化妆品中亚硝胺检测技术进展

化妆品中亚硝胺检测技术进展

李小飞

新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院 830011 乌鲁木齐

摘要：亚硝胺是公认的致癌物质，化妆品中亚硝胺的污染一直是人们关注的重点。本文介绍了化妆品中亚硝胺的来源、相关限量及法规政策，综述了化妆品中亚硝胺检测技术的最新进展，对各检测方法的适用范围、优缺点等进行了介绍，探讨了化妆品中亚硝胺检测所遇到的困难和问题，展望了检测技术的应用前景。

关键词：化妆品；亚硝胺；检测技术；质谱；热能分析仪

引言

亚硝基化合物是一类很强的化学致癌物质，包括亚硝胺和亚硝酰胺两类化合物，通常泛称为亚硝胺，它们能诱发许多动物的恶性肿瘤。在已知的一百多种亚硝胺中经动物实验证明具有致癌作用的约占75%～80%。亚硝胺很容易由前身物仲胺和亚硝酸盐反应生成，无论在实验室和自然条件下还是在人体和动物体内，生成反应均能顺利进行。因此，亚硝胺在自然界中分布广泛，在土壤、工业废水、空气以及烟草、熏肉、腌菜、啤酒等食品饮料中都发现了这类物质。亚硝胺可经皮肤吸收进入人体，有研究发现，皮肤接触化妆品后，在尿中能检出N-亚硝基二乙醇胺(NDELA)。检测环境中的亚硝胺及其前身物的种类和数量，是恶性肿瘤流行病学和病因学的重要研究内容之一。因此，化妆品中亚硝胺的监测也成为化妆品工业中一个令人关注的主要问题。

1.化妆品中亚硝胺的种类

由于化妆品原料中含氮物质种类繁多，加上近年来分析方法的改进，在化妆品中检测到的亚硝胺化合物也很多，在这些种类中尤以NDELA的检出率最高，在多种防晒、护肤、清洁用品中都有检出的报道，而且含量很高。从美国FDA官方报道的数据来看，NDELA的含量范围从1到48000μgkg不等，大部分都超过允许的含量范围，虽然随着一些强制措施的实施，NDELA的含量有所降低，但是仍然较高。此外，NMPABAO也是一种常检测到的亚硝胺类物质，1990年对22种防晒品中的NMPABAO进行检测，含量都在250μgkg以下，其中18种在100μgkg以下。

2.亚硝胺的形成

化妆品中的亚硝胺一部分来自原料，另一部分则是在制作和放置过程中由前体物质经亚硝化而形成的。通过对原料的分析表明，大约只有30%的原料含有亚硝胺，最高含量达到1mgkg。比较后发现，化妆品的制作和放置过程才是亚硝胺的主要来源。由于化妆品一般为中性pH，而亚硝化反应最宜在偏酸性的条件下进行，因此必然有其它的形成机制。研究显示，亚硝胺能在中性或碱性环境中，在甲醛催化下由亚硝化剂与胺类物质反应生成。化妆品中的一些防腐剂如溴硝丙醇、5-溴-5-硝基二恶烷等都有可能释放出甲醛。目前化妆品原料大约有8000多种，其中很多原料含有可亚硝化的胺类物质，而且在一些辅料中也含有潜在的可被亚硝化的胺。例如，一些三乙醇胺中含有15%的二乙醇胺，虽然三乙醇胺亚硝化非常缓慢，但是二乙醇胺却极易被亚硝化。另外，亚硝化试剂的存在也是亚硝胺形成的一个重要因素。调查发现化妆品中潜在的亚硝化试剂含量范围为113～5021μgkg。在同一产品中亚硝化试剂与亚硝胺的含量没有相关关系，但是，亚硝化试剂含量高的产品中亚硝胺的含量通常也比较高。例如，溴硝丙醇在化妆品中可用作抗菌剂，它具有很高的抗革兰氏阴性菌活性，但它是一种强亚硝化试剂，在香波中溴硝丙醇含量高时，检测到的NMPABAO的含量也比较高。化妆品中大量潜在的亚硝化试剂主要有三方面的来源：1）经亚硝酸盐防锈处理的储料桶；2）原料中的杂质；3）作为化妆品成分而加入的原料本身。尽管化妆品有机原料和无机原料中亚硝酸盐的量很少，一些无机原料中却发现有高达5mgkg的亚硝酸盐，这表明无机原料可能是亚硝化剂的潜在来源。氮的氧化物是另一潜在的亚硝化试剂来源。

3.亚硝胺的检测方法

化妆品中亚硝胺的种类繁多，含量低，化学结构和性质多样，而且在分析过程中有可能生成新的亚硝胺，出现假阳性干扰，影响测定结果的可靠性，因此，化妆品中亚硝胺的测定是比较困难的。在亚硝胺分析过程中经常会出现人为因素的影响，主要有两种：假阳性和假阴性干扰。假阳性干扰通常是由于在样品处理和分析过程中形成了新的亚硝胺化合物所致。假阳性一般在用GC检测时出现较多，在用HPLC检测时出现较少。避免分析过程中可能出现的假阳性干扰一般有以下几种措施：1）尽量减少分析步骤；2）在分析前加入抑制剂（必须加入过量）；3）通过实验测定人为形成亚硝胺的量来扣除假阳性所产生的干扰。假阴性干扰通常是由于在样品处理和分析过程中亚硝胺的遗失所致。主要有以下几个方面：1）光、热的影响和过高的pH条件导致假阴性；2）GC中的高温、HPLC中柱子的吸附导致假阴性；3）检测器导致假阴性。避免分析过程中可能出现的假阴性干扰一般有以下几种措施：1）黄光或在暗中操作；2）几种不同的HPLC柱和不同的溶剂条件进行必要的回收性实验。国外近年来测定亚硝胺总量多采用NO化学发光法，根据Eisenbrand和Preussmann报道的去硝基反应，用HBrCH3COOH溶液将亚硝胺N-NO官能团中的N-N间催化断裂，分解产生的NO经过载气吹脱及净化后用热能分析仪(TEA)或“NO化学发光检测器”测定。在亚硝胺的测定中经常提到的热能分析法是一种发生在气相或气-固界面中的实质为化学反应的气相技术。溶解在适宜溶剂(如CH2Cl2等)中的亚硝胺经裂解使N-NO键断裂，释放NO，再通过O3氧化成激发态的NO·2，NO·2衰变发射出特征辐射，发射强度与亚硝胺的浓度成正比。色谱法能够比较准确快速分离不同的亚硝胺，采用GC-TEA、HPLC-TEA来检测亚硝胺具有很高的选择性和灵敏性，是一种比较可靠的分析方法。先把样品用水稀释，吸附到Kieselgur柱上，用正丁醇洗脱，提取液通过用丙酮洗脱的硅胶柱，把洗出液烘干再重新溶解在CH2Cl2溶液中，然后用GC-TEA进行分析。但是，TEA检测器价格昂贵，一般的实验室都无法负担。此外，还可用分光光度法或毛细管电泳法等来检测亚硝胺。一般来说，测定挥发性的亚硝胺可用GC法，而测定非挥发性的亚硝胺则用HPLC法。

4.其他分析技术

一种测定化妆品中NDELA的新分析方法。该研究基于一种用于提取高极性化合物的分散液-液微萃取的新方法，称为反相DLLME，随后液相色谱-紫外/可见光确定。在优化的条件下，将750μl丙酮(分散溶剂)和125μl水(萃取溶剂)的混合物快速注入5ml甲苯样品溶液中。将提取物注入以0．02mol·L－1乙酸铵作为流动相的液相系统。色谱分离后，洗脱液通过光解装置以将NDELA转化为亚硝酸盐，然后将其与格里斯试剂(Griessre-agent)流混合并在50℃下通过柱后反应器以将亚硝酸盐衍生为偶氮-染料，最后用分光光度法在540nm处测量。该方法检测限和定量分别为1．1和3．6ng·ml－1。改进后的方法灵敏度有了很大的提高，所得灵敏度高于ISO10130∶2009官方方法。

结语

当前化妆品中亚硝胺类物质的分析方法大多操作过程繁琐，受仪器精度的影响较大，成本较高，具有一定的局限性，分析技术还有待进一步完善。亚硝胺种类繁多，性质差异较大，现有方法多是对其中的一种或几种进行测定，针对化妆品中亚硝胺总量分析的检测方法仍是空白，对于《化妆品安全技术规范》中规定的化妆品中亚硝胺限量(50μg·kg－1)的监测没有有效的技术手段。因此，有必要建立灵敏、准确、快速的化妆品中亚硝胺总量分析方法，为化妆品科学监管和标准修订提供科学依据。对于样品前处理技术来说，应开发适应性强、快速高效、价格低廉的前处理技术。对于仪器分析方法来说，应改善与提高仪器的性能与技术指标，建立测定化妆品中亚硝胺类物质的筛查和定量方法。

参考文献

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[2]徐淼，张倩男，杨辉，等．亚硝胺及前体化合物的致癌效应及其食用安全性研究进展［J］．癌变·畸变·突变，2018，30(1)：76-79