化妆品中硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的测定气相色谱-质谱法.DOC

1、化妆品中硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的测定 气相色谱-质谱法（征求意见稿）编 制 说 明广州质量监督检测研究院二一六年十一月目 录一、工作简况 .1二、标准编制原则和主要内容论据 .1三、主要试验验证分析，技术经济论证和预期社会经济效益 .9四、采用国际标准的程度及对比情况 .19五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系 .19六、重大分歧意见与处理经过与依据 .19七、国家标准作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议 .19八、贯彻国家标准的要求和措施建议 .19九、废止现行有关标准的建议 .19十、其他应予说明的事项 .200一、工作简况（一）任务来源本标准根据国家标准化管理委员会关于下

2、达 2016 年第一批国家标准制修订计划的通知（国标委综合2016 39 号）立项，项目编号为 20160667-T-469。 本标准由全国质量监管重点产品检验方法标准化技术委员会归口。 （二）协作单位本标准由广州质量监督检测研究院负责起草。（三）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，对水基类、乳液类、膏霜类、啫喱类、粉类和蜡基类化妆品产品进行了试验，在论证了方法的灵敏度、准确性、线性范围和应用范围的前提下，通过反复研究和分析，建立了化妆品中硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的测定方法；并随机购买了部分市售化妆品进行测定，考察了方法的适用

3、性。（四）国家标准主要起草人及其所做的工作等本标准起草人：刘冬虹、吴楚森、王斌、王莉、冼燕萍、吴玉銮。标准起草人负责收集国内外相关检测方法研究并进行对比，开展关键技术研究，撰写标准的主要内容，组织并参与标准初稿的讨论，对相关的技术细节补充完善等。二、标准编制原则和主要内容论据（一）编制原则本标准是按照 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和 GB/T 20001.4-2001标准编写规则 第 4 部分：化学分析方法规定的要求进行编写的。（二）标准研制背景硫酸二甲酯和硫酸二乙酯是广泛应用于染料、医药、农药及其他精细化工产品1生产的重要试剂和溶剂，硫酸二乙酯

4、还应用于季铵盐的合成。化妆品是由各种化学物质调配而成的，各种化学成分的添加有可能引入这 2 种化合物的残留污染。硫酸二甲酯属高毒类化合物，对眼、上呼吸道有强烈刺激作用，对皮肤有强腐蚀作用。国外动物实验报告表明，急性硫酸二甲酯中毒后可引起染色体畸变，大鼠实验也证实其有致癌作用。硫酸二乙酯也可能引起遗传性基因损害和致癌。欧盟 REACH 法规将硫酸二甲酯和硫酸二乙酯列入高关注物质清单。我国现行的化妆品卫生规范（2007 年版）和将于 2016 年 12 月 1 日实施的化妆品安全技术规范（2015 年版）均规定这 2 种化合物为化妆品禁用组分，但是目前尚没有相关检测方法。因此，有必要建立化妆中硫酸

5、二甲酯和硫酸二乙酯的检测方法标准，为监测化妆品质量安全提供技术支持。本标准采用气相色谱-质谱法建立化妆品中硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的检测方法，以监测化妆品中硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的残留情况。（三）标准的技术路线和确定依据1主要技术路线1.1 水基类、乳液类、膏霜类和啫喱类化妆品称取试样 0.2 g 加入 4.0 mL 乙酸乙酯加入 0.5 g 无水硫酸钠 涡旋 120 s 2500 r/min 离心 3 min过滤后上机测定。1.2 粉类化妆品称取试样 0.2 g 加入 4.0 mL 甲醇 加入 0.5 g 无水硫酸钠涡旋 120 s 2500 r/min 离心 3 min过滤后上机测定。1.3

6、 蜡基类化妆品称取试样 0.1 g 加入 0.5 mL 四氢呋喃涡旋 120 s加入 3.5 mL 甲醇涡旋 60 s2500 r/min 离心 3 min过滤后上机测定。2标准物质信息硫酸二甲酯和硫酸二乙酯标准物质信息见表 1，结构式如图 1 所示。2表 1 硫酸二甲酯和硫酸二乙酯标准物质信息化合物 英文名称 CAS 号 分子式 分子量 来源硫酸二甲酯 Dimethyl sulfate 77-78-1 C2H6O4S 126.13 Dr.Ehrenstorfer硫酸二乙酯 Diethyl sulfate 64-67-5 C4H10O4S 154.18 Dr.Ehrenstorfer（a） （

7、b）图 1 结构式（a：硫酸二甲酯；b：硫酸二乙酯） 3色谱参数的选择与优化3. 1 色谱柱的选择硫酸二甲酯和硫酸二乙酯为硫酸酯类化合物，分子极性弱，应选用非极性或中等极性色谱柱分离，比较了 DB-5ms 和 DB-35ms 色谱柱对硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的分离效果。结果显示，硫酸二甲酯和硫酸二乙酯在 DB-5 柱上峰形展宽，拖尾严重，难以对化合物进行准确的定量，检出限为 10 mg/L；在 DB-35ms 柱上，硫酸二甲酯和硫酸二乙酯分离度高，峰形对称尖锐，检出限为 0.075 mg/L。根据实验结果，选择 DB-35ms 色谱柱。3. 2 进样口温度的设置样品在进样口气化，进样口温度过低不

8、利于样品气化，使峰形展宽；温度过高容易使样品分解。设计了进样口温度分别为220、 250、260、270 、280 、290和 300的实验，研究不同进样口温度对化合物响应的影响，结果见图 2。实验结果显示，硫酸二甲酯在 250时响应最高，硫酸二乙酯在 220-250时峰面积相近，二者响应在进样口温度为 260时快速下降，综合考虑选择进样口温度为 250。3图 2 不同进样口温度下硫酸二甲酯和硫酸二乙酯（1 mg/L）的响应比对图3. 3 分流比的选择气相色谱的进样模式分为不分流和分流模式。不分流模式下，样品在进样口气化后全部进入色谱柱分离，分流模式下气化后的样品按设定的分流比，只有部分进入色

9、谱柱分离。实验比较了不分流、分流比为 10：1 和分流比为 20：1 三种进样模式下仪器对硫酸二甲酯和硫酸二乙酯检出限的影响。实验结果见表 2。由结果可知，不分流模式下硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的仪器检出限最低，随着分流比的增加，仪器检出限提高。表 2 不同进样模式下硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的仪器检出限仪器检出限（g/L）进样口模式硫酸二甲酯 硫酸二乙酯不分流 10 5分流比为 10：1 75 30分流比为 20：1 130 60待测试液中除了含有待分析的目标物，还有在前处理中被共萃取出来的基体“杂质”。杂质随着进样次数的增加，会累积在进样口和色谱柱中，影响分析的准确性。以水基类化妆品为例，比较了不

10、同进样模式下样品色谱总离子流图，见图3。由图可知，不分流模式下，硫酸二甲酯附近干扰峰较多，对硫酸二甲酯存在一4定干扰；增大分流比，干扰物在进样口被分流，色谱干扰峰减少。采用分流比为10：1，既可减少干扰峰，又可获得合适的检出限，所以本标准选择分流比为10：1。图 3 水基类化妆品在不同分流模式下硫酸二甲酯的提取离子色谱图（a ：不分流； b：分流比 10:1；c ：分流比 20:1）3.4 升温程序的设置硫酸二甲酯和硫酸二乙酯在结构上相似，分子量相差两个亚甲基（CH 2），性质相近，为了分离两个化合物，设置了 50的初始温度，以 10/min 升温至130。硫酸二甲酯和硫酸二乙酯色谱保留时间为

11、 6.5 min 和 8.9 min，峰形对称尖锐。升温程序后段为了使待测液中的干扰物尽快流出色谱柱，提高分析效率，选择了快速升温速率 25/min。最终确定的升温程序为：初始温度 50保持 2 min，以10/min 升至 130，再以 25/min 升至 280，保持 2 min。3.5 最终确定的仪器条件a) 色谱柱：DB-35（30 m250 m0.25 m），或相当者；b) 进样口温度：250；5c) 载气：氮气，纯度99.999%，恒流 1.0 mL/min；d) 升温程序：初始温度 50保持 2 min，以 10/min 升至 130，再以 25/min 升至 280，保持 2

12、min；e) 分流比：10:1；f) 进样量：1.0 L；g) 传输线温度：280。h) 电离方式：电子轰击电离（EI）。i) 电离能量：70eV 。j) 溶剂延迟时间：5 min。k) 扫描方式：选择离子扫描，化合物分子式，色谱保留时间，特征选择离子及丰度比见表 3表 3 化合物色谱保留时间、特征选择离子及丰度比化合物名称 保留时间（min） 特征选择离子（丰度比）硫酸二甲酯 6.5 95*（100）97（35）66（30）125（20）硫酸二乙酯 8.9 139*（100）125（110）99（70）127（45）注：“*”为定量离子3.6 标准物质的配制本标准针对不同的化妆品种类，选用了

13、甲醇、乙酸乙酯、四氢呋喃+甲醇（1+7）三种溶剂对硫酸二甲酯和硫酸二乙酯进行萃取，由于各溶剂极性不同，目标物在色谱的响应可能存在差异。采用上述溶剂配制硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的标准溶液，采用 GC-MS 检测。实验结果表明，三种溶剂配制的标准溶液在 GC-MS中响应无显著差异，综合考虑标准溶液统一采用甲醇配制。6图 4 不同溶剂配制的标准溶液的峰面积对比图（n=5）4. 前处理条件的选择和优化4.1 提取溶剂种类的优化4.1.1 水基类、乳液类、膏霜类和啫喱类化妆品水基类化妆品基材为水，本标准考察了可与水互溶的甲醇，与水不互溶的正己烷和乙酸乙酯对硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的提取效果。样品加入正己烷涡

14、旋后，待测液乳化明显，加入盐（NaCl）后破乳、离心，上层液体仍浑浊，无法满足 GC-MS 分析要求。样品经甲醇和乙酸乙酯提取，加入无水硫酸钠，可除去待测液中的残留的水。待测液经 GC-MS 分析，结果显示甲醇待测液中干扰峰比乙酸乙酯待测液多，且同浓度添加水平下目标物的响应值均低于乙酸乙酯。综合考虑，水基类化妆品采用乙酸乙酯提取。针对乳液类、膏霜类和啫喱类化妆品，本标准考察了甲醇、二氯甲烷、乙酸乙酯和正己烷对硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的提取效果，实验结果如表 4 所示。表 4 不同溶剂对硫酸二甲酯和硫酸二乙酯的提取效果回收率（%）硫酸二甲酯 硫酸二乙酯基质类型甲醇 二氯甲烷 乙酸乙酯 正己烷 甲醇

15、 二氯甲烷 乙酸乙酯 正己烷乳液类 104.9 76.9 89.7 71.9 114.3 76.8 98.3 96.7膏霜类 114.3 84.3 90.5 87.1 129.7 84.1 88.9 91.2啫喱类 121.7 77.4 102.3 119.8 113.6 109.4 92.4 115.9从表 4 可以看出，甲醇提取液中目标物的回收率在 104.9%129.7%之间，是由于甲醇对 3 类化妆品都具有较好的溶解度，杂质溶于提取液中，增强目标化合物电7离而导致回收率偏高；啫喱类样品中，正己烷提取液的目标物回收率也偏高；二氯甲烷对乳液类中目标物的回收率较乙酸乙酯低，而膏霜类和啫喱类产

16、品在离心后浮于二氯甲烷提取液上方，不利于待测液的吸取；乙酸乙酯对乳液类、膏霜类和啫喱类化妆品中目标物的回收率较好，且乙酸乙酯毒性较小，适合日常检验分析，综合考虑后选择乙酸乙酯作为提取溶剂。4.1.2 粉类化妆品粉类化妆品有干粉和湿粉两种，干粉基质简单，呈粉末状。湿粉含极少量溶剂（水等），呈湿润状。粉类样品用甲醇直接提取，涡旋振荡分散。考虑到湿粉含有少量水分，须加入无水硫酸钠除水。为了提高前处理方法的通用性，粉类化妆品中均加入无水硫酸钠。4.1.3 蜡基类化妆品蜡基类化妆品常加入蜂蜡等蜡质，呈粘性块状。由于样品基质复杂，直接用常规溶剂提取效果不佳。采用四氢呋喃可有效溶解样品，使样品分散。由于蜡不

17、溶于甲醇等极性溶剂，加入四氢呋喃分散后再加入甲醇，提取目标物的同时可使蜡质形成沉淀除去。4.2 提取溶剂体积的优化为了提高分析效率，本标准采用有机溶剂萃取后直接上机检测，但化妆品成分复杂，易引入杂质导致基质效应，本标准采用增加样品稀释倍数，即降低单位体积杂质含量来消除基质效应。在固定称样量的前提下，对比了提取溶剂体积为 2 mL、3 mL、4 mL、6 mL 时待测液的基质效应（MF），基质效应根据公式（1）计算，用 MF 表示。结果如图 4 所示。matrix factor（MF）=Kb/Ka （ 1）式中 ， Ka 纯溶剂标准曲线的斜率；Kb 基质校准曲线的斜率；MF 基 质 效 应 ， MF1，基质增强， MF1，基质抑制。