符灵梅¹ 纪少凡¹ 戴小丽¹ 刘庆祺¹

摘 要 建立了抑制型电导离子色谱法测定发用类化妆品中巯基乙酸的方法。样品用水溶解，超声萃取20 min，经Bond Elut C18小柱除去提取液中的表面活性剂，以Dionex Ionpac^TM AG19（4 mm × 50 mm）保护柱和Dionex Ionpac^TM AS19（4 mm ×250 mm）高柱容量分析柱，25 mmol/L氢氧化钾为淋洗液等度洗脱，用电导检测器测定。在0.5～10.0 mg/L的范围内线性关系良好，相关系数为0.9996，检出限（S/N=3）为40μg/g，相对标准偏差为0.8%～4.4%，回收率在95.1%～102.2%之间。与其他方法相比，该方法具有简便、快速、准确、所需试剂少及灵敏度高的优点。

关键词 离子色谱；化妆品；巯基乙酸

 Determination of Thioglycolic Acid in Hair Cosmetics-Ion Chromatography

FU Ling-Mei¹  JI Shao-Fan¹  DAI Xiao-Li¹  LIU Qing-Qi¹

Abstract A new method was developed for the determination of thioglycolic acid in hair cosmetics by suppressed conductivity ion chromatography. The samples were dissolved by water and extracted with ultrasonic for 20 min. The surfactant in the extract was removed by Bond Elut C18 column. Using Dionex Ionpac^TM AG19 (4 mm×50 mm) guard column, Dionex Ionpac^TM AS19 (4 mm×250 mm) high-capacity analytical column and 25 mmol/L of KOH solution as eluent, the content of thioglycolic acid in hair cosmetics could be determined. Under the optimized conditions, this method showed a good linear relationship from 0.5 mg/L to 10.0 mg/L, the correlation coefficient 0.9996, the recoveries between 95.1% and 102.2% with relative standard deviations (RSDs) ranging from 0.8% to 4.4%, and the limit of detection (S/N=3) 40μg/g. Compared with other methods, this method has the advantages of simplicity, rapidity, accuracy, less reagents and high sensitivity.

Keywords ion chromatography; cosmetics; thioglycolic acid

巯基乙酸（Thioglycolic acid, TGA）又名硫代乙醇酸（HSCH₂COOH），分子式中既含有羧基，又含有巯基极性基团无色透明有机化合物，具有强烈刺激性气味，在碱性条件下有较强的还原性，直接接触皮肤可致红斑、瘙痒，甚至产生急性红肿、渗出、疼痛，诱发慢性皮炎，皮肤刺激试验中阳性率高达85%以上^[1-3]。根据不同使用量，可使头发柔软甚至断裂^[4]，所以其广泛应用于发用类化妆品中。随着人们接触含 TGA 发用类化妆品的几率增加，通过吸入、皮肤或者食入等方式频繁接触大量的TGA，会诱发体细胞微核率升高，抑制DNA和蛋白质合成^[5-6]，且大量动物实验研究结果表明，长期接触TGA能引起免疫功能障碍、慢性皮肤毒性、生殖毒性，并可产生致突变效应等^[7-11]。因此，《化妆品安全技术规范》（2015年版）中明确规定其限量：脱毛剂产品≤5%；一般用烫发产品≤8%，专业用烫发产品≤11%；其他淋洗类发用产品≤2%^[12]。然而，市面所售发用类化妆品中含有巯基乙酸合格率令人堪忧^[13]。为保障消费者的身体健康，检测化妆品中巯基乙酸是化妆品卫生监督的一项重要指标，对其质量监管有着重大意义。

目前，发用类化妆品中巯基乙酸的检测方法主要有化学滴定法^[14]、离子色谱法^[15-16]、液相色谱法^[17-19]等，这些文献方法中化学滴定法操作步骤过程繁琐，离子色谱法或液相色谱法多采用直接提取上机，但其成分比较复杂, 主表面活性剂含量为10%～20%，助表面活性剂含量为1%～5%， 增稠剂含量为0.3%～5%，助溶剂含量＜5.0%，防腐剂含量＜1.0%，珠光剂含量＜3.0%等^[20]，且占比较重的表面活性剂由阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂或非离子表面活性剂互配使用。它们属于羧酸盐类、磺酸盐类或烷醇酰胺型类，在酸碱溶液中都比较稳定，直接提取上机会残留于分析柱中或仪器管路里，缩短分析柱寿命及损坏仪器。固相萃取（Solid Phase Exrtaction, SPE）是基于液－固相色谱理论的一种分离、纯化分析方法，利用相似相溶原理进行选择性吸附或选择性洗脱的液相色谱法分离，从而达到快速分离净化或富集的目的。超声辅助固相萃取法（UA-SPE）具有方法操作简单便捷、节省时间和节约溶剂、萃取速度快、萃取效率较高、无须加热和昂贵的设备等优点。本文以市售常用洗发水和烫发剂为样品，探讨采用超声辅助固相萃取对样品进行前处理净化，采用抑制型电导离子色谱仪对巯基乙酸进行检测，并与规范方法进行对比，弥补了规范方法的不足，准确性好，且所需试剂少、适用性广，可为发用类化妆品中巯基乙酸的监测提供便利的检测方法。

1  实验部分

1.1 仪器与试剂

ICS-1000离子色谱仪（附带淋洗液自动发生装置）；Chromeleon 6.8中文版色谱工作站（Thermo Fisher公司）；CQ-400超声波清洗机（上海跃进医用光学器械厂）；AL104电子天平（梅特勒）。

巯基乙酸购标样（CAS号：68-11-1，纯度≥99%，Aldrich公司）；Bond Elut C18（50 mg, 6 mL）固相萃取小柱（Agilent公司）；NaOH淋洗液（Thermo Fisher公司）；所用水均为一级去离子水。

1000 mg/L巯基乙酸标准溶液配制：称取巯基乙酸标样0.1 g，用去离子水溶解并定容到100 mL。

1.2 色谱条件

分离柱：Dionex IonPac^TM AS19（4 mm ×250 mm）和Dionex IonPac^TM AG19（4 mm ×50 mm）保护柱；淋洗液自动发生装置在线产生25 mmol/L NaOH等度淋洗液；ASRS 4 mm 阴离子抑制器，抑制器电流为62 mA；淋洗液流速为1.0 mL/min；进样体积为500μL。

1.3 实验方法

准确称取5 g样品（精确至0.001 g），置于100 mL具塞比色管中，加入80 mL去离子水，混匀，超声萃取20 min，取出放置至室温，并加水稀释至刻度，混匀，静置5 min，取部分上清液于 9000 rpm转速下高速离心5 min，备用。

固相萃取小柱C18 先用8 mL甲醇活化，再使用8 mL去离子水二次活化处理，取离心后提取液约20 mL，通过活化后的C18柱，弃去前面3 mL，收集后面洗脱液，过0.22μm有机滤膜待测。

吸取 5 mL 待测样品注入进样管中，进样后，Chromeleon 6.8中文版色谱工作站记录、计算色谱峰的保留时间和峰面积，根据校准曲线得到巯基乙酸的浓度。样品中巯基乙酸计算公式为

式中，ω为样品中巯基乙酸的质量分数，%；C为待测液中巯基乙酸的质量浓度，mg/L；V为样品定容体积，mL；m为样品取样量，g；K为稀释倍数。

2  结果与讨论

2.1 超声时间的确定

考虑到相关文献报道巯基乙酸具有较强的还原性，在空气中迅速氧化，超声时间的长短可能会影响检测结果的准确性。因此，本文分别选择超声时间范围变化从5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min和35 min对回收率影响进行对比，实验结果见图 1。样品中巯基乙酸提取回收率随着超声时间的增加而增加，然而当超声时间增加到20 min以后，提取回收率达到峰值，随后开始缓慢下降；当超声提取35 min时，目标物的提取回收率较超声20 min时下降8%左右。因此，前处理选择超声时间为20 min。

图1  不同超声时间的影响

Fig.1  Effects of different ultrasonic time

2.2 固相萃取柱的选择

        由于发用类化妆品中含有大量的两性离子表面活性剂或非离子表面活性剂，样品直接提取上机会致使这些表面活性剂残留于分析柱中，导致分析过程中柱子压力越来越高，直接影响了其寿命及损坏仪器，且目标峰不断向前漂移。C18、HLB、MCX三种不同填料的SPE小柱都是属于高吸附容量小柱，提取液中的干扰物被吸附保留，从而纯化目标物。因此，本方法采用固相萃取进行净化，分别选用C18、HLB、MCX三种不同填料的SPE小柱，净化后目标化合物的回收率分别为85.7%、60.8%和57.3%，如图2所示。由图2可知，以上填料中，C18填料对目标化合物的回收率无明显影响，净化前后的谱图如图3所示。因此，本方法选择C18填料固相萃取柱。

图2  固相萃取类型的影响

 Fig.2  Effects of different SPE types  

图3  净化后样品谱图

Fig.3  Spectrum before and after purification

2.3 与化妆品安全技术规范检测方法比较

        采用标准添加法，向20个阴性样品基质中分别添加巯基乙酸400μg/g，将样品充分涡旋并放置过夜后，前10个样品按1.3实验方法进行检测，后10个样品采用技术规范方法进行检测，实验结果见表1。由表1可知固相萃取法回收率相对较高，RSD相对较小。从这两个方面可见，本文所述的固相萃取法优于技术规范方法。

表1  固相萃取法与技术规范方法的比较

    Table1  Comparison of solid phase extraction method and technical specifications method

2.4 色谱条件的选择

分别尝试采用实验室现有AS11和 AS19色谱柱进行淋洗，测定结果发现 ，AS11柱分离效果略差于AS19 柱。另外，进行了梯度淋洗和等度淋洗对比，结果发现，在梯度分析时，采用低浓度开始，经梯度上升至高浓度，再回至初始浓度平衡的梯度淋洗时，巯基乙酸的出峰时间太晚，分析时间过长。而等度淋洗的分析时间、峰形和响应均优于梯度淋洗。这可能与柱子填料的材料及粒度有关，AS19柱具有较大的柱容量，有利于巯基乙酸的分离。因此，最终选择采用AS19柱等度洗脱方式测定发用类化妆品中巯基乙酸的含量。

2.5 方法评价

2.5.1 线性及检出限

将巯基乙酸标准储备溶液配制成含量分别为0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L和10.0 mg/L，按1.2色谱条件进行测定，以峰面积（μS*min）为纵坐标，质量浓度（mg/L）为横坐标作标准曲线图。由实验结果可知，在0.5～10.0 mg/L的范围内，目标化合物具有良好线性关系，线性回归方程y=1.3547x-0.7707，相关系数r =0.9996 。标准溶液谱图和标准曲线图见图4、图5。根据信噪比S/N=3，确定本方法的检出限为40μg/g。

图4  标准溶液谱图

Fig.4  Standard solution spectrogram

图5  标准曲线图

Fig.5  Standard curve diagram

2.5.2 回收率及精密度

根据确定的前处理方法和仪器方法，对本底不含巯基乙酸的基质样品分别进行150μg/g、300μg/g、500μg/g 三个添加水平六平行加标回收试验，测定结果见表2。 

由表2可见，根据本文确定的方法，巯基乙酸的回收率在95.1%～102.2%之间，RSD值在0.8%～4.4%之间，满足GB/T 27417-2017《合格评定 化学分析方法确认和验证指南》的相应要求（回收率在95.0%～105.0%，RSD＜5.3%）。

表2  不同基质中巯基乙酸的平均回收率和RSD（n=6）

Table 2  The average recovery and RSD ( n=6 ) of TGA in different matrices

2.5.3 实际样品的测定

按1.3实验方法和1.2色谱条件，对市售5款洗发水及3款烫发剂样品进行测定，结果见表3。测定结果表明，所测洗发水中巯基乙酸的质量分数在0.83%～1.60%之间，所测烫发剂中巯基乙酸的质量分数在4.82%～6.51% 之间，含量均未超出《化妆品安全技术规范》（2015年版）标准规定限量，符合国家标准要求。

表3  5款洗发水及3款烫发剂中巯基乙酸的含量

Table 3  The Content of TGA in 5 shampoos and 3 perming agents

3  结论

选用Dionex IonPac^TM AS19色谱柱作为分析柱，等度洗脱，利用抑制型电导检测方法测定发用类化妆品中巯基乙酸。实验结果表明，所建立的超声辅助固相萃取离子色谱法可以快速测定待测物，前处理过程简单便捷，线性相关性较好，准确度高，所需试剂少，较为环保，检测成本较低，实用性较强，且与其他方法相比具有定量准确、干扰较少及灵敏度高等特点，给以后的色谱分析提供了参考，具有较高的应用价值，可应用于口岸进出口发用类化妆品产品质量监管。

【该文经CNKI学术不端文献检测系统检测，总文字复制比为7.1%。】

第一作者：符灵梅（1985—），女，汉族，海南海口人，本科，工程师，主要从事食品中有毒有害残留检测的研究，E-mail: 410289875@qq.com

1. 海口海关技术中心  海口  570311

1. The Technology Center of Haikou Customs, Haikou  570311

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（文章类别：CPST-A）