分散染料是在水溶液中呈分散狀態(tài)的染料總稱，主要用于聚酯、聚酰胺和醋酯等化學(xué)纖維及其混紡制品的染色。分散染料對人體皮膚的致敏性一直備受關(guān)注，20世紀7O年代報道的“錦綸絲襪過敏”事件就緣于錦綸纖維上的分散染料造成接觸性皮炎川。據(jù)報道，三分之二的紡織品致敏事件由分散染料造成。目前有20種常用于紡織品染色的分散染料被確認為致敏染料，生態(tài)紡織品標簽OekorexStandard100和歐盟Eco—label（EU2002/371/EC）都要求紡織品中不得檢出這20種染料。由于分散黃23和分散橙149易分解生成具有致癌致敏性的對氨基偶氮苯，Oeko—texStandard100從2006年起要求紡織品中也不得檢出這2種染料。分散染料常用的檢測方法有薄層色譜法（TLC）、高效液相色譜法（HPLC—DAD）、液相色譜一質(zhì)譜法（LC—MS）和液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜法（LC—MS/MS）。2005年9月，德國標準化協(xié)會頒布了標準檢測方法DIN54231，規(guī)定用超聲波輔助甲醇方法提取和液相色譜一二級管陳列檢測器一質(zhì)譜（LC.DAD—MS）方法檢測紡織品中的9種分散染料。

　　分散染料為分子質(zhì)量相對較小的脂溶性染料，性質(zhì)相近，而且染料中常含有合成中間體、同分異構(gòu)體和分散劑等雜質(zhì)；故這22種分散染料的檢測要求檢測儀器的色譜分離性能較高，檢測人員的定性鑒別能力較強。本文用1.8txm的細粒徑填料色譜柱，在超高壓條件下快速、高效分離22種有害分散染料，根據(jù)染料的光譜吸收特征和串聯(lián)質(zhì)譜的結(jié)構(gòu)信息進行準確測定，同時，用氯苯蒸汽回流萃取紡織品中分散染料。

　　1.實驗部分

　　1.1儀器與試劑

　　Accela高效液相色譜儀一Accela二極管光譜檢測器一Access串聯(lián)四級桿質(zhì)譜LC—PDA.MS/MS（美國ThermoFisher公司），配有2IxLPDA流通池、電噴霧化學(xué)電離源（ESI），Accela高壓泵的最大承受壓力為8×10Pa；提取裝置（自制，參見文獻旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（德國BUCHI公司）；0.20m聚四氟乙烯薄膜過濾頭（津騰公司）。

　　22種分散染料（見表1）有證標準物質(zhì)均購自德國Dr.Ehrenstorfer公司；甲醇、乙腈（色譜純，德國Merck公司）；乙酸銨（色譜純，美國Sigma公司）水（由MilliQ系統(tǒng)純水制備）。

　　1.2標準工作液制備

　　準確稱取各種染料的標準物質(zhì)（精確至0.01ms），用甲醇為溶劑準確配制得1.0g/L貯備液，于一18℃避光保存。以甲醇為溶劑，對貯備液進行梯級稀釋，配制22種染料的混合標準工作溶液，每種染料的質(zhì)量濃度為1mg/L（于4℃保存4周）。

　　1.3樣品前處理

　　取代表性樣品，剪成3cm×1cm的細條狀，混勻。稱取1.0g，精確至0.01g，用無色紗線扎緊系于提取裝置的金屬鉤上，垂直置于20mL沸騰的氯苯上方30min。用平板電爐加熱，樣品被氯苯的蒸汽包圍萃取染料，經(jīng)過冷凝管冷卻，氯苯形成回流。提取液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀去除試劑，殘留物用10mL甲醇定容，用0.20lxm聚四氟乙烯薄膜過濾至樣品瓶中，用LC.PDA—MS/MS分析。

　　1.4色譜條件

　　色譜柱：ZorbaxEclipseC18反相色譜柱（100mm×2.1mm，1.8m，最大承受壓力為6×10Pa），帶有1.8m保護柱（均為美國Agilent公司），柱溫為40℃；流動相：甲醇和乙腈的混合溶劑

　　（體積比為40：60）（A）和10mmol/L乙酸銨溶液（B）。梯度洗脫：初始7min內(nèi)A從10%線性增至55%，8～9min內(nèi)再增至95%并保持2.5min，A在12min變?yōu)?%，并保持至15min；流速為300~L/min，進樣量為5L。

　　l.5光譜條件

　　掃描速率為40Hz，采集波長為200～700nm，檢測波長為420、570、640nlTl。樣品經(jīng)色譜柱分離后流入PDA光譜檢測器，再直接導(dǎo)人帶有電噴霧離子源（ESI）接口的質(zhì)譜儀。

　　1.6質(zhì)譜條件

　　噴霧電壓：4.5kV（ESI+），3.5kV（ESI一）；鞘氣：N（純度為99.99%），16L/min；輔助氣：N（純度為99.99%），4L/min；碰撞氣：Ar（純度為99.999%），23.79Pa；毛細管溫度為350℃。掃描模式：選擇反應(yīng)監(jiān)控（SRM），掃描離子對（母離子/子離子）及碰撞電壓（見表2）；離子對掃描時間為20ms，離子對切換時間為5ms，離子掃描寬度為0.01。中。本文對常規(guī)的索氏提取法進行改進，設(shè)計一種全新的氯苯回流提取方法：將樣品直接懸置于提取溶劑上方，利用高溫的氯苯蒸汽循環(huán)提取織物上的染料。而在索氏提取中，常用濾紙或纖維套管裝載樣品，本文的方法可有效避免染料對濾紙或纖維套管的沾色。在氯苯蒸汽回流提取實驗中，染色樣品化學(xué)纖維上的顏色都逐漸變淺直至無色，表明纖維上的染料被完全剝離提取下來

　　。

　　將5塊陽性樣品（其中2塊樣品都含有分散黃23）分別用氯苯蒸汽回流法和DIN54231的超聲法處理，提取液用LC-PDA定量分析，并對l0次平行測試結(jié)果進行統(tǒng)計分析，結(jié)果見圖1。圖中顯示，經(jīng)氯苯蒸汽回流提取后，樣品中分散染料的檢測值為超聲提取結(jié)果的2.3～11倍，表明本文方法提取效率更高。此外，本文方法的平行測試結(jié)果的相對標準偏差值（RSD）都小于10%，而超聲法的RSD值較高，達17.8%～28.4%。這可能是由于在超聲容器中超聲能量分布不均勻所致，因此，相比較DIN54231規(guī)定的超聲波輔助甲醇提取方法，本文研究的氯苯蒸汽回流提取方法更穩(wěn)定，提取效率更高。

　　2.2色譜分離條件的選擇

　　使用1.8m固定相的液相色譜柱，在超高壓條件下可提供較高的分離效率，有效提高色譜分離度。圖2示出了質(zhì)量濃度為0.5mg/L的22種分散染料混合標準溶液的LC—PDA色譜圖�？煽闯�，除分散藍7（1號峰）和分散紅11（2號峰），其余的20種化合物都實現(xiàn)了基線分離。然而對于這2個共流出化合物，分散紅11可在420nm下檢測，分散藍7在640nln下具有較高的檢測靈敏度，而且這2種化合物在這2個波長下互不干擾，這樣就可通過不同檢測波長來實現(xiàn)這2種化合物的分離。

　　除提供較高的分離度，1.8I.zm色譜柱也提供了較快的分離速度，對22種染料的每次進樣分析時間為15min（包括色譜柱平衡時間），而DIN5423I標準中所用的傳統(tǒng)5txm色譜柱需用40min分離9種染料，分析時間縮短了近三分之二，大大提高了分析效率。此外，在快速分離過程中，每個分析物的峰形和色譜保留時間都未發(fā)生顯著變化，顯現(xiàn)了較穩(wěn)定的分離性能。

　　2.3光譜檢測

　　分析物包括8種藍色、6種黃色、4種橙色、3種紅色和1種棕色的染料。PDA檢測器對每種化合物都掃描，采集得到在200～700nm范圍內(nèi)的紫外一可見光吸收光譜圖（圖略）。樣品分析的色譜保留時問及其對應(yīng)的光譜圖，都有助于分散染料的定性分析。表2列出了每種染料在紫外光區(qū)和可見光區(qū)的特征吸收波長。為獲得較好的檢測靈敏度和選擇性，最好在分析物的特征吸收波長處檢測。由于PDA檢測器最多提供3個檢測波長通道，為避免紫外區(qū)域的吸收干擾，并作為妥協(xié)，選用420、570、640nm等3個可見光波長來同時檢測22種染料：在420nm下檢測分散黃9、1、3、39、49、23，分散橙3、37/76、1、149以及分散紅11和分散棕1等l2種染料；在570nm下檢測分散紅17、1，分散藍102、35、124、26等6種染料；在640nm下檢測分散藍7、3、106、1等4種染料。

　　2.4質(zhì)譜鑒定

　　作為非離子型化合物，分散染料在較高的ESI噴霧電壓下發(fā)生電離。經(jīng)電離后，加上和減去1個質(zhì)子分別形成準分子離子[M+H]和[M—H]-。表2列出了22種分散染料在ESI+和ESI一模式下電離生成的特征離子，除分散黃1、9這2種染料在正離子模式下沒有響應(yīng)信號而需要在ESI一模式下檢測之外，其余的20種染料都在正離子模式下有較高的相應(yīng)信號，用ESI+模式檢測。選定一級質(zhì)譜中的準分子離子作為分析物的母離子，接著進行二級質(zhì)譜的碰撞裂解，得到22種分散染料的二級質(zhì)譜圖（圖略）。根據(jù)歐盟EU657/EC對串聯(lián)四級桿質(zhì)譜分析要求，每個化合物選取2個離子對作為定性分析依據(jù)。

　　2.5分散藍35和分散藍26的鑒別

　　標準DIN54231中有2個化合物都為分散藍35，分為分散藍35（a）和分散藍35（b）。如何鑒別和確認這2個分散藍35是本文的重點研究內(nèi)容之一。把分散藍35的標準溶液不經(jīng)過色譜分離而直接注入質(zhì)譜中分析發(fā)現(xiàn)，其一級電離質(zhì)譜中含有2個特征離子，質(zhì)荷比（m/z）分別為285和299，表明分散藍35的標準物質(zhì)中可能含有其他雜質(zhì)，且雜質(zhì)含量較高。這2個特征離子的質(zhì)量數(shù)相差14，表明這2個物質(zhì)的分子質(zhì)量也可能相差14，可能是相差一個一CH，一的同系物。質(zhì)荷比為299的離子可能是分子質(zhì)量為298的化合物[M+H]的準分子離子，而分散藍26的分子質(zhì)量恰為298。將這個離子作為母離子，在二級質(zhì)譜中碰撞裂解，所獲得的質(zhì)譜圖與分散藍26的二級質(zhì)譜圖完全吻合（見圖3）。此外，將分散藍35、26的標準溶液分別用LC—PDA分析，與DIN54231描述相同的是：分散藍35的色譜圖中出現(xiàn)2個特征峰，雖然2個峰的光譜圖相近，但是后1個色譜峰（分散藍35（b））的保留時間與分散藍26的保留時間一致，因此，可判斷DIN54231中的分散藍35（a）就是分散藍35本身，分散藍35（b）應(yīng)為分散藍26。分散藍35和26為分子結(jié)構(gòu)僅差1個亞甲基的同系物（見表1），因此，在分散藍35的制備過程中容易產(chǎn)生副產(chǎn)物分散藍26，而這2種物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相近，很難提純分離，導(dǎo)致分散藍35的標準物質(zhì)中含有分散藍26。

　　2.6檢測限和線性

　　根據(jù)3倍信噪比（S/N=3）和10倍信噪比（S/N=10）分別計算檢測限（LOD）和定量限（LOQ）。由于MS主要用于染料的定性分析，PDA主要用于染料的定量分析，本文僅計算了基于LC.MS/MS的LOD值和基于LC—PDA的LOQ值。數(shù)據(jù)表明，ESI.MS/MS的檢測靈敏度要高于PDA。22種分散染料的LOQ值都較低，在0.04Ixg/mL（0.8mg/kg）～0.25txg/mL（5mg/kg）之間，都低于DIN54231中2.41txg/mL的測定低限，并低于Oeko—texStandard100規(guī)定的50mg/kg限定量。1.8m的小粒徑色譜柱分離度較高，每個化合物的峰底寬不超過0.2min（見圖2），與傳統(tǒng)的5m色譜柱相比較，靈敏度至少提高了4倍。

　　對各種分散染料的基質(zhì)匹配標準溶液和純標準溶液所繪制的標準曲線進行比較發(fā)現(xiàn)，二者幾乎完全重合，表明研究中由于纖維基質(zhì)帶來的干擾可忽略不計。表2中，所有分析物的標準曲線都表現(xiàn)出較好的線性（n：6，r>0.999）。

　　2.7回收率和精密度

　　圖1中，5塊陽性紡織品的10次平行實驗結(jié)果RSD值都小于10%；向陰性滌綸織品中分別添加5、10、50mg/kg的22種分散染料進行加標回收實驗，10次平行實驗結(jié)果的RSD值都不大于8.4%，回收率都在86.4%～98.7%之間，且加標樣品中殘留物的SRM特征子離子豐度比與標準物基本一致，滿足質(zhì)譜方法的確證要求。

    2.8樣品分析

　　將研究建立的方法應(yīng)用于實驗室的日常分析，根據(jù)化合物的色譜保留時間、光譜特征吸收波長（見表1）和SRM子離子豐度比值進行鑒別。在連續(xù)2個月的進樣分析期間，用這種方法對510個樣品進行分析測試，F(xiàn)t常維護是每天用甲醇沖洗儀器系統(tǒng)1次以及僅有的1次更換保護柱，這表明了該方法具有較好的穩(wěn)定性和系統(tǒng)較強的抗干擾能力。

　　在分析測試的51O個樣品中，有41個樣品檢測出致敏的分散染料，檢出的有害分散染料頻率是：分散黃23（15個樣品）、分散橙37/76（10個樣品）、分散藍106（5個樣品）、分散黃3（2個樣品）、分散紅1和分散橙1（都為1個樣品）。對照標準曲線，對LCPDA中的色譜峰面積進行插值計算，外標法計算出陽性樣品中檢出染料的含量在38.2～2015mg/kg之間。檢出的有害分散染料不僅存在于面料中，還存在于襯里布、褲料、帽子以及一些輔料中，如縫紉線和拉鏈邊布。

　　3結(jié)論

　　用1.8m細粒徑液相色譜柱分析法可有效提高目標物與雜質(zhì)的分離效能，降低雜質(zhì)的干擾。此外，依據(jù)染料的特征吸收光譜和串聯(lián)質(zhì)譜可提供的分子結(jié)構(gòu)信息，可準確地測定紡織品中的22種有害分散染料。加標回收實驗和陽性樣品重復(fù)實驗的結(jié)果表明，該方法回收率高，精密度好，技術(shù)指標符合分析方法要求。與德國標準DIN54231用超聲波輔助甲醇提取和5m色譜柱分離測定紡織品中9種分散染料的方法相比較，氯苯蒸汽回流提取方法更穩(wěn)定，提取效率更高，1.8m色譜柱的分離效率更高，分析時間更短，且檢測靈敏度更高，滿足生態(tài)紡織品的檢測要求。

　　來源 丁友超，曹錫忠，蔡建和，周佳，錢凱