摘要：建立了高效液相色谱（HPLC）测定纺织品中丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺含量的方法。色谱条件：流动相为乙腈—水（1∶99，V/V），检测波长为202 nm，流速为0.5 mL/min。用水提取纺织样品中的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺，提取液经C18柱分离，外标法定量。结果表明：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺在0.05～1.00 μg/mL范围内均线性良好，相关系数均大于0.999，方法检出低限分别为0.8、0.5、1.5 mg/kg，加标回收率在85.81%～107.37%之间，相对标准偏差在0.13%～4.34%之间。
关键词：高效液相色谱;测定;纺织品;丙烯酰胺;甲基丙烯酰胺;N—羟甲基丙烯酰胺
中图分类号：TS101.9;O657.7
文献标志码：A
文章编号：1009-265X（2019）01-0080-07
丙烯酰胺或其聚合物在纺织品的生产加工过程中用作上浆剂、抗静电剂、粘合剂、稳定剂等;甲基丙烯酰胺或其聚合物可用于纤维的匀染剂、吸湿剂、胶黏剂和抗静电剂等;N—羟甲基丙烯酰胺常作为交联剂，用于纤维改性、染料及纺织染整助剂的加工等[1]。因此，纺织品中可能残留有丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺。Bluesign认证[2]已把丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺纳入限用物质清单，一般不得超过0.1%（w/w）。
丙烯酰胺具有明显的神经毒性、生殖毒性和潜在致癌性，可经消化道、呼吸道、皮肤黏膜等多种途径侵入人体，危害健康[3—4]，被国际癌症研究机构（IARC）列为对人类可疑致癌物，属严格管制的高风险物质[5]。甲基丙烯酰胺与N—羟甲基丙烯酰胺均对眼睛、皮肤、上呼吸道及粘膜有刺激作用。欧盟Directive 76/768/EEC指令要求化妆品禁用丙烯酰胺[6]。丙烯酰胺超过0.1%（w/w）的商品不得在欧洲市场销售，世界卫生组织规定水中丙烯酰胺不得超过0.5 μg/L[7—8]。丙烯酰胺的检测主要采用气相色谱法、高效液相色谱法、气质联用法和离子排斥色谱法等分析技术[9—14]。国家标准GB/T 30166—2013《纺织品丙烯酰胺的测定》规定了高效液相色谱法和离子排斥色谱法测定纺织品中丙烯酰胺的含量[15]。但未见纺织品中甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺含量测定方法的研究报道。本文采用高效液相色谱法建立测定纺织品中丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺含量的方法，对促进纺织品进出口贸易、保护环境、保障健康都有积极意义，并为检测方法标准的制修订提供基础数据。
1实验
1.1仪器和试剂
1100高效液相色谱仪，配备二极管阵列检测器（DAD，美国Agilent公司），色谱柱：SB—C18（150 mm×4.6 mm，5 μm）和TC—C18（150 mm×4.6 mm，5 μm），KQ—250DB数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），THZ—8型水浴恒温振荡器（江苏太仓市实验设备厂），AG135电子天平（美国Mettler Toledo公司）。
丙烯酰胺（纯度99%，上海洪昌化学试剂厂），甲基丙烯酰胺、N—羟甲基丙烯酰胺（纯度均为98%，上海麦克林生化科技有限公司），甲醇、乙腈（均为色谱纯，美国Tedia公司）;水为二级水。
标准溶液的配制：分别准确称取0.1 g（精确至0.000 1 g）的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺标准样品于100 mL棕色容量瓶中，用甲醇溶解并定容，制成1.0 mg/mL标准储备溶液。分别准确移取1.0 mL各标准储备溶液于100 mL容量瓶中，用水稀释定容，配制成浓度为10 mg/L的标准中间溶液。
1.2样品准备
1.2.1阳性样品制备
选取标准棉贴衬织物样品，剪碎（约5 mm×5 mm），称取1.0 g（精确至0.001 g），取适量丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺标准溶液滴入到织物中后，室温自然凉干。
1.2.2提取工艺
样品置于100 mL锥形瓶中，加入提取剂提取，提取液经0.45 μm滤膜过滤，待测。
1.3色谱条件
流动相为甲醇—水或乙腈—水;流速为0.5 mL/min;柱温为30 ℃;进样量为20 μL。
2结果与讨论
2.1色谱条件的选择优化
2.1.1波长的确定
采用二极管阵列检测器对丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺的标准溶液在190～360 nm范围内进行光谱扫描，结果见图1。丙烯酰胺的最大吸收波长在198 nm处，甲基丙烯酰胺为202 nm，N—羟甲基丙烯酰胺为200 nm。本文方法选定检测波长为202 nm，对丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺的响应值影响不大（与各自最强吸收波长比较，灵敏度仅下降8.58%和1.04%），又可尽量减少基质对测定的干扰。
可见，无论用何种流动相，三组分的保留順序不变，即tR1<tR2<tR3，其中，丙烯酰胺与N—羟甲基丙烯酰胺较难分离。其次，与甲醇—水为流动相比较，采用乙腈—水为流动相时三组分保留较弱，洗出较快，分离较差。通过调整流动相比例，即增加乙腈—水流动相中水比例可提高组分间的分离度，当超过99%时分离度可达2.98，分离完全。
表2是色谱峰面积响应值和计算得到的理论塔板数。可见，采用乙腈—水为流动相时，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺三组分的峰面积和理论塔板数均比甲醇—水流动相大，说明使用乙腈—水为流动相时，色谱峰更优，灵敏度会更高。这是由于乙腈的截止波长为190 nm，在202 nm波长下对三组分的定量测定没有干扰。此外，乙腈—水流动相中水比例的提高既有利于组分分离，又更环保经济。
2.1.3色谱柱的比较
根据丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺的分离度R12来评价选择色谱柱。以乙腈—水（1∶99）为流动相，使用TC—C18和SB—C18色谱柱对丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺进行分离，获得的色谱图分别见图2（b）和图3。根据保留时间和峰宽计算得到分离度分别为：R12（TC）=2.98，R12（SB）=1.46，即色谱柱TC—C18分离性能较好。同时计算得到使用SB—C18时的三组分理论塔板数n分别为：8 555、8 258和10 147，柱效明显比TC—C18柱差（表2）。此外，使用SB—C18柱分析时间较长，需要18 min;而使用TC—C18柱分析只需要13 min，分析效率较高。
1—丙烯酰胺;2—N—羟甲基丙烯酰胺;3—甲基丙烯酰胺图3色谱柱SB—C18分离色谱图
2.2样品的前处理
2.2.1提取方式
固体样品中残留物的提取方式一般有：超声萃取、加速溶剂萃取、索氏萃取、振荡萃取等方法。其中，索氏萃取常使用有机溶剂且耗时长;加速溶剂萃取设备昂贵，普及性不高，不适于提取水溶性且不耐高温的目标物;超声萃取和振荡萃取是两种常用的提取方法，操作简单，成本较低。由图4可知使用超声萃取的提取率在87.4%～102.9%，而使用振荡萃取的提取率为94.4%～104.9%。两种方式的提取效果都较好。但由于在超声萃取过程中溶液温度易上升而难控制，因此本文采用了振荡萃取方式。
2.2.2提取剂的选择
目前，空气、食品和材料中的丙烯酰胺检测大多使用水为提取剂，也有使用甲酸、甲醇、乙醇等的水溶液作为提取剂[16—17]。丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺极性较强，都易溶于水、乙醇等极性溶剂，为此，实验设计选擇了水、50%乙醇、100%乙醇为提取剂对纺织品中丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺进行提取试验比较，结果见图5。
可见，使用上述3种提取剂的检测结果色谱图存在较大差异。用水为提取剂，检测结果与实际含量水平相一致。但使用50%乙醇、100%乙醇为提取剂，检测结果明显偏高，可能是因乙醇还能提取出纺织品中其他残留物，从而造成干扰，从图5分析，若乙醇含量越高，则干扰越严重。
2.3方法学评价
2.3.1线性关系和检出低限
取丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺标准中间溶液，用水配制成0.05、0.10、0.25、0.50、0.75、1.00 μg/mL系列工作溶液，采用上述方法确定的色谱条件进行分析测定，以质量浓度C为横坐标、峰面积A为纵坐标绘制标准工作曲线（图6），并线性回归得到丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺标准工作曲线方程分别为：A1=407.78C1-0.19，A2=327.50C2-2.46，A3=304.87C3-0.98;相关系数分别为：0.999 7、0.999 8、0.999 8，线性关系良好。若以10倍信噪比确定方法检出限，可计算得到丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺的检出低限分别为0.8、0.5、1.5 mg/kg（纺织品）。
2.3.2加标试验
用棉贴衬织物样品以低、中、高3种加标水平（2.5、10、40 mg/kg）进行加标试验，采用以上建立的方法测定，实验结果表明：加标回收率在85.81%～107.37%之间，相对标准偏差RSD在0.13%～4.34%之间，方法的回收率和精密度都较好（表3）。
3结语
本文以水为提取剂采用振荡法提取纺织品中的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺，优化了样品的前处理条件，建立以乙腈—水（1∶99，V/V）为流动相的高效液相色谱测定纺织品中丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺的方法。三组分色谱分离完全，在0.05～1.00 μg/mL浓度范围内线性关系良好，相关系数均大于0.999，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N—羟甲基丙烯酰胺的检出低限分别为0.8、0.5、1.5 mg/kg（纺织品），加标回收率在85.81%～107.37%之间，相对标准偏差RSD在0.13%～4.34%之间，方法简单、准确、更环保、更经济。
参考文献：
[1] 《化学化工大辞典》编委会.化学化工大辞典[M].北京：化学工业出版社，2003：1833.
[2] Bluesign system. Bluesign criteria textile products[EB/OL].（2017-01-17）[2017-12-01].http：///.
[3] 郑宗平，秦川，兰山，等.食品体系中丙烯酰胺的研究进展：抑制剂及其抑制机理[J].食品科学，2014，35（1）：282-288.
[4] PNKOV K. IARC Monographs on the evaluation of the carcinogen risk of chemical to humans[J].Biologia Plantarum，1986，28（5）：354-354.
[5] 张文娜，李亚滨.浅谈生态纺织品的标准与检测[J].上海毛麻科技，2008，23（2）：39-42.
[6] 赵同刚.化妆品卫生规范[M].北京：军事医学科学出版社，2007：59-61.
[7] 章杰.纺织助剂领域中新高度关注物质的替代研究和发展[J].印染助剂，2011，28（7）：1-3.
[8] WHO. Acrylamide in drinking—water backgroud document for development of WHO guidelines for drinking—water quality[EB/OL].（2011—03—04）[2017—12—01].http：//www.who.int/water_sanitation health/ publications/acrylamide/en/.
[9] 全国职业卫生标准委员会.GBZ/T 160.62—2004工作场所空气中酰胺类化合物的测定[S].北京：中国标准出版社，2004.
[10] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB/T 5009.204—2014食品中丙烯酰胺含量的测定方法气相色谱—质谱（GC—MS）法[S].北京：中国标准出版社，2014.
[11] 河北省质量技术监督局.DB13/T 1081.10—2009食品用包装材料及制品塑料丙烯酰胺特定迁移量的测定[S].石家庄：河北人民出版社，2009.
[12] 姜建彪，常青，罗毅，等.气相色谱法测定水中丙烯酰胺的方法研究[J].河北工业科技，2017，34（1）：71-74.
[13] US EPA. Method 8032A. Acrylamide by gas chromatography[S].US： American National Standards Institute，1996.
[14] 汪磊，李艳，姜瑞妹，等.离子排斥色谱法测定纺织品中丙烯酰胺[J].现代纺织技术，2013，21（2）：51-54，56.
[15] 中国纺织工业联合会.GB/T 30166—2013纺织品丙烯酰胺的测定[S].北京：中国标准出版社，2013.
[16] PALEOLOGOS E K， KONTOMINAS M G. Determination of acrylamide and methacrylamide by normal phase high performance liquid chromatography and UV detection[J].Journal of Chromatography A，2005，1077（2）：128-135.
[17] 石声鑫.食品中丙烯酰胺的测定及其含量控制方法[J].现代食品，2016，22（24）：121-125.