CN104991017A - 一种水基胶中异噻唑啉酮杀菌剂测定的液相色谱-串联质谱法 - Google Patents
一种水基胶中异噻唑啉酮杀菌剂测定的液相色谱-串联质谱法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种水基胶中异噻唑啉酮杀菌剂测定的液相色谱-串联质谱法。包括如下步骤:称取水基胶,先加入水进行分散,再加入甲醇振荡萃取,离心、稀释后,以Luna 3u PFP(2)色谱柱为分析柱,以甲醇和水混合液作为流动相,采用LC-MS/MS测定,以同位素内标法定量。本方法首次基于使用液相色谱串联质谱技术分析水基胶中3种异噻唑啉酮类杀菌剂。本发明具有操作简便、分析速度快、灵敏度高、准确性和稳定性好的特点,特别适用于大批量水基胶中异噻唑啉酮杀菌剂的分析。
Description
技术领域
本发明涉及水基胶中杀菌防腐剂理化检验技术领域,具体为一种水基胶中异噻唑啉酮杀菌剂测定的液相色谱-串联质谱法。
背景技术
[1]2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MI)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)和1,2-苯并异噻啉-3-酮(BIT),属于异噻唑啉酮及其衍生物类,是一类新型的高效广谱防腐杀菌剂,广泛用于化妆品、涂料等行业防腐杀菌。异噻唑啉酮类化合物具有细胞毒性和神经毒性,对皮肤有致敏反应,会出现眼睛、皮肤接触发生过敏或皮炎等症状,还可导致皮肤灼伤或哮喘。因此,各国在玩具、食品、化妆品等领域对上述异噻唑啉酮类杀菌剂的用量、残留量和特定迁移量有严格的限制,如欧盟玩具协调标准EN71-9-2005(MI、CMI和BIT限量分别为10、10和5mg/kg,并且MI和BIT总限量为15mg/kg)、我国GB 9685-2008《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》(MI、CMI和BIT的特定迁移限量分别为0.5mg/kg、不能检出和1.2mg/kg),我国和欧盟化妆品法规对MI和CMI的限量均分别为0.01%和0.0015%。
[2]水基胶通常用于各种包装纸的粘结部位,如果水基胶中含有异噻唑啉酮并长期接触,存在因接触包装纸等而间接转移至人体的风险,会对人体健康会造成安全隐患。因此,建立快速、灵敏、准确的分析方法来分析检测水基胶中的异噻唑啉酮杀菌剂残留量至关重要。
[3]近年来,液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术快速发展,已经越来越多地被应用于化妆品、环境等领域样本中MI、CMI和BIT等异噻唑啉酮类防腐剂含量的检测,与气相色谱-质谱和液相色谱-紫外检测相比,LC-MS/MS更加适合于复杂体系中异噻唑啉酮类化合物的测定,其抗干扰能力更强,具有更高的灵敏度和选择性,可以大大减少假阳性的检测结果,对样品前处理的要求更低,而且分析时间短,灵敏度高,因此受到了广泛的关注。
[4]目前报道的异噻唑啉酮杀菌剂(LC-MS/MS)法主要检测对象有玩具、化妆品、食品包装纸等,未见有水基胶中异噻唑啉酮杀菌剂LC-MS/MS法的文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用LC-MS/MS来测定水基胶中异噻唑啉酮杀菌剂的定性定量测定方法,该方法具有操作简便、分析速度快、灵敏度高、准确性和稳定性好,特别适用于批量样品分析的水基胶中MI、CMI和BIT的检测。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:称取水基胶,先加入一定体积的水进行分散,再加入甲醇振荡萃取,离心、稀释后,以Luna 3u PFP(2)色谱柱为分析柱,以甲醇和水混合液作为流动相,采用LC-MS/MS测定水基胶中MI、CMI和BIT的含量,以同位素内标法定量。
本发明提供的方法包括:称取水基胶,先加入一定体积的水进行分散,再加入甲醇振荡萃取,离心、稀释后,以Luna 3u PFP(2)色谱柱为分析柱,以甲醇和水混合液作为流动相,采用LC-MS/MS测定水基胶中MI、CMI和BIT的含量,以同位素内标法定量。
优选的方案为:①称取0.2~0.3g水基胶,先加入2~5mL的水进行分散,再加入甲醇振荡萃取,取1~5ml溶液于离心管中,以10000~150000g离心10~20min,稀释和加入内标后,经0.22μm有机相滤膜过滤;②在测定水基胶的过程中以Luna 3u PFP(2)色谱柱为分析柱,以甲醇和水混合液作为流动相,流动相流速0.4~0.6mL/min,采用LC-MS/MS测定水基胶中MI、CMI和BIT的含量,以同位素内标法定量。
更优选的方案为:①称取0.3g水基胶,先加入5mL的水进行分散,再加入20mL甲醇振荡萃取,转速150r/min,时间30min,移取约1.8mL萃取液于2mL离心管中离心10min,转速为10000r/min;准确移取1mL上清液至10mL容量瓶中,加入100μL浓度为10mg/L的内标使用液,用甲醇定容,取约2mL过0.22μm有机相滤膜;②测定水基胶中MI、CMI和BIT过程中,色谱柱为菲罗门公司生产的Luna 3u PFP(2)柱,规格为3μm,150mm×4.6mm,柱温30℃,流动相流速0.5mL/min,采用梯度洗脱,梯度洗脱程序见表1;③在测定水基胶中MI、CMI和BIT过程中,采用的质谱条件为:离子源:电喷雾离子源(ESI);扫描方式:正离子扫描;检测方式:多反应监测(MRM);离子源温度:600℃;离子对的驻留监测时间(dwell time):50ms;辅助气Gas1压力:55Ps i;辅助气Gas2压力:55Ps i;各分析物的定量离子对、定性离子对及去簇电压(DP)、碰撞能量(CE)见表2;
表1梯度洗脱程序
时间(min) | 甲醇(%) | 水(%) |
0.0 | 10 | 90 |
5.0 | 80 | 20 |
11.0 | 80 | 20 |
11.1 | 10 | 90 |
15.0 | 10 | 90 |
表2质谱检测参数表
注:*定量离子。
MI的内标为:d3-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮﹒盐酸盐(MI-d3);CMI的内标为:d3-5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI-d3);BIT的内标为:13C6-1,2-苯并异噻啉-3-酮(BIT-13C6)。
所述的水基胶为接嘴胶、搭口胶、包装胶、中线胶,质谱采用美国应用生物系统公司的API4500QTRAP质谱仪,液相色谱采用美国Thermo公司的DIONEXU3000型高效液相色谱仪,并配备有真空脱气机、二元梯度泵、自动进样器、恒温柱箱和色谱质谱工作站。
本发明最优选的步骤如下:
1、提取
称取水基胶0.3g,精确至0.1mg,置于50mL具塞三角瓶中,用5mL水分散后加入20mL甲醇,150r/min振荡萃取30min,移取约1.8mL萃取液于2mL离心管中离心10min,转速为10000r/min。
2、稀释
准确移取1mL上清液至10mL容量瓶中,加入100μL内标使用液,用甲醇定容,取约2mL过0.22μm有机相滤膜,待LC-MS/MS检测。
3、内标溶液的制备
准确称取1.0mg的MI-d3、CMI-d3和BIT-13C6,分别置于3只10mL容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,配制成浓度均为100mg/L的内标储备液。分别移取MI-d3、CMI-d3和BIT-13C6的储备液5.0mL至50mL容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,配制成MI-d3、CMI-d3和BIT-13C6浓度为10mg/L的混合内标工作溶液。
4、标准溶液的制备
分别称取适量的3种异噻唑啉酮标准物质,用甲醇配制成浓度为1000mg/L的标准储备溶液。分别准确移取1mL的MI、1mL的CMI、0.25mL的BIT标准储备液于100mL容量瓶中,用甲醇定容,配制浓度为MI、CMI浓度为10mg/L,BIT浓度为4mg/L的混合标准储备液。
分别准确移取2μL、10μL、50μL、100μL、250μL、500μL、100μL混合标准溶液至10mL容量瓶中,加入100μL内标工作溶液,用甲醇定容至刻度。
5、测定
移取以上配制好的不同浓度的标准工作溶液和试样溶液,注入液相色谱-串联质谱仪;
采用的液相色谱条件为:
——色谱柱:Luna 3u PFP(2),4.6x150mm,3.0μm;
——流动相:甲醇和水,梯度洗脱,梯度见表1;
——流速:0.5mL/min;
——进样量:10μL;
——柱温:30℃;
表1梯度洗脱程序
时间(min) | 甲醇(%) | 水(%) |
0.0 | 10 | 90 |
5.0 | 80 | 20 |
11.0 | 80 | 20 |
11.1 | 10 | 90 |
15.0 | 10 | 90 |
采用的质谱条件为:
——离子源:电喷雾离子源(ESI);
——扫描方式:正离子扫描;
——检测方式:多反应监测(MRM);
——离子源温度:600℃;
——离子对的驻留监测时间(dwel l t ime):50ms
——辅助气Gas1压力:55Ps i;
——辅助气Gas2压力:55Ps i;
各分析物的定量离子对、定性离子对及去簇电压(DP)、碰撞能量(CE)见表2。
表2质谱检测参数表
注:*定量离子
6、结果计算
对混合标准工作溶液进行LC-MS/MS分析,得到各定量离子的峰面积,然后计算各目标化合物与对应内标的峰面积之比(MI与MI-d3相比、CMI与CMI-d3相比、BIT与BIT-13C6相比),拟合峰面积比与浓度成线性,且要求线性相关系数R2≥0.99。对试样萃取液进行分析,依据内标法由混合标准工作曲线计算得到测定值。
7、方法验证
本发明的方法克服了现有技术的不足,针对水基胶样品优化了样品前处理方法和仪器检测条件,与现有技术相比具有如下优良效果:
本发明选择LC-MS/MS作为检测手段,相对液相紫外检测器,其抗干扰能力更强,具有更高的灵敏度和选择性,可以大大减少假阳性的检测结果,对样品前处理的要求更低。
通过选择目标物的同位素作为内标,显著降低了LC-MS/MS基质效应,提高方法的回收率,通过稀释,实现水基胶中异噻唑啉酮的准确定量,并同时降低基质效应。本发明方法首次基于使用液相色谱串联质谱技术分析水基胶中3种异噻唑啉酮类杀菌剂。
本发明方法具有灵敏度高、准确可靠及重复性好的优点。
(1)标准曲线及方法检测限:
在优化的仪器条件下,对质量浓度MI和CMI为0.002~1.0mg/L,BIT为0.0008~0.40mg/L的标准工作溶液进行测定,以目标物峰面积对标准工作溶液的质量浓度进行线性回归,得到线性回归方程,呈良好的线性关系,相关系数r≥0.999。最低浓度的标准溶液平行测定10次,所得测定结果标准偏差的3倍即为测定方法的检出限,检出限为0.014~0.018mg/kg,定量下限为0.045~0.059mg/kg,结果表明该方法能达到定量检测的目的(表3)。
表3标准曲线及方法检测限
(2)重复性和加标回收率:
在水基胶样品中加入一定量的标准物质,然后进行前处理和LC-MS/MS分析,并按照加标量和测定值计算其回收率,结果见表4。由表4可以看出,3种异噻唑啉酮类物质的回收率在91.0%-108.4%之间,平均相对标准偏差(RSD)小于8%,说明本发明方法的回收率高,重复性好。
表4方法的重复性和加标回收率
附图说明
图1为本发明测定MI、CMI和BIT含量的LC-MS/MS标准样品色谱图
图2为本发明测定MI、CMI和BIT含量的LC-MS/MS水基胶样品色谱图
图中:1-MI、MI-d3,2-CMI、CMI-d3,3-BIT、BIT-13C6。
具体实施方式
本发明结合以下实例做进一步描述,但并不是限制本发明。
实例:
1、材料、试剂与仪器:
API4500QTRAP质谱仪(美国应用生物系统公司);DIONEX U3000型高效液相色谱仪(美国Thermo公司);Mettler XS205型电子天平(感量:0.0001g,瑞士Mettler公司);Sigma3-30K台式高速离心机(德国Sigma公司);HY-8A大容量振荡器(金坛市国旺实验仪器厂);实验用水均为美国Millipore AdvantageA10制备的去离子水(电阻率≥18.2MΩ﹒cm);2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(≥98.0%,DR公司)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(≥99.0%,DR公司)、1,2-苯并异噻啉-3-酮(≥99.0%,DR公司);d3-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮﹒盐酸盐(MI-d3,纯度≥98%,TRC公司),d3-5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI-d3,纯度≥98%,TRC公司);13C6-1,2-苯并异噻啉-3-酮(BIT-13C6,纯度≥98%,TRC公司);甲醇(色谱纯,美国默克公司);有机相过滤膜(0.22μm,上海兴亚净化材料厂);一次性注射器(5mL,江西洪达医疗器械集团有限公司)。玻璃器皿:各种规格移液管、容量瓶和具塞锥形瓶。
2.实验样品
接嘴胶、搭口胶、包装胶、中线胶各1个。
3.样品处理和分析:
称取水基胶0.3g,精确至0.1mg,置于50mL具塞三角瓶中,用5mL水分散后加入20mL甲醇,150r/min振荡萃取30min,移取约1.8mL萃取液于2mL离心管中离心10min,转速为10000r/min。准确移取1mL上清液至10mL容量瓶中,加入100μL内标使用液,用甲醇定容,取约2mL过0.22μm有机相滤膜,待LC-MS/MS检测。
4.标准工作溶液的配制:
准确称取1.0mg的MI-d3、CMI-d3和BIT-13C6,分别置于3只10mL容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,配制成浓度均为100mg/L的内标储备液。分别移取MI-d3、CMI-d3和BIT-13C6的储备液5.0mL至50mL容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,配制成MI-d3、CMI-d3和BIT-13C6浓度为10mg/L的混合内标工作溶液。
分别称取适量的3种异噻唑啉酮标准物质,用甲醇配制成浓度为1000mg/L的标准储备溶液。分别准确移取1mL的MI、1mL的CMI、0.25mL的BIT标准储备液于100mL容量瓶中,用甲醇定容,配制浓度为MI、CMI浓度为10mg/L,BIT浓度为4mg/L的混合标准储备液。
分别准确移取2μL、10μL、50μL、100μL、250μL、500μL、100μL混合标准溶液至10mL容量瓶中,加入100μL内标工作溶液,用甲醇定容至刻度。
5.分析及结果计算:
对混合标准工作溶液进行高效液相色谱-串联质谱分析,得到各定量离子的峰面积,然后计算各目标化合物与对应内标的峰面积之比(MI与MI-d3相比、CMI与CMI-d3相比、BIT与BIT-13C6相比),拟合峰面积比与浓度成线性,且线性相关系数R2≥0.99。
对试样萃取液进行分析,依据内标法由混合标准工作曲线计算得到测定值。见表5。
表5水基胶样品中异噻唑啉酮的含量
序号 | 样品 | MI(mg/kg) | CMI(mg/kg) | BIT(mg/kg) |
1 | 接嘴胶 | 29.3 | 4.1 | 12.6 |
2 | 搭口胶 | 75.2 | 45.8 | 28.9 |
3 | 包装胶 | 9.6 | 1.6 | 89.6 |
4 | 中线胶 | 58.9 | 21.3 | 24.8 |
参见说明书附图:图1为本发明测定MI、CMI和BIT含量的LC-MS/MS标准样品色谱图
图2为本发明测定MI、CMI和BIT含量的LC-MS/MS水基胶样品色谱图
图中:1-MI、MI-d3,2-CMI、CMI-d3,3-BIT、BIT-13C6。
Claims (6)
1.一种水基胶中异噻唑啉酮杀菌剂测定的液相色谱-串联质谱法,其特征在于:称取水基胶,先加入一定体积的水进行分散,再加入甲醇振荡萃取,离心、稀释后,以Luna 3u PFP(2)色谱柱为分析柱,以甲醇和水混合液作为流动相,采用LC-MS/MS测定水基胶中MI、CMI和BIT的含量,以同位素内标法定量。
2.根据权利1所述的液相色谱-串联质谱法,其特征在于:①称取0.2~0.3g水基胶,先加入2~5mL的水进行分散,再加入甲醇振荡萃取,取1~5ml溶液于离心管中,以10000~150000g离心10~20min,稀释和加入内标后,经0.22μm有机相滤膜过滤;②在测定水基胶的过程中以Luna 3u PFP(2)色谱柱为分析柱,以甲醇和水混合液作为流动相,流动相流速0.4~0.6mL/min,采用LC-MS/MS测定水基胶中MI、CMI和BIT的含量,以同位素内标法定量。
3.根据权利要求1所述的液相色谱-串联质谱法,其特征在于:①称取0.3g水基胶,先加入5mL的水进行分散,再加入20mL甲醇振荡萃取,转速150r/min,时间30min,移取约1.8mL萃取液于2mL离心管中离心10min,转速为10000r/min;准确移取1mL上清液至10mL容量瓶中,加入100μL浓度为10mg/L的内标使用液,用甲醇定容,取约2mL过0.22μm有机相滤膜;②测定水基胶中MI、CMI和BIT过程中,色谱柱为菲罗门公司生产的Luna 3u PFP(2)柱,规格为3μm,150mm×4.6mm,柱温30℃,流动相流速0.5mL/min,采用梯度洗脱,梯度洗脱程序见表1;③在测定水基胶中MI、CMI和BIT过程中,采用的质谱条件为:离子源:电喷雾离子源;扫描方式:正离子扫描;检测方式:多反应监测;离子源温度:600℃;离子对的驻留监测时间:50ms;辅助气Gas1压力:55Psi;辅助气Gas2压力:55Psi;各分析物的定量离子对、定性离子对及去簇电压、碰撞能量见表2;
表1 梯度洗脱程序
表2 质谱检测参数表
注:*定量离子。
4.根据权利要求3所述的液相色谱-串联质谱法:MI的内标为:d3-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮﹒盐酸盐(MI-d3);CMI的内标为:d3-5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI-d3);BIT的内标为:13C6-1,2-苯并异噻啉-3-酮(BIT-13C6)。
5.根据权利要求3所述的液相色谱-串联质谱法,其特征在于:所述的水基胶为接嘴胶、搭口胶、包装胶、中线胶,质谱采用美国应用生物系统公司的API4500QTRAP质谱仪,液相色谱采用美国Thermo公司的DIONEX U3000型高效液相色谱仪,并配备有真空脱气机、二元梯度泵、自动进样器、恒温柱箱和色谱质谱工作站。
6.根据权利要求1所述的液相色谱-串联质谱法,其特征在于:
1、提取
称取水基胶0.3g,精确至0.1mg,置于50mL具塞三角瓶中,用5mL水分散后加入20mL甲醇,150r/min振荡萃取30min,移取约1.8mL萃取液于2mL离心管中离心10min,转速为10000r/min;
2、稀释
准确移取1mL上清液至10mL容量瓶中,加入100μL内标使用液,用甲醇定容,取约2mL过0.22μm有机相滤膜,待LC-MS/MS检测;
3、内标溶液的制备
准确称取1.0mg的MI-d3、CMI-d3和BIT-13C6,分别置于3只10mL容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,配制成浓度均为100mg/L的内标储备液。分别移取MI-d3、CMI-d3和BIT-13C6的储备液5.0mL至50mL容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,配制成MI-d3、CMI-d3和BIT-13C6浓度为10mg/L的混合内标工作溶液;
4、标准溶液的制备
分别称取适量的3种异噻唑啉酮标准物质,用甲醇配制成浓度为1000mg/L的标准储备溶液。分别准确移取1mL的MI、1mL的CMI、0.25mL的BIT标准储备液于100mL容量瓶中,用甲醇定容,配制浓度为MI、CMI浓度为10mg/L,BIT浓度为4mg/L的混合标准储备液;
分别准确移取2μL、10μL、50μL、100μL、250μL、500μL、100μL混合标准溶液至10mL容量瓶中,加入100μL内标工作溶液,用甲醇定容至刻度;
5、测定
移取以上配制好的不同浓度的标准工作溶液和试样溶液,注入液相色谱-串联质谱仪;
采用的液相色谱条件为:
——色谱柱:Luna 3u PFP(2),4.6x150mm,3.0μm;
——流动相:甲醇和水,梯度洗脱,梯度见表1;
——流速:0.5mL/min;
——进样量:10μL;
——柱温:30℃;
表1 梯度洗脱程序
采用的质谱条件为:
——离子源:电喷雾离子源;
——扫描方式:正离子扫描;
——检测方式:多反应监测;
——离子源温度:600℃;
——离子对的驻留监测时间:50ms
——辅助气Gas1压力:55Ps i;
——辅助气Gas2压力:55Ps i;
各分析物的定量离子对、定性离子对及去簇电压、碰撞能量见表2;
表2 质谱检测参数表
注:*定量离子
6、结果计算
对混合标准工作溶液进行LC-MS/MS分析,得到各定量离子的峰面积,然后计算各目标化合物与对应内标的峰面积之比(MI与MI-d3相比、CMI与CMI-d3相比、BIT与BIT-13C6相比),拟合峰面积比与浓度成线性,且要求线性相关系数R2≥0.99。对试样萃取液进行分析,依据内标法由混合标准工作曲线计算得到测定值。
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