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顶空-气相色谱法测定指甲油中乙酸乙酯与乙酸丁

2019-09-19 10:13 

指甲油作为不可缺少的美妆化妆品之一,被人们广泛使用。普通溶剂型指甲油含有丙酮、乙酸乙酯 ( 香蕉水)、乙酸丁酯、邻苯二甲酸醋 、甲醛、苯等大量有机溶剂,这些有机溶剂不仅会散发刺激性气味,还会对身体造成或多或少的伤害。常见的有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和酒精。乙酸乙酯为易燃品,可对人的身体健康造成危害,高浓度吸入可引致进行性麻醉作用,出现急性肺水肿,肝、肾损害;持续大量吸入可致呼吸麻痹,有致敏作用。长期接触本品有时可致角膜混浊、继发性贫血、白细胞增多等。乙酸丁酯为易燃品,对眼及上呼吸道均有强烈的刺激作用,有麻醉作用,高浓度吸入会出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、气短等症状,严重者会出现心血管和神经系统的疾病,可引起结膜炎、角膜炎,角膜上皮有空泡形成。指甲油中的乙酸乙酯与乙酸丁酯的含量对指甲油生产企业工作人员、美甲工作人员及喜爱涂抹指甲油的人士存在一定的安全隐患,且中国海关将乙酸乙酯和乙酸丁酯列入监管物质,因此对指甲油中乙酸乙酯与乙酸丁酯的含量检测开展研究具有必要性。

目前已有学者采用气质联用技术对指甲油中的成分建立了检测方法,顶空 - 气质 / 气相联用技术已在不同领域的多个测试项目中得到应用,也建立了顶空 - 气相法测定指甲油中的苯类物质,为本文的方法建立提供了有力依据。本文结合被测物质的特点,建立了使用顶空 - 气相色谱法测定指甲油中乙酸乙酯与乙酸丁酯的检测方法,并确定此方法的有效性、准确性、稳定性。

1 试验部分

1.1 主要仪器与试剂
北京北分瑞利SP-1000气相色谱仪、北京中惠普分析技术研究所顶空进样设备、DB - 624 毛细管色谱柱(30 m × 0.25 mm ×1.4 μm,美国 Agilent 科技有限公司),感量为 0.0001 g 分析天平(瑞士 Metter Toledo 公司),N,N - 二甲基甲酰胺(上海斯信生物科技有限公司,GC 专用,纯度 99.9%),乙酸乙酯(上海斯信生物科技有限公司,色谱纯,纯度 99.9%),乙酸丁酯(上海展云化工有限公司,色谱纯,纯度≥ 99.0%),市售指甲油样品。

1.2 顶空进样器条件
平衡温度:90 ℃,定量管温度:100 ℃,传输线温度:110 ℃;平衡时间:30 min。

1.3 色谱条件
氢气流量:40 mL/min;空气流量:400 mL/min;尾吹 ( 氮气 ) 流量:28.5 mL/min;恒定柱流 + 尾吹:30 mL/min;进样口温度 250 ℃;检测器温度 240 ℃;程序升温:初始 30 ℃保持 1 min,以 10 K/min 的速率升至 45 ℃,保持 1 min,以 10 K/ min 的速率升至190 ℃。

1.4 工作曲线溶液配制
分别配制乙酸乙酯与乙酸丁酯标准溶液(以N,N - 二甲基甲酰胺为溶剂)。按照前述色谱条件进行分析,确定各物质的保留时间及判断两物质在按前述色谱条件下测定的分离度。试验配制质量分数分别为 10%、20%、30%、40%、50% 的乙酸乙酯和乙酸丁酯标准溶液,按前述条件进行平衡和试验。

1.5 分析测定
称取 0.2 g(精确至 0.0001 g)指甲油试样于顶空瓶中,移取 2 mL N,N - 二甲基甲酰胺溶解并摇匀,在前述条件下进行平衡,取气液平衡后的上层气体,注入气相色谱仪,按照色谱条件进行分析。

2 结果与讨论

2.1 溶剂选择
依据“相似相容”原理及仪器分析的精密度与准确度选择溶剂,结合溶剂分子质量对被测物质的干扰,且相对高沸点的溶剂体积占比相对较小,因此选择 N,N - 二甲基甲酰胺为稀释溶剂。

2.2 顶空条件的选择

2.2.1 平衡温度的选择
随着平衡温度的升高,进入气相的有机物增加,使分析的灵敏度和准确度提高。但是平衡温度过高会导致大量溶剂进入,降低被测物的浓度,并容易造成顶空瓶气压过大,存在顶空瓶破裂风险。取浓度为 30% 的混合标准溶液 2 mL于10 mL 顶空瓶中,固定平衡时间为 30 min,分别选取 60、70、80、90和 95 ℃为平衡温度,检测被测物响应值。结果表
明,随着平衡温度的升高,被测物响应值先不断增大再趋于稳定,90 ℃开始,被测物响应值基本保持不变,故选择平衡温度为 90 ℃,结果见图 1。

 
2.2.2 平衡时间的选择

取质量分数为 30% 的混合标准溶液 2 mL 于10 mL 顶空瓶中,固定平衡温度为 90 ℃,分别选取平衡时间为 15、20、25、30 和 35 min。结果表明随着平衡时间的增加,被测物的响应值先增加后趋于稳定,当平衡时间达到 30 min 后响应值不再发生变化,因此平衡时间选择为 30 min。

2.3 色谱柱的选择

根据被测物质的极性情况选择 DB - 624 毛细管色谱柱,被测物的分离效果良好,分离度大于 5,被测物的色谱图。

2.4 标准工作曲线

按前述方法配制标准溶液,平衡后进行试验,其标准曲线的线性回归方程、相关系数见表 1,被测化合物的色谱图。
2.5 实际样品测试情况

对市场上销售的普通溶剂型指甲油(75 份样品)和水基型指甲油(10 份样品)进行乙酸乙酯与乙酸丁酯的含量检测。测试结果表明:普通溶剂型指甲油中乙酸乙酯与乙酸丁酯的含量各不相同,其中乙酸乙酯含量(质量分数)在 10% 以下的指甲油有 14 份,10% ~ 20% 的指甲油有 23 份,20% ~30% 的指甲油有 38 份;乙酸丁酯的含量(质量分数)在 10% ~ 20% 的指甲油有 11 份,20% ~ 30%的指甲油有 22 份,30% ~ 40% 的指甲油有 22 份,40% ~ 50% 的指甲油有 20 份。水基型指甲油样品中均未测出乙酸乙酯与乙酸丁酯。

3 结论

由本研究结果可得,采用顶空 - 气相色谱法测定指甲油中的乙酸乙酯与乙酸丁酯,不仅可行而且成本低,方法简单实用,线性良好,结果准确可靠,回收率符合测试要求,为指甲油中乙酸乙酯与乙酸丁酯的检测提供了一种简单有效的方法。