用 7890A气相色谱分析化妆品中的可疑香精香料致敏源成分

引言：按照欧盟指令 2003/15/EC[1], 有 27 种香精成分，如果其浓度高于 100 ppm（mg/kg）（对于洗涤产品，例如洗浴用凝胶或香皂），或高于 10 ppm（对于涂抹、喷洒物质例如香水或膏霜），则它们的含量必须标示用 7890A 气相色谱和毛细管色谱柱反吹分析化妆品中的可疑香精香料致敏源成分应用报告在化妆品标签上。因此定性定量检测各种化妆品中的此类目标化学成分成为了一种必然趋势。根据不同的样品基质和待测物浓度需要采用不同的样品前处理方法[2]。对于检测化妆品中的香精香料致敏源成分，一个主要的难题就是挥发性弱或不挥发的成分，例如洗涤剂（非离子化的和离子化的），蜡质，脂质等等。如果样品不经过选择性的样品前处理进入分析仪器则会严重污染分析仪器。选择性样品萃取或选择性样品前处理并不容易，然而，由于目标待测物具有非常宽的挥发性范围（从柠檬烯到安息香苯甲酯）和极性范围（从相对强极性的苯甲醇到非极性的安息香苯甲酯）。方法的选择必须顾及到两个方面，一方面是 ppm 级的灵敏度要求，另一方面需要避免目标待测物的相对挥发性和极性差异造成的样品歧视。还有，对于常规质量控制中的样品分析，样品前处理应当简化，避免繁琐步骤。无选择性的溶剂或萃取物直接进样是有效的方法。最近，液体样品通过非挥发性成分在填充后的 PTV 衬管中的选择性保留以及衬管自动更换组合已经得到开发以及方法验证[3]。此技术需要采用更加精密设计的进样器。

本文采用了一种替代方法，即使用标准分流/不分流进样口和微板流路控制技术。一个 Quick Swap 安置被安装在色谱柱的末端（与质谱仪传输线相联），从而可使色谱柱出口的压力通过辅助电子气路控制装置（EPC）而得到控制。在最后一个目标待测组分流出化学品2色谱柱后，通过降低进样口压力以及提高出口压力，剩余在色谱柱中的成分可以被迫从色谱柱头通过分流进样口进入分流放空阱中。

本分析采用了具有保留时间锁定的 GC-MS 技术。参考分析方法: 氦气条件下, 30m X 0.25 mm 内径 X0.25 µm 的 HP-5MS 色谱柱[2], 为提高分析通量, 本文采用了快速筛选分析法,即使用一支 15 m 色谱柱以及氢气作为载气。目标分析物达到分离的分析时间从 24 min 缩短到了 8 min （速度提高 3 倍）。挥发性较弱的样品基质成分从色谱柱中反吹出去，避免色谱柱和检测器受到污染，基线漂移或残留污染物对于随后的样品分析造成的杂质峰影响。

样品制备将样品用适当的溶剂（通常用丙酮或二氯甲烷）稀释至 5%(50 mg/mL)。将样品置于超声池中 15 分钟直至目标溶质在溶剂中溶解。经萃取和溶解后，离心，将上清液转移到自动进样器的样品瓶中。在本应用中，采集的洗发水样品数据包括香精化合物和非离子型洗涤剂。GC 条件所有分析均在 Agilent 7890A GC -5975 MSD 上进行。用 7683 自动进样器进样。GC-MS 条件如下：

结果首先，在常规分析条件下-不反吹并且程序升温到320 °C 以确保最后的成分也流出色谱柱来分析洗发水萃取物。图 1，将 10 次连续进样的样品的总离子流图重叠在一起。在谱图的前半部分显示出了优异的保留时间和峰面积的重现性。此样品中，检测出了部分致敏源成分，包括柠檬烯（峰 1），芳樟醇（峰 2），丁香酚（峰 3），铃兰醛（峰 4），己基肉桂醛（峰 5），安息香苯甲酯（峰 6），水杨酸苄酯（峰 7）。8 min 后目标化合物不再流出，相应的非离子化的洗涤剂开始出峰。尽管使用了320 °C 的高温，这些化合物仍然不能从色谱柱中流出。这就导致了杂质峰的出现（例如 11.7 min箭头所指）。杂质峰和其他的由于柱内残留成分增加会随运行的样品数增加而逐渐增加，显而易见不是所有的低挥发成分都能流出色谱柱。因此 10 min. 以后基线明显升高。值得注意的是此 14 分钟的样品分析中，全部目标致敏源成分在最初的 8 分钟已经达到了必要的分离与定量分析要求。剩余时间无非是常规地升高色谱柱温度将强保留成分赶出色谱柱，正如例中所示，完成此目标并非容易。

10 次连续进样的样品分析后运行 2 次空白，参见图 2。两次空白样品谱图中 6 至 8min. 内重复出现部分污染物色谱峰（可能由于多次重复穿刺样品瓶隔垫所导致）。在 10 min.后较大的色谱峰流出色谱柱，非常明确地表明大分子量成分能在色谱柱中累积，甚至升温至 320 °C 仍然无法从色谱柱中去除掉。随后的实验中，连续运行了 6 次洗发水萃取物。对于每一次的分析，分析时间停留在 8min.处，全部强保留的目标致敏源成分均已流出。6 次样品分析后，运行 2 次空白样品：一次空白采用与样品分析相同的分析条件在 8 min 240 °C 时结束。另一次空白则程序升温至 320 °C。将 6 次样品分析、第一次空白（停留在 8 min. 240 °C）、第二次空白（程序升温至320 °C）的总离子流图的谱图叠加在图 3 中。即使在第一次空白谱图中一些杂质峰也出现在 8 min内。第二次空白升温至 320 °C，非常明确地表明每次进样时挥发性较弱的成分都累积在色谱柱中。样品在色谱柱中的积累会快速导致色谱柱受损以及逐步降低微量待测样品成分的检测限和定量限。使用常规的升至高温去除色谱柱中的强保留成分（清洁色谱柱）的方法，不仅导致色谱柱由于氧化和固定相聚合物流失造成色谱柱提前老化，而且色谱柱中的污染物会进入质谱仪离子源，降低质谱仪性能，增加清洗离子源的频率。接下来，使用反吹方法运行 10 次样品，然后运行 1次空白，样品分析谱图见 4。

图 4 非常明确地表明了优异的保留时间和色谱峰峰面积的重现性，没有柱内残留物流出痕迹：没有出现杂质峰，基线也没有升高。图 5 中第 10 次样品后紧接着一次空白样品。空白样品谱图中，仅有样品瓶隔垫流出物杂质峰。洗涤剂组分被非常有效地吹出色谱柱。总共分析时间从 13.6 min（程序升温到 320 °C，定温保持 2 min.）缩短到 11 min. （程序升温到 240 °C，2.75 min. 反吹）。并且所有低挥发性组分都已经方吹出了色谱柱，因此没有延长分析时间的必要。额外的好处在于由于色谱柱终温降低了，因此柱温箱的冷却时间和平衡时间也得到了相应的缩短。7 个已知的致敏源组分的保留时间和色谱峰面积的重现性系数参见表 1。保留时间的标准偏差优于0.002 min.（RSD<0.03%）。再者色谱峰面积的重现性也非常高。

结论分流/不分流进样口直接进样法可以应用于分析化妆品中的香精香料致敏源成分。与先前公布的保留时间锁定的方法相比，由于使用了更短的色谱柱，氢气作为载气，以及 5975 GC/MS，分析时间得到了3 倍的提高。通过使用 7890A 气相色谱反吹方法，色谱柱和检测器的污染程度得到了明显改善。分析时间缩短了 20%，样品分析周期也加快了。先前样品在色谱柱中的残留成分导致的杂质峰被有效避免了。保留时间和色谱峰面积的重现性系数也提高了。由于香精香料的分析通常在极性色谱柱上运行，并且受限于色谱柱的操作温度上限（MAOT 250 °C），例如，聚乙二醇色谱柱。采用 7890A 气相色谱的微板流路控制技术反吹毛细管色谱柱可以实现在中等温度条件下去除强保留样品成分。