《消费品中亚硝胺迁移量的测定方法》(征求意见稿)编制说明中国检验检疫科学研究院二一八年十月一、 工作简况 3二、 标准编制原则和主要内容论据 3三、 实验室间的方法验证情况 17四、 采用国际标准的程度及对比情况 17五、 与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系 17附录A:方法验证报告 19一、 工作简况(一) 任务来源本标准制订工作是按照2017年国家标准计划项目《消费品中亚硝胺迁移量 的测定方法》(计划编号:20183052-T-469)执行的本标准主要由中国检验检 疫科学研究院负责起草和完成本标准在编制过程中按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准 的结构和编写规则》的要求以及GB/T20001.4-2001《标准编制规则第四部分: 化学分析方法》中的各项规定而编写,力求符合规范化与标准化的要求二) 主要工作过程本标准起草单位在充分收集、认真研究相关标准及资料的基础上,结合实验 室的条件和本方法的技术特点,对气球、奶嘴等乳胶橡胶类弹性体消费品进行了 试验,对样品前处理条件(固相萃取柱类型、洗脱溶剂、洗脱体积等)、气相色 谱-串联质谱法(GC-MS/MS)测定条件进行优化,论证了方法的灵敏度、线性 范围、回收率、精密度等,建立了消费品中N-亚硝胺及可亚硝化物质迁移量的 测定方法,最后进行方法验证。
二、 标准编制原则和主要内容论据(一) 编制原则本标准方法是根据GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构 和编写规则》和GB/T20001.4-2001《标准编制规则第四部分:化学分析方法》 的要求进行编写二) 标准研制背景N-亚硝胺是一类具有-N-N=O结构的强致癌有机化合物,迄今为止已发现的 300多种亚硝胺中约有90%具有致癌作用可亚硝化物质指在一定条件下能够生 成N-亚硝胺的物质,包括亚硝酸盐、氮氧化物和胺类物质(主要是仲胺)等 乳胶制品中的N-亚硝胺主要产生于乳胶的硫化成型过程具有仲胺基的硫化催 化剂在硫化过程中会给出仲胺,仲胺能与空气中或配合剂中的氮氧化物NOX(主 要是NO2)在酸性环境或催化剂条件下生成稳定的N-亚硝胺研兖人员曾在婴 儿奶嘴、安抚奶嘴、气球、牙齿矫正器的橡皮圈等乳胶制儿童用品中发现亚硝胺 及可亚硝化物质2009年,欧盟通过《玩具安全新指令》(2009/48/EC),规定 供3岁以下婴儿使用的玩具和供儿童放入口中的玩具严禁使用亚硝胺,如若工艺 过程实在无法避免,其总亚硝胺的迁移量也不得高于0.05mg/kg,总可亚硝化物 质的迁移量不得高于1 mg/kgo该指令已于2009年7月20日正式实施,2011年 7月20日起新投放市场销售的产品应符合新指令中除化学品要求之外的所有规 定,而自2013年7月20日起新投放市场销售的产品需符合化学品要求的规定。
与该指令配套的欧盟协调标准EN71-12要求至少检测13种N-亚硝胺,包括脂肪 族亚硝胺、脂环族亚硝胺及芳香族亚硝胺目前N-亚硝胺常用的检测方法有气相色谱-热能分析仪联用法(GC-TEA)、 气相色谱-电子轰击源单级质谱法(GC-EI-MS)、气相色谱-电子轰击源串联质 谱法(GC-EI-MS/MS)、气相色谱-化学源单级质谱法(GC-CI-MS)、气相色谱 -化学源串联质谱法(GC-CI-MS/MS)、液相色谱法(HPLC)和液相色谱-串联 质谱法(LC-MS/MS)现有国内外检测标准均采用基于气相色谱-热能分析仪或液 相色谱-串联质谱的检测方案如欧盟EN 12868:2017采用气相色谱-热能分析仪 测定奶嘴中13种亚硝胺迁移量;欧盟EN71-12:2016采用液相色谱-串联质谱法 测定玩具中13种亚硝胺迁移量;我国GB 5009.26-2016采用气相色谱-质谱法和 气相色谱-热能分析仪法测定食品中N-二甲基亚硝胺;我国GB 28482-2012采用 气相色谱-热能分析仪法测定婴幼儿安抚奶嘴中亚硝胺;我国GB/T 24153-2009 采用气相色谱-质谱法测定橡胶及弹性体材料中12种亚硝胺。
上述方法中,气相色谱-热能分析仪只能专用于亚硝胺检测,实验室普及率 低,应用受到一定限制GC-CI-MS主要依靠准分子离子峰进行定性,样品基质 复杂时,易受到干扰而产生假阳性同样的,GC-EI-MS在处理复杂基质的样品 时难以对低分子量N-亚硝胺进行准确的定性及定量分析GC-CI-MS/MS抗背景 干扰能力强,但CI源电离率低,有时候采用串接质谱并不能很好地提高灵敏度, 且CI源通常需要在低温条件工作,离子源易受污染HPLC的紫外检测器对N- 亚硝胺特异性不强,常需要对N-亚硝胺进行衍生,操作繁琐LC-MS/MS灵敏 度高,定性准确,但该设备昂贵(200万〜400万),实验中消耗大量有机溶剂,且在测定挥发性的亚硝胺时,分离度及灵敏度略逊于气相色谱-串联质谱GC-EI-MS/MS结合了气相色谱分离度好的特点与串联质谱灵敏度高、背景 干扰小的优势,近年来在化妆品、气球、环境水中N-亚硝胺的检测中得到了一 定的应用本标准草案建立基于GC-EI-MS/MS的亚硝胺测定方法与先前相关研 兖的改进主要体现在两个方面,一是通过对固相莘取过程的优化,使其更适应于 消费品中N-亚硝胺迁移量的测定,二是通过对分离及测定条件的优化,将方法 适用的N-亚硝胺种类由脂肪族亚硝胺、脂环族亚硝胺扩展到芳香族亚硝胺,同 时检测的N-亚硝胺数量增加到了 15种。
三)标准技术路线及条件优化1. 方法概述本标准涉及以乳胶、橡胶等弹性体为材质的消费品中15种N-亚硝胺及可亚 硝化物质物质迁移量的气相色谱-串联质谱检测方法试样用人I:唾液迁移提取, 迁移溶液经固相萃取净化浓缩,样液用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)进行 测定,采用多反应监测模式(MRM)进行定性和外标法定量本标准方法对样品前处理条件(固相萃取柱类型、洗脱溶剂、洗脱体积等)、 气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)测定条件进行研究试验,还进行了回收率 试验、精密度试验以及方法验证试验,各项结果表明,本标准方法的分析性能指 标能够符合分析要求,可以满足消费品中N-亚硝胺及可亚硝化物质含量的测定 要求2. 色谱和质谱条件的优化本标准的优化实验采用气相色谱-串联质谱仪完成2.1色谱柱的优化本标准选择常用的气相色谱柱,考察其对亚硝胺物质的色谱分离效果,分别 考察了 HP-5MS UI (30mx0.25mm, 0.25pm)、DB-624 (30mx0.25mm, 1.4pm)、 DB-1701(30mx0.25mm, 0.25pm)、HP-INNOWax 色谱柱(30mx0.25mm, 0.25pm) 对15种亚硝胺的分离效果,结果表明DB-624的分离效果最好,其次是HP-5MS UL但DB-624色谱柱对沸点较高的目标物响应不好,如N-亚硝基二环己胺(沸 点340.26 °C)、N-亚硝基二苯胺(沸点359.13 °C)、N-亚硝基二节胺(沸点 382.34 °C ),因此本研究中选择了 HP-5MS UI柱。
2.2柱温升温速率的优化本标准涉及的化合物大多为同系物,数目较多,并且存在同分异构体,沸点 非常相近,为了获得好的分离效果,需要优化色谱条件,尤其是柱温的升温速率 由于N-亚硝基二甲胺和N-亚硝基甲基乙基胺沸点分别为153°C和154.4C,初温 过高会影响分离度,因此采用初温50°C保持3 min同时N-亚硝基甲基乙基胺 响应较低,峰形前伸,因此在其保留时间附近快速升温,50°C~80°C范围内升温 速率为30°C/min,改善其峰形N-亚硝基甲基苯胺、N-亚硝基吗咻和N-亚硝基 二丙胺沸点分别相差20°C,但分子结构中的官能团影响了它们在色谱柱中的保 留行为,三者保留时间儿乎相同;为了最大程度地分离这三种物质,采用80°C 保持7 mino超过80°C以后,HP-5 MS UI色谱柱对其他物质分离效果均较好, 仅为缩短分析时间对升温速率进行一些调整最终选择的升温程序为:50r(3nin) 也燮 >8(TC(7 仙) 耍四->lg3min) 地皿 > 2]0幻-婪虬 > 24005 niin)2.3质谱条件的优化接着筛选母离子、优化碰撞能量等质谱参数,建立MS/MS方法,使15种 亚硝胺物质的母离子与特征碎片离子产生的离子对强度达到最大。
质谱接口温度 为250 °C;电离方式为EI+,电离能量为70 eV需要指出的是,N-亚硝基二苯 胺热稳定性较差,在进样口发生热分解反应,之后分离检测的均为其降解产物二 苯胺最终得到的气相色谱-串联质谱测试条件见表1,各N-亚硝胺的保留时间、 定性及定量离子对见表2表1 GC-MS/MS仪器工作条件的确定色谱柱HP-5 MS UI (30mx0.25mm, 0.25pm)载气He (纯度 >99.999%),流速 1.0 mL/min碰撞气Ar (纯度〉99.999%),碰掩气压 0.32 Pa进样口温度280 *C进样方式不分流进样进样最1 pL程序升温5OC(3nin)笋'曰•)80G7nin) >\3OXX3nin)义区也° >210— "心)24005nin)定性方式MRM定量方式MRMEI电子能虽70 eV离子源温度180 ,C传输线温度250 "C溶剂延迟3 min表2 N.亚硝胺的保留时间、定性及定量离子对序 号N •亚硝基胺名称英文名称及简称保留时间定虽离子对,ni/z (碰撞能量/eV)定性离子对,Wz (碰撞能量/eV)1N•亚硝基二甲基胺NDMAN-nitrosodimethylamine3.6774.0 >44.0 (3)74.0 >42.1 (10)9N .亚硝基甲基乙基胺NMEAN-Nilroso-methyl-elhylamine4.6088.1 >71.1 (3)88.1 >57.1 (7)3N•亚硝基二乙基胺NDEAN-nilrosodiethylamine5.65102.1 >85.1 ⑶102.1 >56.1 (11)4N-亚硝基二异丙胺NDiPAN-nitrosodiisopropylamine8.62130.15 >88.13 (4)130.15>71.1 (10)5N.亚硝基.N•甲基苯胺NMPhAN-nilroso-N-melhyl-N-phenylamine10.51106.0 >77.0 (14)106.0 >51.1 (25)6N •亚硝基吗啡NMOR N-nitrosomorpholine10.70116.0 >86.1 (2)116.0 >56.1 ⑼7N •亚硝基二丙基胺NDPAN-nilrosodipropylamine10.90130.15 > 113.2 (3)130.15>71.1 (12)8N .亚硝基哌嚏NPIP N-nitropiperidine12.17114.1 >84.1 (5)114.1 >97.1 (5)9N •亚硝基・N•乙基苯胺NEPhAN-nitroso-N-ethyl-N-phenylamine12.71121.1 >106.1(13)121.1 >77.1 (26)10N.亚硝基二异丁基胺NDiBAN-nitrosodiisobutylamine13.39115.1 >84.1 (2)141.1 >85.1。