洗衣液中抗氧化剂BHT含量的两种测定方法比较研究.pdf

李 智 马娇颖 张天翼威莱（广州）日用品有限公司，广东广州，210030摘 要：研究两种不同方法测定洗衣液中抗氧化剂BHT的含量，通过气相色谱-质谱法（GC-MS）和超高效液相色谱法（UPLC）测定洗衣液中抗氧化剂二丁基羟基甲苯（BHT）含量，对测定结果进行比较，寻找一种快速、简便、准确度高的测定洗衣液中抗氧化剂BHT的方法。结果表明：气相色谱-质谱法（GC-MS）和超高效液相色谱法（UPLC）均可作为洗衣液中抗氧化剂BHT含量的测定方法。两种方法在各自浓度范围内线性良好（气相色谱-质谱法0.0510.01 mg/L，超高效液相色谱法0.8050.05 mg/L），相关系数R均大于0.999，精密度分别为1.32%3.22%和0.76%1.81%；加标回收率分别为102.04%112.80%和98.67%103.48%，检出限分别为0.5 mg/kg和5 mg/kg。超高效液相色谱法（UPLC）检测快速，定量准，而气相色谱-质谱法（GC-MS）检出限更低，并可用于准确定性。关键词：洗衣液；二丁基羟基甲苯（BHT）；超高效液相色谱法（UPLC）；气相色谱-质谱法（GC-MS）中图分类号：TQ649.6 文献标识码：A 文章编号：1672-2701（2024）04-87-07洗衣液中抗氧化剂BHT含量的两种测定方法比较研究生活中我们使用洗衣液常会出现有色织物褪色1、黄变的现象，这与多次洗涤、暴晒、油性污渍老化等因素有关。BHT具有较好的抗氧化性能，_作者简介：李智，本科，工程师，研究方向为家居清洗及其检测技术。E-mail:。可在一定程度上延缓皮脂油污自氧化反应并抑制含羟基、共轭羰基基团等有色反应产物生成，从而有效抑制皮脂油污发生黄变，适用于纺织品洗护领域的产品开发2。当今国内洗衣液产品很少涉及抗氧化剂，随着人们对产品要求的不断提高，抗氧化剂将会87个人与家居清洁护理技术与市场逐渐受到关注。二丁基羟基甲苯（BHT）是一种常用的抗氧化剂，被广泛应用于食品及化妆品当中，而国外已有将抗氧化剂BHT应用于洗衣液中的情况。化妆品中抗氧化剂BHT的测定方法有气相色谱-质谱法3-5、高效液相色谱法6-9。食品中的抗氧化剂测定方法有气相色谱法10-12、高效液相色谱法13-14等，以上方法以高效液相色谱法应用最广。而洗衣液中抗氧化剂BHT的测定方法则鲜有报道。本研究中的超高效液相色谱法（UPLC）目标物出峰速度快，一个样品可在6 min内完成分析。对比常规的高效液相色谱法（HPLC）具有快速、可节省大量实验用试剂的优点。而气相色谱-质谱法（GC-MS）在定性上具有优势，常用于样品的定性分析，推测样品的物质组成，同时也可以进行定量分析。本研究测定洗衣液中抗氧化剂二丁基羟基甲苯（BHT）含量的方法，结合实验室现有条件，通过对比超高效液相色谱法（UPLC）和气相色谱-质谱法（GC-MS）两种不同原理的测定方法，分析两种方法的差异及优缺点，以期为洗衣液中BHT含量的测定提供技术参考和数据支撑。1 实验部分1.1 试剂材料BHT标准品（Dr.Ehrenstorfer，纯度99.5%）、甲醇（色谱纯，德国Merck公司）、无水硫酸钠（麦克林，AR，99%）、实验室用水为超纯水（自制）、市售洗衣液样品、实验室自制洗衣液样品。1.2 仪器设备超高效液相色谱仪：Waters ACQUITY UPLC（配PDA检测器）、色谱柱ACQUITY UPLC BEH C18柱（1.7 m，3.0 mm100 mm）；气相色谱-质谱联用仪：Agilent Technologies 7890B GC/5977B MSD、色谱柱HP-5MS（30 m0.25 mm0.25 m）；电子天平（METTLER TOLIDO，精度0.01 mg）；数控超声波清洗器（昆山超声仪器公司）；涡旋振荡器（IKA公司）；Beckman高速冷冻离心机；超纯水机（上海和泰仪器有限公司）。1.3 标准溶液的配制1.3.1 标准储备液：准确称取二丁基羟基甲苯BHT标准品50.30 mg于50 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，摇匀，配制成1 000.97 mg/L的标准储备液，备用。1.3.2 标准工作液：准确移取0.5 mL二丁基羟基甲苯BHT标准储备液于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，摇匀，配制得浓度为50.05 mg/L的BHT标准中间液。再用甲醇稀释配制浓度为0.05 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.01 mg/L的气相色谱-质谱联用（GC-MS）的标准工作溶液，同时配制浓度为0.80 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.01 mg/L、20.02 mg/L、50.05 mg/L的超高效液相色谱（UPLC）的标准工作溶液。1.4 样品处理准确称取约1 g（精确至0.001 g）市售洗衣液样品，置于25 mL容量瓶中，用无水甲醇溶解，涡旋振荡2 min，超声提取20 min后，在室温下准确定容至刻度线，混匀。以8 000 r/min离心3 min（用GC-MS测定的样品，还需加入适量无水硫酸钠，振摇后再离心），然后过0.22 m有机系滤膜，待上机测定用。中国洗涤用品工业工业与公共设施清洁882024年第4期（总277期）1.5 仪器条件1.5.1 气相色谱-质谱法（GC-MS）1.5.1.1 色谱条件升温程序：80保持1 min，然后以10/min升温至210保持4 min，再以15/min升温至280保持4 min；载气：氦气，纯度99.999%；流速0.9 mL/min；进样口温度：230；进样方式：不分流进样。1.5.1.2 质谱条件离子源温度：230；四级杆温度：150；GC-MS接口温度：280；溶剂延迟6 min；电子轰击源：70 eV；选择离子监测SIM：定量离子205（100）；定性离子145（13）、220（25）。1.5.2 超高效液相色谱法（UPLC）流动相：甲醇水900，等度洗脱；PDA检测器；检测波长：278 nm；柱温：30；流速：0.25 mL/min；进样体积：3 L。2 结果与讨论2.1 气相色谱-质谱法（GC-MS）和超高效液相色谱法（UPLC）的线性关系按照1.5的仪器条件，分别应用气相色谱-质谱法（GC-MS）和超高效液相色谱法（UPLC），用1.3.2配制的BHT标准系列工作液进行测定，以BHT标准工作液系列浓度为横坐标，相对应测得的目标色谱峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线，进行线性回归分析。结果表明BHT在气相色谱-质谱仪0.0510.01 mg/L、超高效液相色谱仪0.8050.05 mg/L范围内线性关系良好，线性方程分别为y89 838x5 235.1和y6 891.7x3 009.6，相关系数R2分别为0.999 6和0.999 7，均大于0.999。BHT标准溶液GC-MS总离子流图，见图1；BHT标准溶液UPLC色谱图，见图2。2.2 两种方法的检出限与定量限准确称取约1 g不含被测组分BHT的洗衣液样品，添加适量BHT标准工作溶液，经1.4样品处理后，按照1.5仪器色谱条件分别进行测定，记录信噪比。以色谱峰面积3倍仪器噪声时（信噪比S/N3）的添加量作为方法检出限，以色谱峰面积大于等于10倍仪器噪声时（信噪比S/N10）的添加量作为方法定量限，得到方法检出限和定量限。气相色谱-质谱法（GC-MS）的检出限为0.5 mg/kg，定量限为1.25 mg/kg。超高效液相色谱法（UPLC）的检出限为5 mg/kg，定量限为20 mg/kg。由此可864201 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2613.0BHTCounts vs.采集时间/min图1 BHT标准 溶液GC-MS总离子流图89个人与家居清洁护理技术与市场0.00300.00250.00200.00150.00100.00060.00000.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00AU时间/min图2 BHT标准溶液超高效液相色谱图见，气相色谱-质谱法（GC-MS）的检出限和定量限均比超高效液相色谱法的低。2.3 两种方法的回收率和精密度在不含被测组分BHT的洗衣液样品中，进行3个水平的加标回收实验，添加低、中、高3个浓度水平的二丁基羟基甲苯（BHT）标准工作溶液，按照1.4样品处理过程操作，1.5仪器条件测定，每个浓度水平进行6次平行试验，计算两种方法的加标回收率和精密度。测定结果见表1。结果表明，气相色谱-质谱法（GC-MS）和超高效液相色谱法（UPLC）从方法学上均能提供有效、准确的检测结果。GC-MS法的回收率为102.04%112.80%，RSD3.22%；UPLC法的回收率为98.67%103.48%，RSD1.81%。表1中加标后测得量按下式计算：X VC m式中，X为样品中BHT含量（mg/kg）；C为从标准曲线得到的BHT溶液浓度（mg/L）；V为样品溶液最终定容体积（mL）；m为称取的样品质量（g）。2.4 样品测定应用GC-MS法和UPLC法分别测定20个市售洗衣液样品及6个实验室自制洗衣液样品的BHT含量。按1.4样品处理条件进行操作后，按照1.5仪器色谱条件分别进行测定，每个样品进行2个平行样的测定。20个市售洗衣液样品中有3个进口洗衣液检出BHT组分，其余洗衣液（包括国产的及进口的）均未检出BHT组分。实验室自制洗衣液样品BHT的实际含量为已知值。阳性样品测定结果见表2。整体来说，气相色谱-质谱法（GC-MS）的测定结果较超高效液相色谱法（UPLC）的测定结果稍有偏高，两种方法的相对偏差为8.64%10.34%，而2.3两种方法的回收率结果：GC-MS法的回收率为102.04%112.80%，UPLC法的回收率为中国洗涤用品工业工业与公共设施清洁902024年第4期（总277期）表1 回收率和精密度测定结果（n6）测定方法 加标量/(mgkg-1)序号 加标后测得量/(mgkg-1)回收率/%精密度(RSD)/%GC-MSUPLC1.25100225204008001234561234561234561234561234561234561.361.281.321.351.341.41107.65104.11105.60108.65106.36107.32230.25236.04235.12234.21237.02229.5820.5120.6819.9220.0619.8619.82413.92405.48406.64412.36408.93403.31790.60789.33804.09801.65800.16797.52108.80102.40105.60108.00107.20112.80107.65104.11105.60108.65106.36107.32102.33104.91104.50104.09105.34102.04102.55103.4099.60100.3099.3099.10103.48101.37101.66103.09102.23100.8398.8298.67100.51100.21100.0299.693.221.521.321.811.000.7691个人与家居清洁护理技术与市场98.67%103.48%，GC-MS法的回收率整体均大于UPLC法的回收率，这也表明气相色谱-质谱法（GC-MS）的测定结果是稍高于超高效液相色谱法（UPLC）的。气相色谱-质谱法（GC-MS）测定结果比超高效液相色谱法（UPLC）稍高的原因可能是由于基表2 2种不同测定方法阳性样品的比对结果（n2）样品来源 序号 UPLC法测定结果/(mgkg-1)GC-MS法测定结果/(mgkg-1)实际含量/(mgkg-1)市售洗衣液自制洗衣液123123456108.8794.8075.68101.0499.6574.5976.02112.3294.08119.35103.5483.66110.26109.8382.5183.66122.46104.55100.40101.0275.1075.44110.8695.94质效应。待测洗衣液样品成分较复杂，基质和二丁基羟基甲苯（BHT）同时进入分析系统中，洗衣液样品中基质成分的存在减少了仪器系统活性点位与BHT作用的机会，使检测信号增强，检测结果比实际结果稍偏高一些。洗衣液基质效应总体较小，其对结果准确度的影响有限，可不考虑。3 结论本实验研究测定洗衣液中抗氧化剂二丁基羟基甲苯（BHT）含量的检测方法，并在市售洗衣液中发现抗氧化剂BHT，研究对比了气相色谱-质谱法（GC-MS）及超高效液相色谱法（UPLC），通过对线性关系、加标回收率、精密度、检出限和定量限等指标进行方法学验证，两种方法的线性关系良好，回收率、精密度等均符合相关要求，两种方法各有特色，均能满足定量检测要求。气相色谱-质谱法检出限和定量限更低，可用于准确定性，不过由于存在基质效应，测定结果较实际含量稍有偏高，但方法学验证数据（两种方法的回收率）表明其准确度仍在可接受范围内。当实验样品中BHT含量较低或需进行定性分析，推测物质组成时，建议选择气相色谱-质谱法（GC-MS）。而对于BHT含量较高的样品，因超高效液相色谱法（UPLC）重现性较好，检测快速，定量准，可选择此方法进行定量分析。综上，在实际测定时可针对不同检测样品及检测目的选择不同方法进行定性定量分析。参考文献1 张培培,王小淳,叶萃.高效护色洗衣液及其制备方法:CN 108130199 AP.2018-06-08.2 虞雅伦.皮脂污化纺织品老化黄变性能研究及抗黄变洗护用品开发D.杭州:浙江理工大学,2016:75.3 雷涛,周耀斌,黄向荣,等.气相色谱-质谱法测定化妆品中抗氧化剂J.理化检验:化学分册,2010,46(12):1391-1393.4 张伟亚,吴采樱,王成云,等.气相色谱-质谱选择离子法测定化妆品中抗氧化剂丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯J.色谱,2002(2):178-181.5 李英,刘丽,刘志红,等.气相色谱-质谱法同时测定化妆品中防腐剂中国洗涤用品工业工业与公共设施清洁922024年第4期（总277期）Comparison of Two Methods for the Determination of Antioxidant BHT in Laundry DetergentsLI Zhi,MA Jiaoying,ZHANG TianYiWL Centralin David(GZ)Ltd,Guangzhou 210030,Guangdong,ChinaAbstract:This paper utilized gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)and ultra-high performance liquid chromatography(UPLC)to analyze the content of the antioxidant butylated hydroxytoluene(BHT)in laundry detergents.and analyzed the results to search a quick,simple and accurate method for the determination of BHT in laundry detergents.The results indicated that both GC-MS and UPLC were suitable for determining the antioxidant BHT content in laundry detergents.The two methods had good linearity in their respective concentration ranges(0.0510.01 mg/L by gas chromatography-mass spectrometry and 0.80 50.05 mg/L by ultra-high performance liquid chromatography),with correlation coefficients(R)exceeding 0.999.The precision ranged from 1.32%to 3.22%for GC-MS and from 0.76%to 1.81%for UPLC.The recoveries were 102.04%112.80%and 98.67%103.48%.The detection limits were 0.5 mg/kg and 5 mg/kg.These data pointed that ultra-high performance liquid chromatography(UPLC)provided rapid detection and accurate quantification,while gas chromatography mass spectrometry(GC-MS)offered lower detection limits and could be utilized for precise qualification.Keywords:laundry detergents;BHT;UPLC;GC-MS和抗氧化剂J.分析试验室,2003(3):62-64.6 孟磊,谢黎霞,苏惠,等.高效液相色谱法测定化妆品中的8种抗氧化剂J.香料香精化妆品,2014,2(1):33-36.7 白桦,陈伟,刘娟.高效液相色谱梯度洗脱同时测定化妆品中防腐剂、抗氧化剂和杀菌剂J.分析试验室,2006(4):93-96.8 国家质量监督检验检疫总局.化妆品中丁基羟基茴香醚（BHA）和二丁基羟基甲苯（BHT）的测定高效液相色谱法:GB/T 22728S.北京:中国标准出版社,2009:8.9 陈会明,王超.反相高效液相色谱法测定化妆品中的抗氧化剂丁基羟基茴香醚和二丁基羟基甲苯J.分析化学,2004(2):271.10 TAKAHASHI D M.Gas Chromatographic Determination of Butylated Hydroxyanisole(BHA)and Butylated Hydroxytoluene(BHT)in Breakfast CerealsJ.Journal of Association of Official Analytical Chemists,1968(7):943-948.11 郭芳芳,庄件兵,李青,等.气相色谱法测定植物油中的抗氧化剂探究J.南方农机,2019,50(4):57.12 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