沈 嬋，毛志平，趙海浪，陳小軻，譚玉靜

1.東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院，生態(tài)紡織品教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室，上海201620；2.上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海200040

0 引言

現(xiàn)如今，經(jīng)過(guò)抗菌功能整理的紡織品越來(lái)越受到廣大人們的喜愛(ài)，主要在于這類含抗菌劑的紡織品不僅能夠有效減少各類病菌對(duì)肺和身體的直接傷害，同時(shí)還可以有效避免體內(nèi)微生物的大量滋生，從而避免紡織物產(chǎn)生異味、沾污、變色、強(qiáng)力或硬度降低等一系列問(wèn)題。目前，應(yīng)用于紡織品的抗菌整理的助劑主要有銀離子、殼聚糖、雙胍和脲類、季銨鹽類等產(chǎn)品[1]。

苯扎氯銨（Benzalkonium Chloride,簡(jiǎn)稱BAC），常用作防腐劑，并以白色或近乎白色的晶體或凝膠形式存在，是烷基芐基二甲基氯化銨的混合物[2]，俗稱“潔爾滅”，被廣泛運(yùn)用于個(gè)人護(hù)理、洗發(fā)香波、滴眼液、消毒液、紡織品以及印染助劑中。在過(guò)去的幾年里，人們發(fā)現(xiàn)BAC的毒性會(huì)導(dǎo)致人體皮膚的過(guò)敏及損傷，且此類事件也已經(jīng)被報(bào)道。因此，鑒于BAC的抗菌作用及其對(duì)人體健康的影響，定量測(cè)定紡織品中BAC 的總同源物的含量已成為人們關(guān)注的問(wèn)題。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)BAC的檢測(cè)方法主要有化學(xué)滴定法、毛細(xì)管電泳法、示差示分光光度法、氣相色譜法（GC-MS）、高效分光液相色譜法（HPLC）、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法等。

1 BAC的危害及監(jiān)管

1.1 BAC的化學(xué)性質(zhì)

苯扎氯銨（BAC）主要由3 種同系物（十二烷基二甲基芐基氯化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨和十六烷基二甲基芐基氯化銨）組成，其結(jié)構(gòu)通式中的R是一個(gè)烷基基團(tuán)，從C8H17到C18H37，詳見(jiàn)圖1[3]。上述3 種同系物質(zhì)都具有不同的抑制殺菌特性，其中：C12-BAC對(duì)酵母菌和真菌都具有明顯的抑制殺菌作用，C14-BAC 和C16-BAC 對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌都有一定的殺滅作用[4]。它們的殺菌物理特性主要源于其季銨離子的兩頭基和一個(gè)烷烴鏈。BAC在水溶液中通常帶正電荷，可以吸附在帶負(fù)電荷的有害微生物細(xì)胞表面，形成微量基團(tuán)，此基團(tuán)逐步滲入細(xì)胞菌漿的內(nèi)部（類似磷脂層），從而可以改變真菌細(xì)胞膜中的通透性，使細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)容物大量外滲，阻礙其新陳代謝，進(jìn)而可起到有效殺滅有害微生物的殺菌作用[5]。

圖1 苯扎氯銨結(jié)構(gòu)的通式

1.2 BAC的合成工藝

從文獻(xiàn)上來(lái)看，BAC 的合成主要有兩種方式。一種合成方式為lenckart 反應(yīng)，即采用氯化烷基胺化、芐基化的合成路線，其主要原料一氯癸烷是由椰子油中的十二醇與水和氯化氫蒸餾而成，然后在水和氯化鋅存在下用鹽酸制備而成。由于十二醇的價(jià)格高，資源少（主要依靠進(jìn)口），不僅生產(chǎn)成本增加，產(chǎn)品質(zhì)量和純度還不高，這就限制了產(chǎn)品生產(chǎn)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用[6]。另一種合成方式是以活性液體石蠟為原料制備一氯代癸烷，成本較低，但反應(yīng)過(guò)程中十二烯的形成卻大大降低了回收率。而我國(guó)常用的制備工藝由N,N-二甲基十二胺與丁酮和氯化芐反應(yīng)制備[7]，其同系物的制備工藝詳見(jiàn)圖2，圖中R主要為C12、C14、C16正烷烴基[8]。

圖2 苯扎氯銨同系物制備工藝圖

1.3 BAC的危害

BAC是一種季銨鹽類陽(yáng)離子表面活性劑，具有一定的化學(xué)殺菌及防腐特性，被應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ畹闹T多方面，在醫(yī)療衛(wèi)生、服裝印染、罐頭防腐劑、蟲害控制產(chǎn)品、醫(yī)用消毒劑和眼用或鼻用制劑等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于BAC 對(duì)細(xì)菌沒(méi)有選擇性毒性[9]，因而長(zhǎng)期使用BAC 會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定的危害。例如，常在滴眼液中添加BAC是為了有效防止在長(zhǎng)期用于使用滴眼液的過(guò)程中因滋生微生物而對(duì)人的眼部造成危害。根據(jù)大量臨床研究試驗(yàn)結(jié)果可知，長(zhǎng)期使用一些添加防腐劑（主要產(chǎn)品可能是BAC）的滴眼液，會(huì)刺激人的眼部，使眼睛產(chǎn)生各種異物感、灼熱感及局部刺激感、干燥感、流淚、眼癢等常見(jiàn)的對(duì)眼表生物過(guò)敏者的癥狀[10]。紡織品中添加BAC，可能會(huì)引起接觸性皮炎、過(guò)敏等反應(yīng)。不僅如此，若BAC 的含量過(guò)高，還有可能會(huì)引起心率過(guò)快、心悸等一系列癥狀。

1.4 BAC的監(jiān)管

目前，人們?cè)絹?lái)越重視抗生素的濫用這一現(xiàn)象，并且各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都采取了相應(yīng)的監(jiān)管措施，使得抗生素的使用更加規(guī)范，但是對(duì)于抗菌劑的使用目前尚未有一套合理有效的管理模式，且不合理使用的情況非常普遍[11]。

BAC被美國(guó)食品和藥物管理局列為“III類抗菌活性成分”[12]，我國(guó)《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》、歐盟化妝品法規(guī)（理事會(huì)指令76/768/EEC）將BAC 定義為化妝品成分中的限制物質(zhì)（洗發(fā)產(chǎn)品中的最大允許質(zhì)量分?jǐn)?shù)限量值為3%，其他產(chǎn)品中的最大允許質(zhì)量分?jǐn)?shù)限量值為0.1%）[13]。我國(guó)衛(wèi)生部規(guī)定了不同用途消毒劑中BAC的用量，其中皮膚和黏膜消毒劑的最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.20%（W/V）[14]。在紡織品中，BAC的過(guò)量添加會(huì)引起皮膚過(guò)敏等癥狀，但國(guó)內(nèi)并未對(duì)紡織品中BAC的限量值規(guī)定。因此，制定相關(guān)規(guī)范對(duì)紡織品中的BAC 限量值做出明確要求迫在眉睫。

2 BAC的檢測(cè)現(xiàn)狀

目前，BAC 的檢測(cè)方法主要有化學(xué)滴定法、毛細(xì)管化學(xué)電泳法、示差分光光度法、高效液相色譜法（HPLC）、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS/MS）等，且涉及消毒液、牙膏、化妝品、濕巾、滴眼液、外科手術(shù)等領(lǐng)域，但在紡織品上的檢測(cè)方法較少。

2.1 毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳法（CE）已經(jīng)用于眼藥水中BAC和消毒劑中BAC 含量的測(cè)定。毛細(xì)管區(qū)帶電泳（CZE）具有極大的應(yīng)用效率和固有成本的優(yōu)勢(shì)，它可以在小體積內(nèi)快速、高分辨率地分離大量有機(jī)化合物，且具有分析時(shí)間短、前處理簡(jiǎn)單、成本低、試劑消耗量少等特點(diǎn)。因此，近年來(lái)CZE已成為高效液相色譜法的替代技術(shù)，用于分離小分子以及多種不同烷基鏈長(zhǎng)的陰離子和陽(yáng)離子表面活性劑。

宋寶花等[14]建立了一種用高效毛細(xì)管電泳法測(cè)定復(fù)方化學(xué)消毒劑中有效化學(xué)成分（如BAC等），并對(duì)測(cè)試過(guò)程中的各種條件進(jìn)行了探究。

王萍等[15]使用具有紫外檢測(cè)器的毛細(xì)管電泳儀進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)過(guò)程包括：分離緩沖溶液及樣品溶液的配制→標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制→樣品預(yù)處理→電泳條件的選擇。其中，選定的檢測(cè)波長(zhǎng)為214 nm，分離緩沖液為150 mmol/L的磷酸二氫納溶液，確定分離緩沖液最佳pH值為2.0～3.0，并向分離緩沖溶液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的乙腈；最佳分離電壓為10 kV，進(jìn)樣時(shí)間為3 s，操作溫度為25 ℃。新裝毛細(xì)管在使用前應(yīng)分別用1 mol/L NaOH溶液沖洗20 min、超純水沖洗5 min、分離緩沖液沖洗5 min。在最佳電泳條件下，得到了C12-BAC、C14-BAC 和C16-BAC的線性回歸方程，線性相關(guān)系數(shù)均在0.999 7～0.999 9，檢測(cè)限（LOD）為0.5 mg/L，定量限（LOQ）為1.5 mg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.71%～2.73%，回收率為93.83%～104.36%。

2.2 高效液相色譜法

采用示差分光光度法和毛細(xì)管電泳法測(cè)定樣品存在前處理步驟較為復(fù)雜、特異性差、假陽(yáng)性高、靈敏度較低等特點(diǎn)，而高效液相色譜法（HPLC）法卻具有較高的靈敏度[16]，也是測(cè)定BAC最常用的一種檢測(cè)方法。該方法常用于包裝材料、化妝品、日化用品、醫(yī)用產(chǎn)品等限用BAC 產(chǎn)品含量的測(cè)定，并配合二極管陣列檢測(cè)器來(lái)進(jìn)行使用。

鄭國(guó)燦等[17]建立HPLC法用于測(cè)定牙膏中BAC的3 種同系物的含量，即同系物（C12-BAC、C14-BAC、C16-BAC）的含量。試驗(yàn)采用高效液相色譜儀和二極管陣列檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，分離柱采用CN-3色譜柱，柱溫30 ℃，檢測(cè)波長(zhǎng)260 nm，流動(dòng)相選擇乙腈和0.1 mol/L 的乙酸銨溶液，用流動(dòng)相（乙腈和乙酸銨體積比為1∶1的溶液）為洗脫條件進(jìn)行等度洗脫。樣品先進(jìn)行旋渦振蕩，然后超聲提取，最后離心，取上清液用于0.45 μm有機(jī)微孔濾膜，得到樣品溶液。本方法的回收率為97.4%～107%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.21%～5.2%。

張鵬祥等[18]建立了測(cè)定化妝品中BAC 含量的一套方法。該方法以CN 柱為色譜柱，流動(dòng)相為乙腈和0.1 mol·L-1醋酸銨緩沖液（用冰醋酸調(diào)節(jié)pH值至5.0）的混合溶液（乙腈和醋酸銨體積比為70∶30），柱溫為25 ℃，檢測(cè)波長(zhǎng)260 nm，進(jìn)樣量為20 μL。該方法的回收率為92.0%～110.6%，RSD 為0.27%～1.69%。

2.3 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（LC-MS/MS）技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)：用質(zhì)譜進(jìn)行分析具有較強(qiáng)的分離能力，主要表現(xiàn)在物質(zhì)如果在液相色譜上沒(méi)有完全分離開，可以通過(guò)MS 的特征離子質(zhì)量色譜圖繪制各自的色譜圖進(jìn)行定性定量，定量結(jié)構(gòu)十分可靠，能給出豐富的結(jié)構(gòu)信息和各組分的分子量；通過(guò)使用適應(yīng)性廣的檢測(cè)器，MS幾乎可以檢測(cè)所有的化合物，也便于解決分析熱不穩(wěn)定化合物的主要技術(shù)問(wèn)題[19]。由于該方法具有準(zhǔn)確性高、高效率和高靈敏度等特點(diǎn)，可以滿足食品和紡織品安全檢測(cè)中快速、高效的要求，因此可以通過(guò)高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)BAC進(jìn)行檢測(cè)。

孫龍等[20]建立液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定嬰幼兒配方乳粉中3 種BAC 同系物和殘留量。用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可以快速檢測(cè)嬰兒配方乳粉中化學(xué)物質(zhì)殘留，對(duì)監(jiān)控食品安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本試驗(yàn)所使用的儀器為L(zhǎng)C-MS/MS，所選色譜條件為：C18 色譜柱，柱溫為25 ℃，進(jìn)樣量5 μL，選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的甲酸水溶液（A）和甲醇（B）為流動(dòng)相，并確定最佳的梯度洗脫程序，選擇以電噴霧A（ESI）為離子源，掃描方式為正離子模式，檢測(cè)方式為多反應(yīng)檢測(cè)，確定霧化氣壓力為275.8 kPa，汽化溫度為340 ℃。試驗(yàn)測(cè)得加標(biāo)回收率為85.1%～102.1%，檢出限為3 μg/kg，定量限為10 μg/kg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.05%～8.35%（n=7）。

3 結(jié)論

（1）BAC 作為一種陽(yáng)離子表面活性劑，在紡織品以及染整助劑中的應(yīng)用較為常見(jiàn)，且當(dāng)前它的測(cè)定大多集中在醫(yī)用、藥用、消毒產(chǎn)品等領(lǐng)域。

（2）紡織品中BAC的測(cè)定在國(guó)內(nèi)外尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法。因此，為保護(hù)人類健康和生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)BAC的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)顯得尤為迫切。