气相色谱-串联质谱法测定化妆品中15种邻苯二甲酸酯

【核心介绍】建立了化妆品中15种邻苯二甲酸酯的气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）分析方法。样品用甲醇超声提取30 min，提取液干燥脱水过0.5 μm滤膜后，经HP-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)分离，利用MS/MS的多反应监测(MRM)模式进行定性和定量。结果表明本方法可同时测定化妆品中的15种邻苯二甲酸酯，在0.02~5 mg/L质量浓度范围内，线性关系良好，相关系数为0.9979～0.9998；15种邻苯二甲酸酯的相对标准偏差(RSD)小于9.8%，0.5 mg/kg、10 mg/ 　

气相色谱-串联质谱法测定化妆品中15种邻苯二甲酸酯

李红^*，姜薇，康鹏，田福林，刘成雁，王志嘉

（辽宁省分析科学研究院 辽宁省标准化体系建设工程技术研究中心，

辽宁 沈阳 110015）

摘要：建立了化妆品中15种邻苯二甲酸酯的气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）分析方法。样品用甲醇超声提取30 min，提取液干燥脱水过0.5 μm滤膜后，经HP-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)分离，利用MS/MS的多反应监测(MRM)模式进行定性和定量。结果表明本方法可同时测定化妆品中的15种邻苯二甲酸酯，在0.02~5 mg/L质量浓度范围内，线性关系良好，相关系数为0.9979～0.9998；15种邻苯二甲酸酯的相对标准偏差(RSD)小于9.8%，0.5 mg/kg、10 mg/kg 和100 mg/kg三个加标水平的回收率为77.2～108%；15种目标化合物的检出限（S/N = 3）为4.62～109 μg/kg。该方法快速准确、背景干扰少、分析灵敏度高，重复性好。

关键词：气相色谱；串联质谱；邻苯二甲酸酯；化妆品

中图分类号 O657.63

Determination of fifteen phthalic acid esters in cosmetic products by gaschromatography-tandem mass spectrometry

Li Hong^*， Jiang Wei，Kang Peng，Tian Fulin，Liu Chengyan，Wang Zhijia

（Liaoning Province Academy of Analytic Sciences，Standard System Engineering Research Center of Liaoning Province，Shenyang 110015，China)

Abstract A method of gas chromatography-tandem mass spectrometry (GC-MS/MS) was developed for the determination of 15 phthalic acid esters in cosmetic products. The samples were extracted with methanol in an ultrasonator for 30 min, dehydrated and filtrated through membrane with 0.5 μm pore diameter. The identification and quantification were carried out in the multiple reaction monitoring (MRM) mode after the GC separation on a HP-5MS column (30 m×0.25 mm×0.25 μm). The nine point calibration curves showed a good linearity for all the congeners (0.9979~0.9998). Limits of detection (LODs) ranged from 4.62 to 109 μg/kg. The spiked recoveries were  between  77.2% and 108% with the relative standard deviations(RSDs, n=6) were below 9.8% . The method is rapid and accurate, and has characteristics of less background interference, high analytical sensitivity and good reproducibility.

Key words：Gas chromatography (GC); Tandem mass spectrometry (MS/MS); Phthalic acid esters (PAEs); Cosmetic products

邻苯二甲酸酯( PAEs) 是一类通用型增塑剂。二十世纪，PAEs因其具有较好的润滑性和延展性而被添加在化妆品中，作为化妆品的塑型剂、溶剂和定香剂^[1]。但近年来的大量研究表明，PAEs是一类重要的内分泌干扰物，具有损害生殖系统^[2]，导致细胞突变，致畸^[3]和致癌^[4]等作用。欧盟委员会于2003年1月29日向成员国发布了有关在进入欧盟市场的商品中限制使用某些危险物质和原料的指令,其中新增了对邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的禁用^[5]。美国环保署将邻苯二甲酸二甲酯(DMP)等6种邻苯二甲酸酯类化合物列入“优先监测污染物名单”^[6]。我国新颁布的《化妆品卫生规范》(2007年版)也将邻苯二甲酸二丁酯（DBP）等7种邻苯二甲酸酯类化合物列为禁用物质^[7]。

目前，化妆品中邻苯二甲酸酯类化合物的研究报道较多，采用的检测方法主要有高效液相色谱法^[8]、气相色谱法^[9]、气质联用法 ^[10-13]和高效液相色谱-串联质谱法^[14-16]等。采用气相色谱-串联质谱法（GC-MS/MS）测定化妆品中邻苯二甲酸酯类化合物的研究较少。GC-MS/MS与目前普遍使用的单级质谱相比,具有更强的抗基质干扰能力和定性定量准确性,近年来在国内的应用日益广泛。

本文建立了化妆品中15种邻苯二甲酸酯的气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）分析方法。样品采用超声波协助甲醇萃取，以苊、蒽、䓛、苝做内标，串联质谱的多反应监测(MRM)模式对15种目标化合物进行定性定量分析。方法降低了基质干扰，提高了灵敏度，可作为化妆品中邻苯二甲酸酯的分析方法。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂与材料

7000 型三重四极杆串联质谱仪（美国Agilent公司）；超声波清洗器（KQ3200DB，昆山市超声仪器有限公司）。

邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DiBP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸双（2-甲氧基乙基）酯（DMEP）、邻苯二甲酸双（4-甲基-2-戊基）酯（BMPP）、邻苯二甲酸双（2-乙氧基乙基）酯（DEEP）、邻苯二甲酸二戊酯（DPP）、邻苯二甲酸二己酯（DHP）、邻苯二甲酸丁基苄基酯（BBP）、邻苯二甲酸双（2-正丁氧基乙基）酯（DBEP）、邻苯二甲酸二环己酯（DCHP）、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）、邻苯二甲酸二正辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二壬酯（DINP）15种混合标准溶液购自北京百灵威科技有限公司，质量浓度均为1000 mg/L；内标溶液（2000 mg/L），包括苊-d₁₀、蒽-d₁₀、䓛-d₁₂、苝-d₁₂，购自北京百灵威科技有限公司；实验用甲醇为色谱纯；无水硫酸钠（优级纯）于400 ℃灼烧4 h，冷却后装瓶，于干燥器中保存。

1.2 样品前处理

称取化妆品0.2010 g（固体，膏体）置于50 mL锥形瓶中，加入50 μL质量浓度为100 mg/L的替代物,再准确加入甲醇10 mL，超声30 min，9700 r/min高速离心10 min，上清液用无水硫酸钠干燥后，经微孔滤膜(有机溶媒型，d 0.5 μm)过滤。取滤液1.0mL，加入25 μL质量浓度为20 mg/L的内标物，混匀，供测定用。

称取液态化妆品(香水或精华液等)0.2005 g，置于25 mL的比色管中，加入50 μL质量浓度为100 mg/L的替代物,再加甲醇到10 mL，超声30 min，上清液用无水硫酸钠干燥后，经微孔滤膜(有机溶媒型，d 0.5 μm)过滤。取滤液1.0 mL，加入25 μL质量浓度为20 mg/L的内标物，混匀，供测定用。

1.3 系列混合标准溶液配制

准确移取1000 mg/L邻苯二甲酸酯混合标准溶液1 mL，置于25 mL容量瓶中，加甲醇定容，得到邻苯二甲酸酯中间标准溶液（40 mg/L）；准确移取2000 mg/L内标物标准溶液1 mL，置于100 mL容量瓶中，加甲醇定容，得到内标物中间标准溶液（20 mg/L）。

分别移取0.00500、0.0125、0.0250、0.125、0.250、0.500、1.25 mL的邻苯二甲酸酯中间标准溶液，置于10 mL容量瓶中，再加入0.25 mL内标物中间标准溶液，加甲醇定容，得到邻苯二甲酸酯质量浓度为0.02、0.05、0.1、0.5、1、2、5 mg/L的系列混合标准溶液。

1.4 仪器操作条件

色谱条件：色谱柱（HP-5MS，30 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度：300 ℃；程序升温：80 ℃保持0.5 min，以30 ℃/min速率升至160 ℃，10 ℃/min升至320 ℃；不分流进样，进样量1.0 μL；载气：氦气，恒流模式，流速1.0 mL/min。

质谱条件：电子轰击离子源(EI)，电子能量：70 eV，温度：230 ℃；双四极杆温度：150 ℃；传输线温度：325 ℃；碰撞气：He流速 2.5 mL/min、N₂流速2.0 mL/min。采用多反应监测(MRM)模式进行数据采集，邻苯二甲酸酯和内标物的监测离子(m/z)及碰撞电压(CE)见表1。

表1  15种邻苯二甲酸酯和内标物的色谱保留时间、监测离子及碰撞电压

Table 1  Retention times(t_R), monitoring ions and collision energies（CE）of fifteen phthalic acid esters and IS

化合物	时间（min）	监测离子（m/z）		碰撞电压1（V）	碰撞电压2（V）
		定量离子对	定性离子对
邻苯二甲酸二甲酯(DMP)	5.420	163（77）	163（135）	20	10
苊-d10 (IS)	5.765	164（162）	164（160）	10	30
邻苯二甲酸二乙酯(DEP)	6.492	149（93）	177（149）	15	5
蒽-d10 (IS)	8.339	188（186）	188（160）	15	25
邻苯二甲酸二异丁酯(DiBP)	8.862	149（93）	149（121）	15	15
邻苯二甲酸二丁酯(DBP)	9.720	149（93）	149（121）	15	15
邻苯二甲酸双（2-甲氧基乙基）酯(DMEP)	10.089	149（93）	149（121）	15	15
邻苯二甲酸双（4-甲基-2-戊基）酯(BMPP)	10.769	149（93）	167（149）	15	5
邻苯二甲酸双（2-乙氧基乙基）酯(DEEP)	11.089	149（93）	193（149）	15	15
邻苯二甲酸二戊酯(DPP)	11.392	149（93）	149（121）	15	15
邻苯二甲酸二己酯(DHP)	12.302	149（93）	149（121）	15	15
邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)	13.142	149（93）	206（149）	15	5
邻苯二甲酸双（2-正丁氧基乙基）酯(DBEP)	14.051	149（93）	193（149）	15	15
䓛-d12 (IS)	14.293	240（238）	240（236）	15	30
邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)	14.495	149（93）	167（149）	15	5
邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯(DEHP)	14.584	149（93）	149（121）	20	15
邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)	15.996	149（93）	149（121）	10	15
邻苯二甲酸二壬酯(DINP)	17.345	149（93）	293（149）	15	5
苝-d12 (IS)	17.463	264（262）	264（260）	15	30

2 结果与讨论

2.1 本底干扰的控制

邻苯二甲酸酯是常用的工业原料，因此在塑料制品、实验室环境、实验用器具及溶剂中都普遍存在。为避免干扰，实验中杜绝使用塑料制品，全部使用玻璃制品。所有玻璃仪器使用前必须进行净化处理，用超纯水、丙酮和重蒸正己烷依次冲洗，在400 ℃灼烧4 h（容量瓶等计量玻璃器具除外）。实验用无水硫酸钠在400 ℃灼烧4 h。并且测定全程实验空白，进行比较和扣除。

2.2 内标物的选择和定量

试验中选择性质稳定的苊-d₁₀、蒽-d₁₀、䓛-d₁₂、苝-d₁₂四种物质作为内标物质。邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯以苊-d₁₀作为内标物进行定量；邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸双（2-甲氧基乙基）酯、邻苯二甲酸双（4-甲基-2-戊基）酯、邻苯二甲酸双（2-乙氧基乙基）酯、邻苯二甲酸二戊酯以蒽-d₁₀作为内标物进行定量；邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸双（2-正丁氧基乙基）酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯以䓛-d₁₂作为内标物进行定量；邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二壬酯以苝-d₁₂作为内标物进行定量。

2.3 线性关系及检出限

在选定的色谱和质谱分析条件下对1.3中的系列混合标准溶液进GC-MS/MS

分析,每个质量浓度水平重复进样3次。以目标物对内标物峰面积比值的平均值（y）对目标组分相应的质量浓度（x，mg/L）绘制标准曲线，实验数据表明，在0.02～5 mg/L浓度范围内，该方法的线性关系良好，相关系数为0.9979～0.9998。以3倍信噪比（S/N=3）确定检出限（LOD），以10倍信噪比（S/N=10）确定定量限（LOQ），结果表明，15中目标化合物的检出限为4.62～109 μg/kg，定量限为15.4～363 μg/kg（见表2）。

表 2  15种邻苯二甲酸值的线性范围、线性方程、相关系数(r²)、检出限（LOD）及定量限（LOQ）

Table 2  Linear ranges,regression equations,correlation coefficients(r²),limits of detection（LOD） and limits of quantification（LOQ）of 15 phthalic acid esters

化合物	线性范围 ( mg/L)	线性方程	r2	检出限 (μg/kg)	定量限 (μg/kg)
DMP	0.02～5	y=1.6761x+0.005	0.9998	8.11	27.8
DEP	0.02～5	y=1.5699x+0.0162	0.9994	8.62	28.7
DiBP	0.02～5	y=2.0806x+0.0252	0.9997	6.23	20.8
DBP	0.02～5	y=2.2652x+0.0469	0.9988	5.40	18.0
DMEP	0.02～5	y=0.1277x+0.0015	0.9983	109	363
BMPP	0.02～5	y=1.7509x-0.0323	0.9992	8.55	28.5
DEEP	0.02～5	y=0.1281x+0.002	0.9986	64.4	215
DPP	0.02～5	y=2.0004x+0.0144	0.9991	5.71	19.0
DHP	0.02～5	y=1.8888x-0.0068	0.9993	5.50	18.3
BBP	0.02～5	y=0.5846x-0.0012	0.9996	14.9	49.7
DBEP	0.02～5	y=0.2135x+0.001	0.9987	33.7	112
DCHP	0.02～5	y=1.7976x+0.0107	0.9994	7.21	24.0
DEHP	0.02～5	y=0.9815x+0.0493	0.9979	10.0	33.3
DOP	0.02～5	y=1.3780x-0.0205	0.9993	4.62	15.4
DINP	0.02～5	y=0.5799x+0.0441	0.9986	10.2	34.1

2.4 回收率和精密度

在0.2 g已知浓度的试样中分别添加40 mg/L的邻苯二甲酸酯混合标准溶液0.0025、0.05、0.5 mL，得到0.5、10、100 mg/kg三个添加水平的标准溶液，每个水平样品平行测定6次，按上述1.2中的实验步骤，测定试样的添加回收率。样品及加标样品的总离子流色谱图见图1，回收率试验结果见表3。图1表明，在给定的分析条件下，15种邻苯二甲酸酯和内标物能够实现完全分离，并能够完全排除样品基质的干扰。

由表3可知，15种目标化合物的加标回收率为77.2～108 %；相对标准偏差（RSD）均不大于9.8 %（n = 6）。

图 1 （a）实际样品和（b）样品加标在MRM模式下的总离子流色谱图

Fig.1  Total ion current chromatograms in (a) a real sample and (b) a real sample spiked with standards in the MRM mode

Peaks：1. DMP;  2. Acenaphthene-d₁₀ (IS);  3. DEP;  4. Anthracene-d₁₀ (IS);  5. DiBP;  6. DBP;

7. DMEP;  8. BMPP;  9. DEEP; 10. DPP;  11. DHP;  12. BBP;  13. DBEP;  14. Chrysene-d₁₂ (IS);

15. DCHP;  16. DEHP;  17. DOP;  18. DINP;  19. Perylene d₁₂ (IS).

表3 GC-MS/MS法测定15种邻苯二甲酸酯在化妆品中的添加回收率和相对标准偏差（RSD, n = 6）

Table 3  Recoveries and precisions（as RSD, n = 6） of 15 phthalic acid esters spiked in the cosmetic products by GC-MS/MS (n = 6)                      %

化合物	0.5 mg/kg		10 mg/kg		100 mg/kg
	回收率	RSD	回收率	RSD	回收率	RSD
DMP	85.7	7.6	96.7	6.3	98.0	4.0
DEP	77.2	8.4	83.4	6.9	88.6	7.6
DiBP	86.3	7.2	93.4	7.9	91.8	6.4
DBP	94.0	8.4	92.3	8.8	100	9.1
DMEP	103	9.8	94.0	9.6	98.7	8.4
BMPP	92.1	6.4	97.5	5.4	94.9	6.3
DEEP	103	5.7	98.5	4.2	108	5.7
DPP	85.3	8.6	86.5	5.9	91.3	6.2
DHP	78.8	8.9	94.2	8.6	98.2	7.9
BBP	93.2	8.0	95.3	7.2	98.2	5.4
DBEP	91.4	8.5	94.6	5.5	99.4	7.2
DCHP	102	6.4	101	5.2	98.6	7.1
DEHP	84.9	7.9	89.9	7.0	90.0	5.0
DOP	101	5.0	95.3	3.8	87.5	3.5
DINP	87.4	9.8	95.7	7.2	99.9	8.5

2.4 实际样品的测定

采用本文建立的方法，对12个实际样品中的15种邻苯二甲酸酯进行了分析测定。结果表明，12个样品中均有邻苯二甲酸酯检出，其中以DMP、DEP、DiBP、DBP和DCHP为主，含量为0.24～4718 mg/kg；DMEP、BMPP、DPP、DHP、BBP和DBEP在所有样品中均未检出。

3 结语

本文采用的串联质谱的多反应监测(MRM)模式，有效的降低了样品中复杂基质的干扰，提高了方法灵敏度，使分析结果更加准确、可靠。本文建立的方法快速、简便、实用性强，适用于批量样品中多种邻苯二甲酸酯的痕量分析。

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