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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2024-11-14 20:36
摘 要： 建立同時(shí)測(cè)定牙膏中檸檬烯、桉油精、薄荷酮、薄荷醇、香芹酮、乙酸薄荷酯、薄荷醇乳酸酯7種薄荷類化學(xué)成分含量的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法。樣品經(jīng)無(wú)水乙醇提取，以DB-5 MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）為分離柱。采用程序升溫、選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM）模式測(cè)定目標(biāo)物定量離子的色譜峰面積，用外標(biāo)法對(duì)7種化合物進(jìn)行定量測(cè)定。7種化合物的質(zhì)量濃度在0.2～20 μg/mL范圍內(nèi)與定量離子的色譜峰面積線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均不小于0.996，檢出限為0.1～2.5 μg/g。選取牙膏基質(zhì)在3種濃度水平下考察加標(biāo)回收率，7種化合物的平均回收率為85.0%～108.7%，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%～2.9%（n=6）。該方法準(zhǔn)確、可靠，可用于牙膏中7種薄荷類化學(xué)成分的同時(shí)測(cè)定。
關(guān)鍵詞： 牙膏； 薄荷； 氣相色譜-質(zhì)譜法
薄荷油和留蘭香油是由薄荷屬植物(Mentha L.)薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)和留蘭香(Mentha spicata Linn.)的植株及莖葉經(jīng)蒸餾加工得到的揮發(fā)油，具有薄荷的香味和清涼口感，可作為天然香料和清涼劑。這兩種揮發(fā)油含有多種薄荷類活性成分，如檸檬烯、薄荷酮、薄荷醇、香芹酮、乙酸薄荷酯和桉油精等，廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥和煙草等領(lǐng)域[1?5]。牙膏中常添加薄荷油、留蘭香油及其含有的化學(xué)成分，在使用后讓人感覺(jué)清新爽口，并留有舒適的余香[6?7]。
歐盟委員會(huì)發(fā)布(EU)2023/1545號(hào)法規(guī)修訂原有26種香料過(guò)敏原，新增56種過(guò)敏原，其中包括薄荷油和留蘭香油中天然存在的檸檬烯、香芹酮和薄荷醇，這些香料具有潛在致敏性[8]。為加強(qiáng)監(jiān)督管理，保證牙膏在生產(chǎn)和使用過(guò)程中的質(zhì)量安全，2020年國(guó)務(wù)院頒布《化妝品監(jiān)督管理?xiàng)l例》，規(guī)定牙膏參照普通化妝品的規(guī)定進(jìn)行管理。GB/T 22731—2017《日用香精》規(guī)定牙膏中可添加香芹酮的最高限量為1.9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；國(guó)家藥品監(jiān)督管理局2021年4月發(fā)布《已使用化妝品原料目錄》，規(guī)定駐留類產(chǎn)品最高歷史使用量：薄荷油為44% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，留蘭香葉油為15%，薄荷醇為60.5%，桉油精為3.5%，乙酸薄荷酯為2.6%，薄荷醇乳酸酯為2%。為加強(qiáng)控制牙膏中薄荷油和留蘭香油的使用風(fēng)險(xiǎn)，建立多種薄荷類化學(xué)成分的測(cè)定方法十分必要。
目前，國(guó)內(nèi)薄荷類化學(xué)成分測(cè)定方法有氣相色譜法[9?12]和氣相色譜-質(zhì)譜法[13?16]，主要測(cè)定薄荷醇、薄荷酮、薄荷醇乳酸酯、乙酸薄荷酯、檸檬烯和香芹酮中的1～4種，檢測(cè)對(duì)象不夠全面，且未見(jiàn)測(cè)定化妝品和牙膏中薄荷酮、香芹酮和桉油精的文獻(xiàn)報(bào)道。筆者建立氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，對(duì)牙膏中檸檬烯、桉油精、薄荷酮、薄荷醇、香芹酮、乙酸薄荷酯、薄荷醇乳酸酯7種薄荷類化學(xué)成分進(jìn)行定性和定量分析，為保障牙膏產(chǎn)品的質(zhì)量提供技術(shù)支撐。
1、 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要儀器與試劑
氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀：Thermo Fisher Trace ISQ型，賽默飛世爾科技(中國(guó))有限公司。
電子天平：Mettler Toledo MS型，感量為0.01 mg，梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易上海有限公司。
超純水儀：Milli-Q型，美國(guó)密理博公司。
離心機(jī)：Universal 320R型，德國(guó)海蒂詩(shī)公司。
超聲波清洗器：KQ-500DE型，昆山市超聲儀器有限公司。
自動(dòng)渦旋混勻儀：ZH-3型，天津東億科技有限公司。
檸檬烯、薄荷酮、香芹酮、乙酸薄荷酯、桉油精、薄荷醇乳酸酯標(biāo)準(zhǔn)品：純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為97.0%、99.7%、98.2%、98.9%、99.9%、98.6%，北京曼哈格生物科技有限公司。
薄荷醇標(biāo)準(zhǔn)品：純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為99.04%，上海甄準(zhǔn)生物科技有限公司。
氯化鈉：優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
無(wú)水乙醇：色譜純，天津市康科德科技有限公司。
乙酸乙酯、乙腈、正己烷：均為色譜純，霍尼韋爾貿(mào)易上海有限公司。
牙膏樣品：市售。
1.2 儀器工作條件
1.2.1 氣相色譜儀
色譜柱：Agilent DB-5 MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm，美國(guó)安捷倫科技有限公司)；載氣：氦氣；柱流量：1.0 mL/min；進(jìn)樣體積：1 μL；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比為10∶1；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；柱溫：采用程序化升溫，初始溫度為60 ℃，以3 ℃/min升溫至150 ℃，保持1 min，以20 ℃/min升溫至270 ℃，保持5 min。
1.2.2 質(zhì)譜儀
EI離子源溫度：230 ℃；電子能量：70 eV；傳輸線溫度：270 ℃；監(jiān)測(cè)模式：選擇離子監(jiān)測(cè)；溶劑延遲時(shí)間：8 min；7種化合物質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1。
表1 7種化合物的質(zhì)譜參數(shù)
Tab. 1 Mass spectrometry parameters of 7 compounds
1.3 溶液配制
7種化合物標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：各組分質(zhì)量濃度均為1 mg/mL。分別稱取檸檬烯、桉油精、薄荷酮、薄荷醇、香芹酮、乙酸薄荷酯和薄荷醇乳酸酯標(biāo)準(zhǔn)品10.33、10.01、10.06、10.12、10.19、10.14、10.15 mg于不同的10 mL棕色容量瓶中，用無(wú)水乙醇溶解并定容至標(biāo)線。
7種化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：各組分質(zhì)量濃度均為100 μg/mL。分別準(zhǔn)確移取7種化合物標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液各1 mL于同一只10 mL棕色容量瓶中，用無(wú)水乙醇定容至標(biāo)線。
7種化合物系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別精密量取一定體積的7種化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用無(wú)水乙醇定容，配制成各組分質(zhì)量濃度均分別為0.2、1、2、5、10、20 μg/mL的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1 樣品處理
稱取牙膏樣品0.2 g (精確至0.000 1 g)于50 mL離心管中，精密稱定，加入1.5 mL飽和氯化鈉溶液，渦旋震蕩1 min使樣品分散，加入無(wú)水乙醇定容至25 mL，渦旋震蕩30 s，在低于30 ℃水浴中超聲提取20 min，以5 000 r/min轉(zhuǎn)速離心3 min，取上清液經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾，濾液即為樣品溶液?？筛鶕?jù)實(shí)際質(zhì)量濃度對(duì)樣品溶液進(jìn)行稀釋。
1.4.2 樣品測(cè)定
在1.2儀器工作條件下，分別測(cè)定7種化合物系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和樣品溶液。根據(jù)被測(cè)成分的特征離子峰的保留時(shí)間和特征離子的相對(duì)豐度比進(jìn)行定性。對(duì)樣品中各化合物的定量離子色譜峰面積進(jìn)行定量分析，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算含量。
2、 結(jié)果與討論
2.1 提取溶劑選擇
分別選擇正己烷、無(wú)水乙醇、乙酸乙酯和乙腈作為提取溶劑，以回收率作為評(píng)價(jià)依據(jù)，考察不同溶劑的提取效率。采用空白樣品加標(biāo)回收法，加標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為250 μg/g，按照樣品溶液制備方法制備加標(biāo)樣品溶液，按1.2儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，以乙酸乙酯和乙腈為提取溶劑時(shí)，對(duì)薄荷醇乳酸酯的提取效率較高，但是對(duì)其余6種化合物的提取效率偏低；以正己烷為提取溶劑時(shí)，對(duì)薄荷醇乳酸酯的提取效率較低，但對(duì)其余6種化合物的提取效率較高；無(wú)水乙醇的提取效果最好，對(duì)7種化合物均具有較高提取效率，故選擇無(wú)水乙醇為提取溶劑。
2.2 提取方式和超聲時(shí)間選擇
用無(wú)水乙醇對(duì)樣品進(jìn)行提取時(shí)，牙膏不易分散，提取效果不理想，因此考察超聲、振蕩兩種提取方式對(duì)提取效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加入1.5 mL飽和氯化鈉溶液渦旋振蕩后樣品即可分散均勻，提取效果顯著提高。比較在相同萃取時(shí)間下，振蕩和超聲的提取效率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超聲比振蕩的提取效率高，更有利于分散樣品，所以選用超聲提取。
以無(wú)水乙醇為提取溶劑，考察超聲提取時(shí)間分別為10、20、30、50 min時(shí)，同一樣品的提取效率。結(jié)果表明，超聲提取20 min和30 min時(shí)，各目標(biāo)成分提取效率最高，且無(wú)明顯差異；超過(guò)30 min后，目標(biāo)成分測(cè)定結(jié)果降低，可能是由于超聲萃取時(shí)間延長(zhǎng)雖然改善了樣品的分散效果，但也會(huì)加快部分成分的揮發(fā)，導(dǎo)致提取效率下降。綜合考慮，選擇超聲提取時(shí)間為20 min。
2.3 儀器工作條件優(yōu)化
2.3.1 色譜柱選擇
比較中等極性TG-1701 MS柱與弱極性DB-5 MS柱兩種型號(hào)色譜柱對(duì)7種化合物的分離效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，選用TG-1701 MS色譜柱時(shí)，檸檬烯與桉油精達(dá)不到基線分離，部分化合物出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象且峰形變寬；選用DB-5 MS色譜柱時(shí)，分離效果較好，7種化合物均能達(dá)到基線分離，峰形尖銳，靈敏度較高，所以選擇DB-5 MS色譜柱。
2.3.2 進(jìn)樣口溫度選擇
將進(jìn)樣口溫度分別設(shè)置為200、230、250、270 ℃，考察不同進(jìn)樣口溫度對(duì)7種化合物的分離效果。結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)樣口溫度不大于230 ℃時(shí)，對(duì)薄荷醇乳酸酯影響較大，其信號(hào)響應(yīng)值較低，可能是因?yàn)槠湎鄬?duì)分子質(zhì)量較大氣化不完全所致；當(dāng)溫度達(dá)到250 ℃時(shí)，7種化合物響應(yīng)值均較高；當(dāng)溫度達(dá)到270 ℃時(shí)，熱穩(wěn)定性差的化合物容易分解，綜合考慮，選擇250 ℃作為進(jìn)樣口溫度。
2.4 專屬性試驗(yàn)
在優(yōu)化的儀器工作條件下，分別測(cè)定空白樣品溶液、7種化合物標(biāo)準(zhǔn)溶液和加標(biāo)樣品溶液，總離子流色譜圖(TIC)如圖1所示。
圖1 總離子流色譜圖
Fig. 1 Total ion chromatogram
由圖1可以看出，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)7種薄荷類化學(xué)成分的有效分離，空白樣品基質(zhì)不產(chǎn)生干擾，滿足實(shí)際樣品測(cè)定要求。
2.5 線性方程與檢出限
在1.2儀器工作條件下，對(duì)7種化合物系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測(cè)定，以7種化合物質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以各定量離子的色譜峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算線性方程和相關(guān)系數(shù)。取7種化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用無(wú)水乙醇逐級(jí)稀釋，在1.2儀器工作條件下進(jìn)行測(cè)定，分別以3倍信噪比和10倍信噪比對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度作為方法檢出限和定量限，根據(jù)稱樣質(zhì)量0.2 g和定容體積25 mL，換算成樣品中的含量，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(μg/g)表示。7種化合物質(zhì)量濃度線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限見(jiàn)表2。由表2可知，7種化合物的質(zhì)量濃度在0.2～20 μg/mL范圍內(nèi)與定量離子的色譜峰面積線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均不小于0.996。
表2 質(zhì)量濃度線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限
Tab. 2 Linear ranges of mass concentration，linear equations，correlation coefficients，detection limits，and quantification limits
2.6 精密度試驗(yàn)
精密稱取7種化合物均被檢出的牙膏樣品0.2 g，
平行稱取6份，按1.4.1方法制備樣品溶液，在1.2儀器工作條件下進(jìn)樣測(cè)定，根據(jù)色譜峰面積計(jì)算各化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，7種化合物測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%～2.9%，表明該方法精密度較好，能夠滿足分析需求。
表3 精密度試驗(yàn)結(jié)果
Tab. 3 Results of precision test
2.7 穩(wěn)定性試驗(yàn)
取樣品溶液，在1.2儀器工作條件下，分別于制備完成后第0、2、4、8、12 h進(jìn)樣測(cè)定，計(jì)算各化合物
質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，7種化合物測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.1%～2.5%，表明樣品溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。
表4 穩(wěn)定性試驗(yàn)7種化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果
Tab. 4 Determination results of mass fraction of 7 compounds in stability test
2.8 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)
選擇陰性樣品進(jìn)行低、中、高3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平的加標(biāo)試驗(yàn)，按照1.4.1方法制備加標(biāo)樣品溶液，每個(gè)加標(biāo)水平測(cè)定2次，以平均值作為測(cè)定值，根據(jù)測(cè)定結(jié)果計(jì)算回收率，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，7種化合物的平均回收率為85.0%～108.7%，表明該方法準(zhǔn)確度較高，能夠滿足牙膏中多種薄荷類化學(xué)成分的定量測(cè)定要求。
表5 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果
Tab. 5 Results of spiked recoveries test
3、 結(jié)語(yǔ)
建立了測(cè)定牙膏中7種薄荷類化學(xué)成分的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法。該方法準(zhǔn)確度高，簡(jiǎn)單高效，適用于添加薄荷油和留蘭香油的牙膏中薄荷類活性成
分的測(cè)定，可為市場(chǎng)監(jiān)管和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)提供技術(shù)支持。
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來(lái)源：化學(xué)分析計(jì)量
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