CN105527355B - 一种水基胶中防腐剂和抗氧化剂残留量的共检出测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水基胶中防腐剂和抗氧化剂残留量的共检出测定方法，包括样品溶液的制备、高效液相色谱分析及测定结果的计算等步骤。该共检出测定方法具有检测时间短、操作简便、灵敏度高、回收率高及重复性好等优点。本发明方法的色谱条件使MI、CMI、BIT和BHT的色谱峰与杂质色谱峰分离较好，并且具有很好的相关性，检测限分别为0.065、0.121、0.046和0.052μg/mL，低中高三个添加水平下的加标平均回收率在88.7％～93.8％之间，样品测试结果的平均相对标准偏差小于5％，说明本法的回收率较高，重复性较好。本发明为水基胶的质量监督提供了科学依据。

Description

一种水基胶中防腐剂和抗氧化剂残留量的共检出测定方法

技术领域

本发明涉及防腐剂和抗氧化剂技术领域，具体为一种水基胶中防腐剂和抗氧化剂残留量的共检出测定方法。

背景技术

水基胶胶黏剂主要用于各种包装印刷、木材加工、建筑等行业，为了延长水基胶的保质期和使用寿命等，异噻唑啉酮类防腐剂和酚类抗氧化剂是水基胶生产制造过程中常添加的一些加工助剂。

异噻唑啉酮及其衍生物是杀菌防腐剂中十分重要的一类杂环化合物，除卫生消毒和食品领域外，几乎可以应用于所有需要杀灭微生物的领域。近年来，异噻唑啉酮杀菌剂在我国的生产和应用越来越广泛，呈现出产品种类多样化、产品档次多级化的特点。甲基异噻唑啉酮(MI)，化学名称为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮；甲基氯异噻唑啉酮(CMI)，化学名称为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮；苯并异噻唑啉酮(BIT)，化学名称为1,2-苯并异噻唑-3-酮，属于异噻唑啉酮及其衍生物类，是一类新型的高效广谱杀菌剂，其防腐效果是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的，异噻唑啉酮类物质与微生物接触后，能迅速地不可逆地抑制其生长，从而导致微生物细胞的死亡，故对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用，广泛用于乳胶制品、水溶性树脂、化妆品、涂料等产品中防腐杀菌。异噻唑啉酮类化合物除对皮肤有致敏反应，会出现眼睛、皮肤接触发生过敏或皮炎等症状外，还可导致皮肤灼伤或哮喘，其中，MI和CMI是致敏性最强的异噻唑啉酮类衍生物，首次接触即可致敏，属强变应原。欧盟在2005年公布的玩具协调标准EN71-9-2005中明确限定了MI、CMI和BIT在玩具皮革、水状液体、造型黏土、含黏合剂的仿造纹身等材料中的含量，其限量分别为10、10和5mg/kg。

2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)，别名为二丁基羟基甲苯是重要的通用型酚类抗氧化剂，其通过与物质自动氧化过程中所产生的过氧化物结合，形成氢过氧化物，从而阻止氧化过程的进行，形成抗氧化剂自由基，达到抗氧化、防酸败、防变色等效果。可作为塑料、橡胶、油品、油脂等多种材料的优良防老剂，在延缓高分子材料褪色、泛黄、硬化、丧失光泽或透明的同时提升材料抗冲击强度、抗绕曲强度、抗张强度及伸长率等物理性能，但其作为化学合成抗氧化剂，在提升材质性能的同时，同样存在着对人体的极大危害，如在注射器中的使用可能会导致医用橡胶塞中的BHT随着药液直接流入人体静脉，危害人体健康，BHT的短时暴露可引起人体过敏反应，恶心、呕吐、呼吸困难、定向障碍，长期或反复暴露可能损害人体肝、脾、肺、甲状腺等器官；BHT也有抑制人体呼吸酶活性等嫌疑并且可在人体内蓄积，特别是最近研究发现它们可能促进食品中其它有害成份的毒性而产生致癌作用。卫生部颁布的《化妆品卫生标准》(GB7916-1987)中对二丁基羟基甲苯(BHT)的最大限量要求为0.15％；我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-2011)中规定：其最大使用量不得超过0.2g/kg。

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MI、CMI、BIT和BHT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，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MI、CMI、BIT和BHT的残留量至关重要。

目前，对MI、CMI、BIT和BHT的检测方法主要有紫外分光光度法、高效液相色谱法、液相色谱质谱联用法、气相色谱法和气相色谱质谱联用法，报道的MI、CMI、BIT和BHT的检测方法主要检测对象为玩具、化妆品、食品包装纸等，未见有水基胶中MI、CMI、BIT和BHT共检出测定方法的文献报道。

现有的MI、CMI、BIT和BHT的检测方法中，一般需要用溶剂萃取的方法来将待测物质从固体样品中萃取到液体中，然后再用色谱法进行分析。萃取效率高低将直接影响分析结果。一般采用升温或者超声波处理来提高上述物质的萃取效率。但这样的前处理方法虽然在处理固体样品时适用，但在用于水基胶这种粘稠物质时，却遇到了麻烦。超声波处理会导致水基胶与萃取液形成浑浊的乳液，而乳液因分散不均匀不适合作为液相色谱的进样。升温则会导致水基胶中大量的其它物质被萃取到萃取液中，形成过多的干扰峰，致使待测组分的峰不能清晰分开，给后续色谱条件的选择造成困难，且影响上述物质的同时分析和准确定量。

因此，本领域急需一种能够特异性地针对水基胶中的MI、CMI、BIT和BHT进行高精度同时分析且前处理简便的分析方法。

本发明提供了这样的方法。

发明内容

本发明的目的正是基于上述现有技术状况，旨在克服现有技术缺陷，提供了一种水基胶中防腐剂和抗氧化剂残留量的共检出测定方法。本发明考察研究了水基胶中MI、CMI、BIT和BHT的提取条件，优化了色谱分离的条件，为简便、快捷的测定水基胶中MI、CMI、BIT和BHT的残留量提供了技术支持。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。本发明是一种水基胶中MI、CMI、BIT和BHT残留量的同时测定方法，其特点是：该方法的步骤如下：

(1)工作曲线的制作：采用逐级稀释法，将MI、CMI、BIT和BHT配制成一系列溶液浓度分别在0.5～50μg/mL、1.0～100μg/mL、0.5～50μg/mL、0.5～20μg/mL范围内的混合标准溶液；用高效液相色谱测定以上浓度混合标准溶液的峰面积，绘制标准曲线，得到线性回归方程；

(2)样品处理：准确称取0.3g样品(精确至0.1mg)后，置于50mL具塞三角瓶中，用5mL超纯水分散后再加入20mL甲醇，盖紧瓶塞，在室温条件下，涡旋振荡萃取10min；之后以5000r/min离心5min，取上层清液，过膜(孔径0.22μm)，备用；

(3)对步骤(2)中的样品溶液进行高效液相色谱分析，

高效液相色谱分析条件：色谱柱：Agilent ZORBAX SB-C18(4.6mm*250mm，5μm)；检测波长：MI、CMI、BIT和BHT的检测波长为220nm；柱温：30℃；进样量：20μL；流动相：A为乙腈，B为水，梯度洗脱条件见表1。

表1梯度洗脱程序

(4)根据步骤(1)的线性回归方程，计算得到水基胶中MI、CMI、BIT和BHT的残留量。

本发明的检测方法对样品的前处理方法和色谱条件进行了优化，与现有技术相比，本发明的优点主要体现在：

(1)检测时间短：采用本发明测定水基胶中MI、CMI、BIT和BHT的残留量周期仅需要20分钟；

(2)本发明没有采用常规的超声波萃取和升温萃取方法，而是采用在室温下漩涡振荡萃取后，再离心分离，取上层清液经膜过滤，取滤液作为样品溶液。该室温漩涡振荡萃取，在大幅提高萃取率的同时，不会使萃取液乳化，也不会从水基胶中萃取出更多的杂质，非常有利于后续的色谱分析。

(3)本发明具有操作简便、灵敏度高、回收率高及重复性好的优点：本发明方法的色谱条件使水基胶中MI、CMI、BIT和BHT的色谱峰与杂质色谱峰分离好，并且具有良好的相关性，目标物MI、CMI、BIT和BHT的检出限分别为0.065、0.121、0.046和0.052μg/mL，三个低中高不同浓度添加水平下的加标回收率在88.7％～93.8％之间，样品测试结果的平均相对标准偏差RSD值小于5％。

附图说明

图1为目标物MI、CMI、BIT和BHT混合标准工作溶液色谱图。

图2为市售典型样品色谱图。

图3、图4、图5、图6分别为目标物MI、CMI、BIT和BHT的标准工作曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述：

实施例1

本实施例对市售水基胶样品中的MI、CMI、BIT和BHT残留量的测定方法如下：

(1)标准溶液的配制：准确称取2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮(MI)50mg、5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮(CMI)100mg、1,2-苯并异噻唑基-3(2H)-酮(BIT)50mg和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)10mg分别置于100mL棕色容量瓶中，加入甲醇在超声条件下溶解并定容至刻度，摇匀，配制成标准储备液。储备液放入冰箱冷藏保存。移取准储备液，按照逐级稀释的方法，配制了2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮(MI)浓度为0.5、2.5、5.0、25.0、50.0μg/mL，5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮(CMI)浓度为1.0、5.0、10.0、50.0、100.0μg/mL，1,2-苯并异噻唑基-3(2H)-酮(BIT)浓度为0.5、2.5、5.0、25.0、50.0μg/mL，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)浓度为0.5、1.0、5.0、10.0、20.0μg/mL的系列混合标准工作溶液。

(2)样品处理：准确称取0.3g样品(精确至0.1mg)后，置于50mL具塞三角瓶中，用5mL超纯水分散后再加入20mL甲醇，盖紧瓶塞，在室温条件下，涡旋振荡萃取10min；之后以5000r/min离心5min，取上层清液，过膜(孔径0.22μm)，备用。

(3)色谱分析：所述的色谱分析条件为色谱柱采用Agilent ZORBAX SB-C18(4.6mm*250mm，5μm)，色谱柱温度为30℃，进样量为20μL，二极管阵列检测器检测波长220nm；流动相：A为乙腈，B为超纯水，采用梯度洗脱程序见表1，总洗脱时间为20分钟。标准工作溶液的色谱分析结果如图1所示；典型样品溶液的色谱分析结果如图2所示。

(4)样品中MI、CMI、BIT和BHT残留量的计算：首先将标准物质配制成一定浓度的标准溶液，进行高效液相色谱分析测定。以MI、CMI、BIT和BHT标准溶液的峰面积(Y)与各自标准溶液的质量浓度(X)绘制其标准溶液工作曲线如图3、图4、图5和图6所示，并进行线性回归分析，得到MI、CMI、BIT和BHT的线性回归方程分别为y＝18.78x-4.74、y＝40.42x-23.21、y＝99.11x-40.87和y＝26.16x-2.96，相关系数r²均大于0.999。然后将样品溶液检出的目标

物峰面积代入线性回归方程，即得到样品溶液中MI、CMI、BIT和BHT的质量

浓度为C。水基胶样品中MI、CMI、BIT和BHT的残留量计算如下：

式中：

C为样品溶液中MI、CMI、BIT和BHT的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

V为样品处理后的体积，单位为毫升(mL)；

m为称取样品的质量，单位为克(g)；

W为目标物的残留量，单位为微克每克(μg/g)。

由附图2可知，所采用的色谱条件使MI、CMI、BIT和BHT的色谱峰与杂质色谱峰分离较好，并且具有较好的相关性，其检测限分别为0.065、0.121、0.046、0.052μg/mL。本实施例样品中MI、CMI、BIT和BHT残留量测试结果见表2。

表2样品测定结果(单位：μg/g)

注：ND表示未检出。

实施例2

本实施例对本发明方法的重复性和加标回收率的检测方法如下：

选取样品6和样品10作为本底，采用样品加标回收率试验，将MI、CMI、BIT和BHT标准溶液添加到本底中，进行添加回收试验，添加低、中、高三个不同浓度，每个浓度重复测定5次，色谱分析条件同实施例1，根据分析结果计算本方法水基胶中MI、CMI、BIT和BHT的加标回收率及加标后测定值的相对标准偏差，结果如表3所示。

表3本方法的加标回收率试验结果(n＝5)

由表3可见，回收率在88.7％～93.8％之间，相对标准偏差(RSD)小于5.0％，说明本法的回收率较高，重复性较好。能满足试验对准确度和精密度的要求。

Claims (1)

1.一种水基胶中甲基异噻唑啉酮(MI)、甲基氯异噻唑啉酮(CMI)、苯并异噻唑啉酮(BIT)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)残留量的共检出测定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)标准溶液的配制：准确称取2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮(MI)50mg、5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮(CMI)100mg、1,2-苯并异噻唑基-3(2H)-酮(BIT)50mg和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)10mg分别置于100mL棕色容量瓶中，加入甲醇在超声条件下溶解并定容至刻度，摇匀，配制成标准储备液；储备液放入冰箱冷藏保存，移取准储备液，按照逐级稀释的方法，配制了2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮(MI)浓度为0.5、2.5、5.0、25.0、50.0μg/mL，5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮(CMI)浓度为1.0、5.0、10.0、50.0、100.0μg/mL，1,2-苯并异噻唑基-3(2H)-酮(BIT)浓度为0.5、2.5、5.0、25.0、50.0μg/mL，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)浓度为0.5、1.0、5.0、10.0、20.0μg/mL的系列混合标准工作溶液；

(2)样品溶液的制备：准确称取0.3g样品后，置于50mL具塞三角瓶中，用5mL超纯水分散后再加入20mL甲醇，盖紧瓶塞，在室温条件下，涡旋振荡萃取10min；之后以5000r/min离心5min，取上层清液，过孔径为0.22μm的膜，备用；

(3)液相色谱分析：利用高效液相色谱仪分别对标准溶液和样品溶液进行检测分析；所述的色谱分析条件为色谱柱采用C18液相色谱柱，色谱柱温度为30℃，进样量为20μL，二极管阵列检测器检测波长220nm；流动相：A为HPLC级别乙腈，B为超纯水，采用梯度洗脱程序，即0.0～5.0min，流动相A从5％递增至20％，流速从0.5mL/min递增至1.0mL/min；5.0～16.0min，流动相A从20％递增至95％，流速从1.0mL/min递增至1.5mL/min；16.0～19.0min，95％的流动相A和1.5mL/min的流速保持不变；19.0～20.0min，还原为初始状态5％的流动相A，流速还原为0.5mL/min，总洗脱时间为20分钟；

(4)水基胶中MI、CMI、BIT和BHT残留量的计算；首先将标准物质配制成一定浓度的标准溶液，进行高效液相色谱分析测定；以MI、CMI、BIT和BHT标准溶液的峰面积(Y)与各自标准溶液的质量浓度(X)绘制其标准溶液工作曲线，并进行线性回归分析，得到MI、CMI、BIT和BHT的线性回归方程分别为y＝18.78x-4.74、y＝40.42x-23.21、y＝99.11x-40.87和y＝26.16x-2.96，相关系数r²均大于0.999；然后将样品溶液检出的目标物峰面积代入线性回归方程，即得到样品溶液中MI、CMI、BIT和BHT的质量浓度为C；水基胶样品中MI、CMI、BIT和BHT的残留量计算如下：

<mrow> <mi>W</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>C</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mi>V</mi> </mrow> <mi>m</mi> </mfrac> </mrow>

式中：

C为样品溶液中MI、CMI、BIT和BHT的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

V为样品处理后的体积，单位为毫升(mL)；

m为称取样品的质量，单位为克(g)；

W为目标物的残留量，单位为微克每克(μg/g)。