-1离心5 min, 取上清液分析测定。
3 色谱条件色谱柱:DB-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm); 载气:高纯氮气, 恒流1.5 mL·min-1; 柱温程序:初始温度80 ℃, 保持1 min, 以25 ℃·min-1升至150 ℃, 保持2 min, 再以15℃·min-1升至310 ℃, 保持2 min; 进样口温度:320 ℃; 进样量:1 μL, 分流进样(分流比5:1);ECD检测条件:加热器温度320 ℃, 尾吹气流量25 mL·min-1。
4 方法学考察 4.1 线性关系与检测下限按照选定的仪器条件对系列浓度混合对照品溶液进样检测, 以目标物的质量浓度(X, μg·mL-1)为横坐标, 待测化合物的峰面积(Y)为纵坐标作图; 7个化合物线性关系良好, 相关系数均不小于0.99, 见表 1。取混合对照品溶液逐步稀释, 进行测定, 当S/N=3时, 得方法检测下限, 见表 1。方法具有较高的灵敏度, 当样品中目标物超过此线性范围时, 可适当进行稀释后测定。
|
表 1 7个防腐剂的线性方程、相关系数及检测下限 Table 1 Linear equations, correlation coefficient and LODs of 7 preservatives |
按“2.3”项下方法筛选阴性的液态水基类、凝胶类、乳液类样品, 各称取0.5 g, 一式6份, 分别置50 mL具塞离心管中, 添加混合对照品溶液适量, 以甲醇补足至20 mL, 混匀, 超声(800 W, 40 kHz)15 min, 加入无水硫酸钠2 g, 12 000 r·min-1离心5 min, 取上清液在上述测定条件下分析测定, 方法的回收率和RSD见表 2。由表可知, 各化合物的回收率范围为84.4%~98.8%, RSD(n=6)为2.3%~6.3%, 说明该方法的准确度和精密度均较高。
|
|
表 2 回收率和精密度(n=6) Table 2 Recovery rate and RSDs |
取混合对照品溶液、3种基质的准确度试验供试溶液在上述测定条件下于24 h内重复进样8次, 测得各待测化合物峰面积的RSD在1.0%~2.3%之间, 表明混合对照品溶液、3种基质的供试溶液均具有较高的稳定性。
5 样品检测本文所研究7个化合物均为《化妆品安全技术规范》2015年版中允许添加的防腐剂。从本市抽检送样中随机挑选液态水基、凝胶、乳液3类化妆品, 每类样品选取约20份, 共54份, 按本方法测定。结果显示, 54份市售样品检出碘丙炔醇丁基氨甲酸酯共4份(沐浴乳3份、卸妆水1份), 检出三氯生共1份(沐浴乳1份)。2种化合物含量均符合我国化妆品安全技术规范的限量要求。
6 讨论与结论 6.1 样品前处理在相同的条件下, 比较了甲醇、乙腈、无水乙醇3种体系对不同种类(水、凝胶、乳液)化妆品的提取效果, 3种提取体系对防腐剂的提取效果无显著差异。考虑到甲醇与绝大多数待测样品能有良好的接触分散, 最终选择其作为提取溶剂。研究了5、10、15、20和25 min的提取效果, 结果发现, 15 min以后, 提取效率无显著差异, 最终选择15 min为提取时间。实验过程中通过加入无水硫酸钠脱水, 去除处理液中的水分, 以适应气相色谱系统。
6.2 色谱柱的选择考虑到所检测的7个防腐剂大部分为高沸点的化合物, 只能采用弱极性柱, 根据气相色谱柱的适用温度范围及化合物的沸点, DB-5MS毛细管色谱柱较合适; 在实验色谱条件下待测化合物均有较好的分离效果和色谱峰形, 见图 2。
|
1.三氯叔丁醇(chlorobutanol) 2.5-溴-5-硝基-1, 3-二噁烷(5-bromo-5-nitro-1, 3-dioxane) 3.三氯卡班(triclocarban) 4.二氯苯甲醇(2, 4-dichlorobenzyl alcohol) 5.碘丙炔醇丁基氨甲酸酯(iodopropynyl butylcarbamate) 6.三氯生(triclosan) 7.氯咪巴唑(climbazole)
A.7个防腐剂混合对照品(mixed reference substances of 7 kinds of preservatives) B.样品(sample) C.空白样品(blank sample) 图 2 GC-ECD色谱图 Figure 2 GC-ECD chromatograms |
电子捕获检测器(ECD)作为选择性气相色谱检测器, 常用于食品、药品中农药残留检测[13-16], 其只对电负性的化合物有信号, 电负性越强, 灵敏度越高, 对于中性(无负电性)化合物, 如烷烃、环烷烃, 则无信号, 或信号非常小。相比气相色谱仪常用的火焰离子化检测器(FID), 测定含有卤族元素的有机化合物, ECD优势非常明显, 具有更高的灵敏度, 见图 2、3中同一混合对照品溶液在2种检测模式下的色谱图; 且化妆品配方中含卤族元素化合物一般较少, ECD用作化妆品中含卤族元素防腐剂的检测具有相对的专属性, 见图 2、3中同一供试品溶液在2种检测模式下的色谱图。
|
A.7个防腐剂混合对照品(mixed reference substances of 7 kinds of preservative)B.样品(sample) 图 3 GC-FID色谱图 Figure 3 GC-FID chromatograms |
ECD作为选择性气相色谱检测器内置放射性源, 其检测参数有2个:尾吹气流量和检测器温度。适量的尾吹气消除检测器的死体积的柱外效应, 防止化合物流出色谱柱后, 由于管道体积的增大而出现体积膨胀, 导致流速缓慢, 引起谱带展宽。在本实验条件下, 各化合物均有较好的色谱峰形。检测器温度能直接影响化合物的响应, 可以通过统计不同温度下各待测化合物的峰面积与320 ℃时测得峰面积的比值, 来确定比较合适的数值。见图 4。
|
1~7.同图 2(same as the |
目前, 国家标准对防腐剂的检测大多采用HPLC法、GC-MS法[9-12], 本文所建方法与现有方法相比, 大多数化合物的检测灵敏度都有了较大的提高(表 3)。GB/T 31407—2015化妆品中碘丙炔醇丁基氨甲酸酯含量测定方法同样采用GC-ECD法, 可能受不同品牌仪器及型号的影响, 本测定方法中碘丙炔醇丁基氨甲酸酯检出限高于GB/T 31407—2015中碘丙炔醇丁基氨甲酸酯的检测下限。
|
|
表 3 与标准检测方法检测下限(LOD)的比较 Table 3 Methods comparison |
本文采用GC-ECD分析方法, 对化妆品中7个含卤素类防腐剂同时进行检测。相比GC-FID, 对含有卤族元素的有机化合物, ECD具有更高的灵敏度, ECD用作化妆品中含卤族元素防腐剂的测定具有相对的专属性。本方法灵敏、准确, 可以满足现有化妆品的检验要求, 可为化妆品监督检验提供有力的技术支撑。
| [1] |
陆军, 矫筱蔓, 佟晓波, 等. 气相色谱法同时测定化妆品中15种防腐剂[J]. 日用化学工业, 2012, 42(2): 146. LU J, JIAO XM, TONG XB, et al. Simultaneous determination of 15 kinds of preservatives in cosmetics by gas chromatography[J]. Chin Surfact Deterg Cosmet, 2012, 42(2): 146. |
| [2] |
侯雪丽, 李琼, 武晓剑, 等. 甲酯化气相色谱法检测化妆品中防腐剂十一烯酸及其锌盐[J]. 分析测试学报, 2012, 31(1): 113. HOU XL, LI Q, WU XJ, et al. Determination of undecylenic acid and zinc undecylenate in cosmetics by methyl esterification-GC/FID method[J]. J Instrum Anal, 2012, 31(1): 113. |
| [3] |
王改香, 张磊, 唐晓军, 等. 气相色谱-质谱法测定化妆品中10种防腐剂[J]. 理化检验-化学分册, 2015, 51(1): 35. WANG GX, ZHANG L, TANG XJ, et al. GC-MS determination of 10 preservatives in cosmetics[J]. Phys Test Chem Anal Part B:Chem Anal, 2015, 51(1): 35. |
| [4] |
金红利, 林维宣, 郭桂媛, 等. 气相色谱-质谱法测定化妆品中3种防腐剂[J]. 日用化学工业, 2011, 41(4): 307. JIN HL, LIN WX, GUO GY, et al. Determination of three preservatives in cosmetics by gas chromatography-mass spectrometry[J]. Chin Surfact Deterg Cosmet, 2011, 41(4): 307. |
| [5] |
解楠, 冷桃花, 陈贵宇, 等. 高效液相色谱法测定化妆品中5种季铵盐类防腐剂[J]. 分析试验室, 2015, 34(2): 222. XIE N, LENG TH, CHEN GY, et al. Quantitative detection of quaternary ammonium preservatives cetrimoniumbromide,cetalkonium chloride,miristalkoniumchloride,lauralkonium chloride and benzethonium chloride by high performance liquid chromatography[J]. Anal Lab, 2015, 34(2): 222. |
| [6] |
丁怡, 张静. 高效液相色谱法同时测定化妆品中7种抗生素和12种防腐剂[J]. 中国卫生检验杂志, 2017, 27(1): 18. DING Y, ZHANG J. Determination of 7 antibiotics and 12 preservatives in cosmetics by high performance liquid chromatography[J]. Chin J Lab Technol, 2017, 27(1): 18. |
| [7] |
符策奕, 梁颖, 许文佳, 等. 液相色谱串联质谱法同时测定6类不同剂型化妆品中10种防腐剂[J]. 药物分析杂志, 2016, 36(8): 1456. FU CY, LIANG Y, XU WJ, et al. Simultaneous determination of 10 preservatives in 6 different dosage forms of cosmetics by HPLC-MS/MS[J]. Chin J Pharm Anal, 2016, 36(8): 1456. |
| [8] |
化妆品安全技术规范2015年版[S].2015:113 Safety and Technical Standards for Cosmetics 2015[S].2015:113 |
| [9] |
化妆品中三氯叔丁醇的测定[S].2013 Determination of Chlorobutanol in Cosmetics[S].2013 |
| [10] |
进出口化妆品中三氯生和三氯卡班的测定[S].2006 Determination of Triclosan & Triclocarban in Cosmetics for Import and Export[S].2006 |
| [11] |
化妆品中碘丙炔醇丁基氨甲酸酯的测定[S].2015 Determination of Iodopropynyl Butylcarbamate in Cosmetics[S].2015 |
| [12] |
化妆品安全技术规范2015年版[S].2015:429 Safety and Technical Standards for Cosmetics 2015[S].2015:429 |
| [13] |
沈旭, 陈晓辉, 果德安, 等. 中空纤维液相微萃取-气相色谱法测定白芍中20种农药残留[J]. 药物分析杂志, 2009, 29(10): 1745. SHEN X, CHEN XH, GUO DA, et al. Determination of 20 pesticide residues in Radix paeoniae Alba.by hollow fiber-based liquid phase microextraction coupled with gas chromatography[J]. Chin J Pharm Anal, 2009, 29(10): 1745. |
| [14] |
YANG F, ABDULLAH MP, BIBI N, et al. Determination of pesticide residues in leafy vegetables at parts per billion levels by a chemometric study using GC-ECD in cameron highlands,Malaysia[J]. Food Chem, 2017, 224: 55. DOI:10.1016/j.foodchem.2016.11.113 |
| [15] |
LIU HM, KONG WJ, GONG B, et al. Rapid analysis of multi-pesticides in Morinda officinalis by GC-ECD with accelerated solvent extraction assisted matrix solid phase dispersion and positive confirmation by GC-MS[J]. J Chromatogr B, 2015, 974: 65. DOI:10.1016/j.jchromb.2014.10.017 |
| [16] |
粟华生, 邱莉, 周坚, 等. SPE-GC-ECD法测定人参药材中21种有机氯农药残留量[J]. 药物分析杂志, 2010, 30(8): 1484. SU HS, QIU L, ZHOU J, et al. SPE-GC-ECD determination of 21 organochlorine pesticides residue in ginseng[J]. Chin J Pharm Anal, 2010, 30(8): 1484. |