氣相色譜/質譜聯用法測定煙用水基型乳膠中的鄰苯二甲酸酯

楊斌，陳超英，吳達*，林華清，陳星潔，戴云輝

1.上海煙草集團有限責任公司技術中心，上海市楊浦區長陽路717號200082

2.湖南中煙工業公司技術中心，長沙市雨花區萬佳麗中路三段188號410005

煙用水基型乳膠中的鄰苯二甲酸酯是環境激素類物質，長期接觸可導致內分泌紊亂、生殖機能失常等疾病，甚至可通過胎盤和哺乳產生跨代影響[1-2]。由于此類物質沸點高、不易揮發、不容易引起急性中毒，所以人們常忽視其污染性而大量使用。歐洲議會和理事會2005/84/EC指令指出，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)和鄰苯二甲酸丁基芐基酯(BBP)為再生有毒物質，并被劃分為第二類有毒物質。從適當的角度考慮，對DEHP，DBP和BBP的限制要求應比對鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)和鄰苯二甲酸二辛酯(DNOP)的限制更嚴格[3-5]。迄今為止，鄰苯二甲酸酯類中已有6種被美國國家環境保護局列為“優先監測污染物名單”，分別是鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)，鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)，DBP，DEHP，鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和BBP[6]。

目前，國內對鄰苯二甲酸酯的測定主要集中在食品、塑料包裝材料、紡織品、大氣、土壤、水和醫療領域[7-10]，較常用的檢測方法是氣相色譜(GC)或氣相色譜/質譜法(GC/MS)[10-14]。由于煙草消費者在抽吸卷煙時，濾嘴直接接觸嘴唇，乳膠中的鄰苯二甲酸酯類可能對吸煙者的健康存在潛在的危害，因此建立相對應的檢測方法，對乳膠產品加以監控是非常必要和迫切的。因此，采用GC/MS與內標法定量測定煙用水基乳膠中的鄰苯二甲酸酯，可為煙用水基型乳膠的選用和卷煙的質量控制提供參考。

1 材料和方法

1.1 試劑與儀器

正己烷(色譜純，德國默克公司);鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)，DMP，DEP，DBP(99%，百靈威化學試劑有限公司);苯甲酸芐酯(IS)、DEHP，DOP，BBP(certified，東京化成株式會社)煙用水基型乳膠樣品(由部分卷煙工業企業提供)。

7890A/5975C氣相色譜/質譜聯用儀(美國Agilent公司);XP404S電子天平(感量0.0001 g，瑞士梅特勒公司);離心機(轉速不低于4000 r/min，無錫瑞江分析儀器有限公司);KS-1000T超聲波萃取儀(寧波科生儀器廠)。

1.2 樣品處理與分析

以正己烷為萃取溶劑，配制苯甲酸芐酯內標(IS)濃度為100 mg/L的萃取溶液。

準確稱取各種鄰苯二甲酸酯標準品(精確至0.1 mg)，用正己烷配制成各鄰苯二甲酸酯濃度均為5 g/L的混合標準儲備液。

分別取200，100，50，20，10，和0 μL標準儲備液，準確加入10 mL萃取溶液，并混合均勻。配制的系列標準溶液中鄰苯二甲酸酯/內標分別為1000，500，250，100，50和0 μg/mg，于4℃冰箱中避光保存。

稱取0.3 g樣品，置于25 mL具塞錐形瓶中，加入2 mL蒸餾水，混合均勻后加入10 mL萃取溶液，超聲萃取30 min，取適量萃取液于離心管中離心10 min，取上層清液進行GC/MS分析。分析條件為:

色譜柱:HP-5MS毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進樣口溫度:280℃;程序升溫:進樣量:1 μL;分流比:100:1;載氣:He(純度≥99.999%);流速:1.2 mL/min;傳輸線溫度:280℃;電離方式:電子轟擊源(EI);電離能量:70 eV;離子源溫度:230℃;四極桿溫度:150℃;測定方式:全掃描的總離子流圖(TIC)定性，選擇離子檢測(SIM)定量;溶劑延遲:4 min。

在不加入樣品的情況下，按上述處理步驟制備空白參照樣品并進行GC/MS分析，得到空白值。7種鄰苯二甲酸酯的GC/MS分析采用SIM(見表1)定性，內標法定量。

2 結果與討論

2.1 萃取溶劑的選擇

煙用水基型乳膠中的聚醋酸乙烯酯不溶于水、正己烷、乙醇、高級醇和環己烷，溶于丙酮、苯、二氯甲烷、三氯甲烷、吡啶、四氫呋喃、甲醇、環己酮、乙酸及酯類等溶劑。為了避免高分子聚合物溶解而造成的儀器污染，初步排除了丙酮等溶劑作為萃取液，同時，考慮到用醇類作為溶劑時溶液內的水分不易去除，易損傷色譜柱，故選取正己烷作為樣品萃取溶劑。

2.2 加水量對萃取結果的影響

由于煙用水基型乳膠分子量大，部分樣品粘度較高，因此，先加入適量的蒸餾水進行稀釋或分散，可以使萃取更加充分。不同加水量對乳膠中樣品鄰苯二甲酸酯萃取效果的影響(圖1)表明，當蒸餾水加入量為0～1 mL時，隨著用量的增加，DIBP和DBP的檢測值不斷增大;當加入量為1～5 mL時(樣品量為0.3 g時)，檢測值基本持平，分散效果趨于穩定，綜合考慮選取2 mL加水量作為試驗條件。

表1 7種鄰苯二甲酸酯及內標物定性和定量選擇離子表

2.3 超聲提取時間的選擇

取同一乳膠樣品，超聲萃取4次，分別為15，30，45和60 min。GC/MS分析結果(表2)表明，超聲萃取30 min對樣品中的鄰苯二甲酸酯的提取效率相對較高。

2.4 樣品量的選擇

對同一乳膠樣品，分別取0.2，0.3，0.5和1 g等4個質量進行分析，每個樣品質量重復取樣5次，計算相對標準偏差(RSD)，以考察樣品量對測定結果的影響，結果見圖2。由圖2可知:樣品量為0.3～0.5 g時，單個樣品質量組內的檢測結果RSD較小，綜合考慮，選擇試驗的樣品質量為0.3 g。

2.5 萃取溶液體積的選擇

稱取樣品0.3 g，分別加入10，20，30，40 mL等4個體積的萃取溶液進行處理和分析。結果(表3)表明，萃取溶液體積對檢測結果影響不大，考慮到樣品處理的方便，本試驗最終選擇萃取溶液體積為10 mL。

2.6 工作曲線和檢出限

分別取配制的標準工作溶液進行GC/MS分析，以各鄰苯二甲酸酯/內標的峰面積比(y)對各鄰苯二甲酸酯/內標的質量比(x)作回歸分析，得到各鄰苯二甲酸酯的標準工作曲線，如表4所示。

圖1 加水量對煙用水基型乳膠中鄰苯二甲酸酯類萃取結果的影響

表2 超聲提取時間對煙用水基型乳膠中鄰苯二甲酸酯類的提取效率(μg/g)

由表4可知，在鄰苯二甲酸酯/內標為0至1000 μg/mg的標準溶液范圍內，7種鄰苯二甲酸酯的線性均較好，相關系數達到0.996以上。以最低濃度(鄰苯二甲酸酯/內標50 μg/mg)的標準溶液，重復進樣10次，計算標準偏差，以3倍標準偏差作方法的檢出限，10倍標準偏差為定量限，結果見表4。

2.7 方法的回收率與精密度

取同一乳膠樣品3份，分別加入高、中、低(300，1000和3000 μg/g)不同濃度的鄰苯二甲酸酯混合標樣進行處理分析，計算回收率。結果(表5)表明，高、中、低3個濃度下鄰苯二甲酸酯的加標回收率為85%～111%。

稱取同一樣品0.3 g進行處理分析，平行測定9次，只有DIBP與DBP被檢出，其他5種鄰苯二甲酸酯未檢出。兩種物質測定結果的RSD分別為4.18%和4.87%，表明本方法的精密度較好。

2.8 部分煙用水基型乳膠樣品中的鄰苯二甲酸酯含量

采用本方法抽樣檢測了2008～2009年全國大部分卷煙工業企業生產使用的4種(卷煙搭口膠、濾棒中線膠、接裝膠及條盒包裝膠)共144個煙用水基型乳膠樣品中的鄰苯二甲酸酯。結果表明，國產乳膠鄰苯二甲酸酯類增塑劑使用種類主要集中在DIBP，DBP兩種，且個別樣品含量較高，超過10000 μg/g，高于國外標準的限量要求[6，15]。相比之下，外資企業同年生產的乳膠樣品中則沒有鄰苯二甲酸酯類增塑劑被檢出。

圖2 不同樣品量對檢測結果的影響

表3 萃取溶液體積的選擇

表4 各鄰苯二甲酸酯的工作曲線和檢出限

表5 各鄰苯二甲酸酯的回收率

此外，在抽樣檢測的由2010年部分卷煙企業提供的日常生產用水基型乳膠產品中，沒有檢測出這7種鄰苯二甲酸酯類物質，說明原本使用含有鄰苯二甲酸酯類增塑劑的水基型乳膠的卷煙企業已選用更安全的乳膠產品進行替代，或者膠水企業通過工藝改進，使其水基型乳膠產品中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的使用達到了國際相關安全水平[6，15]，或者已不再使用，這進一步說明了國內卷煙企業對卷煙產品在煙用水基型乳膠選用的安全指標上給予了更多的關注，產品相關領域的安全性得到了一定程度的提高。

3 結論

以正己烷為溶劑，超聲萃取樣品，建立了同時測定煙用水基型乳膠中7種鄰苯二甲酸酯的GC/MS/SIM方法。在標準溶液濃度范圍內，7種鄰苯二甲酸酯的線性均較好，回收率在85%～111%之間。當前國內一部分煙用水基膠中使用的鄰苯二甲酸酯類物質主要是DIBP與DBP，并且通過工藝改進和產品替代可以促進卷煙產品相關領域的安全性。本方法簡單、快速，測定結果準確、可靠，可為卷煙安全性評價提供參考。

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