基于LC-MS/MS技术测定生态纺织品中有害物质的方法研究

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纺织品是我国重要的出口创汇商品,但是国外以保护人体健康和生态环境为理由,不断设立“绿色技术壁垒”以阻止我国纺织品出口。在充分调研和查新的基础上,针对我国生态纺织品检测技术的空白,以突破国外对纺织品的“绿色技术壁垒”为目的而展开本论文的研究。采用液相色谱-电喷雾串联质谱联用技术,分别建立了纺织品中9种致癌染料、22种致敏性分散染料、络合剂乙二胺四乙酸盐(EDTA)和二乙烯三胺五乙酸盐(DTPA)、阴离子表面活性剂线性烷基苯磺酸盐(LAS)、阳离子表面活性剂二硬脂酰二甲基氯化铵(DSDMAC)和阻燃剂六溴环十二烷(HBCD)等有害物质的测定方法。得到以下主要研究结论:  通过电喷雾质谱正负离子检测模式的切换,以5mmol/L乙酸铵和乙腈为流动相在C18柱上前段洗脱出酸性染料和直接染料(负离子模式检测),后段洗脱出碱性染料和分散染料(正离子模式检测),实现对分属四类性质不同的9种致癌染料的一齐分析检测。研究了超高效液相色谱(UPLC)分析条件,选用1.8μm细粒径液相色谱柱,在高压条件下,快速、高效分离22种分散染料。采用离子对液相分离色谱,以四丁基铵盐作为阳离子对试剂,可有效降低EDTA和DTPA的极性,增加其在反相C18柱上的色谱保留。用氨基柱对DSDMAC进行分离检测,建立了正相和反相两套不同的液相分离系统。而LAS的同系物和HBCD的异构体都是用反相的C18柱实现分离。结果表明所建立的方法对这些有害物质的测定低限均达到mg·kg-1水平,每个方法的仪器分析时间不超过15 min,重复测试的RSD值都较低。方法灵敏度高,分析时间短,抗干扰性强,重现性好,为检测有害物质在纺织品中的残留提供了准确、可靠的分析方法。  根据印染整理加工工艺的不同以及分析物与织物纤维之间结合力的不同,选用不同的样品提取方法:用二氯甲烷索氏法提取阻燃剂HBCD;用超声波法快速提取纺织品后整理加工中使用的EDTA、DTPA、LAS和DSDMAC等助剂;对传统的索氏提取法进行改进,在自制的提取装置内通过溶剂蒸汽循环提取纺织品中的染料,可有效避免染料对纤维的沾色效应,提高了提取效率。提取方法简便、易操作、提取率高,适用于实验室的日常分析测试工作。  在对质谱分析参数优化以提高检测的准确性和灵敏度的同时,本研究还对分析物在电喷雾串联质谱中的行为规律进行了探索,发现分子结构中的官能团对化合物的电喷雾离子化行为和串联质谱的碰撞裂解行为有重要的影响。经研究发现,极性基团影响分析物在电喷雾质谱中的(正或负)离子检测模式,并首次发现染料在二级质谱中的特征子离子与偶氮、三苯甲烷、蒽醌和硝基苯等发色团的诱导裂解有关。这些特点的发现,为ESI-MS/MS检测中特征离子确定和质谱参数优化提供理论参考。  本论文研究建立的分析方法的检测限都低于国外的法律法规(如REACh和PoHS法令)和著名的生态纺织品标签(Oeko-tex Standard100和Eco-Label)等规定的最严格限量要求,可有效突破国外的技术壁垒。方法的回收率和精密度等技术指标都符合残留物分析测试的技术要求,满足生态纺织品的测试要求,可为监控进出口纺织品的品质、完善和填补相关的生态纺织品检测方法提供技术支持。
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