用LC-DAD提取和分析纺织品样品中杀菌剂含量的高效分析方法的发展

摘要

生物杀菌剂经常用于与人类皮肤直接接触的纺织品的生产。最近管制的生物杀菌剂没有经过验证的检测方法;因此，他们的存在无法估计在消费产品。因此，建立了一种快速分离和定量分析纺织品样品中生物杀菌剂(2-甲基-4-异噻唑啉(MIT)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)、2-八对-4-异噻唑啉-3-酮(OIT)和5-氯-2-(2,4-二氯苯基)酚(三氯生)含量的方法。试验样品经甲醇超声提取，离心和过滤纯化。采用C18色谱柱，0.4%乙酸:甲醇(1:1 v/v)等温分离，在280 nm波长下检测。对提取溶剂、提取方法、稀释比、提取时间等预处理因素进行了初步优化，绘制了校准曲线，回归曲线为(r² ≥ 0.9995) in the range of 1.0–5.0 mg L⁻¹．加样回收率为95% ~ 108%，相对标准偏差≤4%。检出限(lod)为0.06 mg L⁻¹和0.12 镁 L⁻¹定量限（LOQ）在0.21之间 镁 L⁻¹和0.38 mg L⁻¹．结果表明，该方法能够达到定量检测的目的，并通过对实际试件的分析验证了该方法的可靠性。

1.导言

杀生物剂是一种活性物质，可减少有害影响，旨在通过化学或生物作用方式（而不仅仅是物理或机械作用）破坏、阻止任何有害生物有机体的活动，或以其他方式对其产生控制作用。杀生产品指令98/8/EC于2000年5月13日至2013年8月31日生效。此后，对其进行了审查，并被《杀生产品条例》（BPR EU 528/2012）取代[1，2］.生物杀菌剂用于各种消费品，如橡胶、聚合材料、纸张、纺织品和皮革饰面[3.］.由于产品具有抗皱、防水、抗褪色、抗微生物入侵等诸多功能要求，服装技术在世界范围内引起了广泛的关注。由于服装是与人体直接接触的，因此开发抗菌纺织整理剂是非常必要和相关的[4- - - - - -9］.由于棉织物为微生物生长提供了理想的环境，全球对纺织品的需求不断增加，给服装研究人员带来了一些挑战。在全球范围内，对抗菌整理织物的需求不断增加。几种抗菌剂如季铵盐化合物、三氯生和最近的纳米银杀菌剂可用于纺织整理[8，9]. 它们本质上是合成的，会造成环境问题[10］.生物杀灭剂被广泛用于日常生活中各种纺织，制药和个人护理产品的有效成分;由于这个原因，他们已经收到越来越多的关注新兴污染物[11，12］.接收环境的污染是由于这些杀生物剂的广泛使用和高排放[13，14］.生物杀菌剂也被报道在各种环境介质中，特别是在污水处理厂(WWTPs)。在19个澳大利亚污水处理厂中，平均浓度为142 ng L⁻¹对于废水和5.58毫克/公斤的生物固体，报告了三氯生。在文献中，提出了多种生物杀菌剂含量的提取和仪器分析方法。但目前的文献研究表明，对纺织基质中各种类型的杀菌剂尚未进行系统的筛选。从现有文献中可以发现，对纺织品禁用抗菌剂筛选方法的研究很少[15- - - - - -19］.对纺织品抗菌成品筛选和检测方法的综合数据和深入研究是迫切需要的。在目前的工作中，我们讨论了在巴基斯坦商业化或出口生产的与妇女、男子和儿童纺织相关的不同型号的成品消费品中生物杀菌剂含量的测定。将该方法应用于纺织品样品中目标杀菌剂含量的分析。

2.实验

2．1.化学品和溶剂

所有的有机溶剂和分析纯固体化学品购自当地供应商购买。MIT，CIT，OIT，和三氯生是自Chem服务;甲醇HPLC级和冰醋酸分析纯来自拉合尔城市实验室线的供应商。

２.２.准备库存和工作标准溶液

用于1000mg L的制备⁻¹麻省理工学院，cit，oit.，和triclosan stock standard solutions, 10.00 mg of each of MIT, CIT, OIT and triclosan standards was weighed, respectively, and made up to mark in separate 10 mL volumetric flasks with methanol. Working standard solutions of 100 mg L⁻¹用移液500μ1/1000 镁 L⁻¹麻省理工，CIT, OIT和三氯生原液在单独的5ml烧瓶和稀释每个容量瓶，以甲醇标记。

请注意，CIT / MIT原液是相对较为稳定。因此，对于准备库存解决方案，CIT / MIT储备溶液制备统称。

2.3。标准溶液的制备

Five-point calibration standard solutions of 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, and 5.0 mg L⁻¹CIT、MIT、OIT和三氯生各100%单独制备 镁 L⁻¹工作标准的解决方案。

2.4。测试样品的采集

商业纺织产品从巴基斯坦从四月到2018年6月纺织加工行业和零售商店收集。

2.5。仪器

LC色谱系统配备有SPD-M20A DAD UV检测器（岛津制作所）LC -20AT液相色谱仪，自动取样器SIL-20AHT，烘箱CTO-20A，脱气单元DGU-20A5R柱，和四元泵LC 20AT（序列号L20114811607）用于定量分析。实验室解决方案软件使用（岛津制作所，版本5.71）。

3.仪器条件MIT，CIT，OIT，和三氯生

色谱柱Hypersil C18（250 嗯 × 4.6 嗯 × 5. μ使用m)。以0.4%乙酸和甲醇(50:50/v: v)为流动相，在280nm波长下测定。30°C为柱温，30°C为柱温μL为1.0 mL min时的注射量⁻¹等度模式流速。Total run time at LC instrument was 12.0 min.

3．1.试样制备

在纺织消费品中，试样随机从试样的不同部位取下。如果纺织品测试样品颜色单一且均匀，则将测试样品切成大约5mm × 5mm的小块并混合。如果试样是彩色或有图案的，则按颜色比例采集试样，切成约5mm × 5mm的小块，混合均匀。

选择A、B、C三个试样作为空白基质，添加3.0 mg L⁻¹的杀生物剂的每个纯标准。使用不同的提取溶剂，方法和时间这三个试样进行分析。Recovery was best in methanol using ultrasonic method at 30 min. Hence, methanol was chosen as extraction solvent, ultrasonic as extraction method, and 30 min as extraction time (results were summarized in Figure1和表“一个来c补充资料)。

3.2. 试样提取

We accurately weighed 5.00 ± 0.01 g test specimen on an analytical balance Mettler Toledo (model: ML 204/01) and transferred the test specimen into a reagent bottle; 80 mL methanol was added to the 100 mL reagent bottle and sonicated at 50°C for 30 min. Test specimens were totally extracted within 30 min sonication. After 30 min time, reaction vessel was cooled down to room temperature within 2 min. Extract was concentrated to about 2 mL at 55°C by rotary vacuum evaporator. The concentrated extract was diluted to 5 mL with methanol in a volumetric flask, filtered with 0.45 μ1.5米玻璃棉过滤器 毫升 气相色谱瓶。

３．３．麻省理工、CIT、OIT和三氯生的强制降解研究

对MIT、CIT、OIT和三氯生进行了加速降解研究。酸性降解研究通过采用5 1.5毫升杀生物剂甲醇溶液 毫升0.1 N HCl在环境温度下放置1小时。碱性降解研究通过采用5 1.5毫升杀生物剂溶液 毫升0.1 M NaOH在环境温度下放置1小时。热降解是通过暴露5 在80°C条件下连续三天使用1毫升杀生物剂溶液。氧化降解研究是通过服用5 30%v/v H中的mL杀生物剂溶液₂O₂在环境温度下放置1小时。通过将杀生物剂溶液暴露在320℃的紫外光下进行光解降解研究 纳米波长，持续三天。

3.4. LC/DAD仪器分析

在仪器上运行任何一批测试样品之前，要执行以下参数。

LC/DAD仪器条件设置为(A) MIT、CIT、OIT和三氯生的仪器条件。建立了各分析物的峰面积与浓度的校准曲线。线性回归系数(r)是≥0.995. 校准标准检查溶液（CC）3.0 镁 L⁻¹注射到仪器;校准检查的回收率为内的80％-120％的范围内。前运行的所有批次的试样，方法空白和样品空白注射到仪器来检查任何污染。Sensitivity check 1.0 mg L⁻¹对仪器响应进行分析。实验室质量控制3.0 mg L⁻¹和specimen spike 3.0 mg L⁻¹被注射到仪器中以检查实验回收率。在所有这些中期检查后，测试样品的提取物被注入，根据保留时间和紫外光谱的比较确定目标分析物的存在，并根据参考紫外光谱的特征波长进行背景校正。

试样组分的相对保留时间在标准组分相对保留时间的±0.01保留时间单位内，试样组分的峰值最大值/最小值在±1范围内 参考光谱中的波长。每批试样注入试样刺，以检查试验回收率。如果任何定量波长的响应比（RR）超过LC/DAD仪器的初始校准范围，则将试样提取物稀释至所需范围并重新分析。

3．5．结果计算

按下列公式计算试样的杀菌剂含量，并四舍五入至小数点后两位。

试样中分析物的总浓度（mg kg⁻¹) = 溶液中分析物的浓度（mg L⁻¹) × dilution factor (mL)/test specimen weight (g).

4.结果和讨论

分析方法在引入常规分析之前进行了验证。

4.1。特异性

空白基质，试剂空白，和纯标准进行分析，以观察分析物和色谱技术的任何基质或试剂的可能的干扰的影响（结果列于表f补充的数据）。

4．2．精度

用1.0 mg L的纯标准品加标空白和试样⁻¹， 3.0 mg L⁻¹， 和5.0 mg L⁻¹这些单独制备的重复在每个浓度水平上进行分析。这些重复的回收率在100±10%范围内(结果总结见图)1和表“d补充资料)。

4.3。精确

准备了包含分析物目标水平的测试样品溶液。按照最终的方法程序，将该试样溶液复制10次，并在随后的6天内进行分析。当日的相对标准偏差为1.8% ~ 2.8%，6天的相对标准偏差为2.4% ~ 3.9%(结果汇总见表)1)．

4.4。LOD和定量限

LOD和所提出的方法的LOQ通过制备空白溶液和掺料溶液与逐渐减小的各分析物的已知浓度的计算。用所建立的方法来分析这些解决方案。By evaluating the minimum concentrations for each analyte that can be detected and quantified with accuracy (for the LOD signal-to-noise ratio of 3 : 1 and for the LOQ 10 : 1), the LOD and LOQ were determined for the proposed method. The limits of detections (LODs) were between 0.06 mg L⁻¹和0.12 镁 L⁻¹定量限（LOQ）在0.21之间 镁 L⁻¹和0.38 mg L⁻¹为目标分析物(结果汇总于表1)．

4.5。线性度和工作范围

绘制5点校准曲线(点分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mg L)⁻¹). 曲线在0.9995～0.9999范围内与回归呈线性关系。1 镁 L⁻¹- - - - - -5.0 mg L⁻¹是曲线的工作范围。各浓度水平制备并分析三次（结果总结在图m和n中的补充数据）。

4.6。选择性

在纺织试样通过制备与通常发生的干扰分析物的混合物中观察到的提议的LC-DAD方法的选择性发现并计算干扰的存在每种分析物的回收百分比（结果列于图1和表“d补充资料)。

4.7。鲁棒性

通过故意改变色谱参数来评价该方法的稳健性。流动相由0.4%柠檬酸:甲醇(50:50)变为45:55。流速由1 mL/min改变为0.9 mL和1.1 mL/min。柱箱温度±3°C。结果的偏差仅为±1%。因此，可以得出结论，改变条件对分析物没有明显的影响。稳健性研究的结果如表所示2和3.(只给出了麻省理工学院和加州理工学院的结果)。

4.8。稳定

在溶液中存在其他分析物的情况下，通过计算三天后所得结果的偏差百分比来确定每个分析物的稳定性，并将其与开始时的数据进行比较。观察到每种分析物在三天内的偏差小于2%。

4.9. 分析物降解研究

对混合物中分析物进行加速降解，以评价该方法的特异性。分析物在酸性、碱性、热和氧化条件下被强制降解。用盐酸处理的试样对分析物表现出相当大的降解。在酸性条件下可降解4-10%，而在碱性条件下可降解约3-12%，在热降解条件下可降解6-14%。在氧化降解中，发现约7-13%的杀菌剂含量被降解。光解条件下主要降解率为12-34%。在各种应力条件下，降解产物的色谱峰状态良好，且与分析物峰分离良好，表明该方法在降解产物存在的情况下具有特异性。在相同条件下，对可能的干扰物质(安慰剂)混合物进行分析，以评估其干扰效果。色谱峰的缺失表明了该方法的特异性。

检测样品中所有被分析物的峰分辨率都很好，所有被分析物在12分钟前洗脱。MIT洗脱时间为2.75 min, OIT洗脱时间为5.85 min，三氯生洗脱时间为7.85 min, CIT洗脱时间为10.65 min(结果汇总见图)2)．样品定量采用外标法。从试验样品中浸出的杀菌剂含量在2.86 mg L范围内⁻¹至75.56 mg L⁻¹，详见表4（只有正测试试样进行了综述）。共有135个试样进行了分析在三个月期间的杀生物剂含量。

以样品A、B、C为空白基质，对纺织品样品中杀菌剂含量的提取溶剂、提取方法、提取时间等参数进行分析。A、B、C试样加标3.0 mg L⁻¹杀菌剂含量(CIT、OIT、MIT和三氯生)。采用甲醇、乙腈、水、水/甲醇1:1、乙腈/水1:1等不同溶剂提取这些杀菌剂。与其他溶剂相比，在甲醇中回收率较好。采用超声波浴法、离心机法和水摇床法提取。超声法优于离心法和水浴法。分别在10、20、30、40、50、60 min时提取杀菌剂含量。30分钟的时间足够从纺织品试验样品中提取出总量的杀菌剂(结果总结见图)1和表“一个来c补充资料)。

4.10. 为MIT、CIT、OIT和三氯生筛选的试样

The lowest value for these biocides was 2.86 mg kg⁻¹最高值为75.56 镁 公斤⁻¹．试样D含4.38 mg kg⁻¹麻省理工学院，8.95 mg kg⁻¹CIT, 10.99 mg kg⁻¹OIT和12.44 镁 公斤⁻¹三氯生;test specimen E contained 10.83 mg kg⁻¹CIT和3.92 镁 公斤⁻¹OIT;test specimen F contained 6.53 mg kg⁻¹oit.和2.93mg kg⁻¹三氯生;test specimen G contained 3.83 mg kg⁻¹MIT和2.86 mg kg⁻¹cit;test specimen H contained 10.45 mg kg⁻¹麻省理工学院;我的测试样本含有25.35毫克公斤⁻¹CIT和2.99 mg kg⁻¹三氯生;和test specimen J contained 75.56 mg kg⁻¹MIT和17.43 mg kg⁻¹三氯生（结果总结见表1）4)．

5.结论

对溶剂萃取法测定纺织样品中四种杀菌剂(MIT、CIT、OIT和三氯生)含量的适用性进行了研究。该方法有效地用于分析纺织品试样，保持了对目标分析物的高灵敏度和高选择性。样品经甲醇超声提取，C18柱分离，二极管阵列检测器(DAD)检测。在优化条件下，线性良好(r² ≥ 0.9995) and recovery (95%–108%) were observed for target analytes. From the results, conclusion was made that the method can achieve the purpose of quantitative detection. So, this method can be used for the quantitative detection of biocide contents from the commercial textile test specimens. The proposed method could be a useful tool to control the safety of the textile test specimens. This method will be helpful for biomonitoring and tracking of these chemicals associated with human exposure through direct contact and use.

数据可用性

补充资料随函附上。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

致谢

作者感谢GCU Lahore进行了这些实验并提供了必要的设施。

补充材料

表a:不同提取溶剂对杀菌剂含量(mg L .⁻¹)在纺织品试样中加入已知量的分析物3.0 毫克升⁻¹．图A-C：于杀生物剂含量不同的提取溶剂的提取效果（毫克的L⁻¹)in textile test specimens A, B, and C spiked with known amount of analyte 3.0 mg L⁻¹．Table b: extraction effect of different extraction methods on biocide contents in textile test specimens spiked with known amount of analyte 3.0 mg L⁻¹. 图d-f：不同提取方法对杀生物剂含量的提取效果（mg/L）⁻¹)in textile test specimens A, B, and C spiked with known amount of analyte 3.0 mg L⁻¹．Table c: effect of extraction time on extraction efficiencies of biocide contents in textile test specimens spiked with known amount of analyte 3.0 mg L⁻¹．图I-K：（提取时间上的杀生物剂含量的提取效率的效果毫克的L⁻¹)in textile test specimens A, B, and C spiked with known amount of analyte 3.0 mg L⁻¹．表d：从纺织试样的杀生物剂含量的回收率。如图l：从织物测试的杀生物剂含量回收率试样A，B，和C在毫克的L⁻¹．图米：五点校准曲线（由仪器的数据）。图N：五点校准曲线（由仪器的数据）。（补充材料)

工具书类

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