高效液相色譜-熒光法測定一次性紙杯和餐盒中3種熒光增白劑的含量

孟懷山，李雪莉，張盼盼，冉文生，姚軍，

(1.新疆醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054;2.新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，新疆烏魯木齊 830004)

熒光增白劑(FWA)是一種熒光染料，屬于一類具有很高量子效率、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合物，它能夠吸收波長為340～380 nm的紫外光，發(fā)射出波長400～450 nm的藍(lán)紫光，彌補(bǔ)藍(lán)光缺損形成的泛黃從而達(dá)到增強(qiáng)白度和亮度的目的［1-2］。FWA的用途非常廣泛，大量應(yīng)用于造紙、洗滌劑和紡織品產(chǎn)業(yè)，不同品種的FWA有不同的理化性質(zhì)，也有不同的使用條件和應(yīng)用對(duì)象［3-5］。紙質(zhì)用品中FWA的使用不僅對(duì)環(huán)境造成潛在的危害，同時(shí)對(duì)機(jī)體健康產(chǎn)生較大的影響，有報(bào)道長期使用含有FWA的紙杯及紙質(zhì)用品可以致癌、致基因突變，還可使染色體畸變及阻礙傷口的愈合［6-7］。

一次性紙杯、紙巾、餐盒中FWA檢測方法的建立，對(duì)于監(jiān)督日常生活領(lǐng)域中FWA的濫用情況起到很好的作用。根據(jù)前期市場調(diào)研，目前市場上一次性紙杯、紙巾、餐盒中主要使用的熒光增白劑為B2729、220、B2730(結(jié)構(gòu)式見圖1)。本文建立了測定上述3種經(jīng)常使用的FWA的HPLC方法，對(duì)新疆烏魯木齊市一次性紙杯和餐盒中FWA的使用情況進(jìn)行普查，為烏魯木齊地區(qū)食品接觸性材料中的FWA的質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)提供了理論依據(jù)。

圖1 3種熒光增白劑結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Chemical structures of the three fluorescent whitening agents

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

熒光增白劑 B2730(純度＞98%)、B2729(純度＞98%)、220(純度 ＞98%)、乙酸銨均為優(yōu)級(jí)純;三氯甲烷、甲醇、乙腈均為色譜純;實(shí)驗(yàn)用水均為超純水。

LC-20A型高效液相色譜儀;RF-20A型熒光檢測器;JA4003N型電子天平;SK-2510HP型超聲波清洗器;TGL-16B型高速離心機(jī)。

1.2 對(duì)照品混標(biāo)儲(chǔ)備液配制

稱取3種FWA對(duì)照品各25.0 mg，用三氯甲烷定容至25 mL，配制成1.0 g/L的對(duì)照品儲(chǔ)備溶液，冷藏避光保存。根據(jù)需要，按體積比為B2730∶B2729∶220=2∶3∶1，各移取對(duì)照品儲(chǔ)備液 B2730=0.2 mL、B2729=0.3 mL、220=0.1 mL 定容至10 mL容量瓶中，制成對(duì)照品混標(biāo)儲(chǔ)備液。

1.3 樣品前處理

選取一次性紙杯，剪成小于5 mm×5 mm的碎片，避開油墨和印花部分，只選取杯身白色部分，碎片混合后從中精密稱取1.0 g置于50 mL具塞錐形瓶中，加入20 mL三氯甲烷，超聲萃取30 min，萃取溫度40℃。將萃取液轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中，離心5 min(5 000 r/min)，取上清液過 0.22 μm 有機(jī)濾膜，供液相色譜儀測定。

1.4 色譜條件

采用 Inertsil ODS-3(250 mm ×4.6 mm，5 μm)為分析柱;流動(dòng)相:A相為乙腈，B相為乙酸銨溶液(5 mmol/L)，線性梯度洗脫程序:0～40 min(25%B∶75%A)，50 ～90 min(5%B∶95%A)，流速0.5 mL/min，柱溫 30 ℃，進(jìn)樣量 5 μL。激發(fā)波長350 nm，發(fā)射波長430 nm。

根據(jù)對(duì)不同梯度條件的考察，3種FWA對(duì)照品混標(biāo)溶液的色譜圖見圖2。結(jié)果表明，在上述流動(dòng)相及梯度條件下可獲得較佳的分離效果。

圖2 熒光增白劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖Fig.2 Chromatogram of a standard mixture of the three FWAs

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

將1.2節(jié)對(duì)照品混標(biāo)儲(chǔ)備液按2倍比例，依次稀釋5次，制備成系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.4節(jié)色譜條件進(jìn)樣，測定其峰面積值，以峰面積為縱坐標(biāo)(y)，濃度為橫坐標(biāo)(x)，進(jìn)行線性回歸。其線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)見表1。

表1 3種對(duì)照品溶液的線性關(guān)系Table 1 Linear relationships of control solution

由表1可知，F(xiàn)WA的濃度在一定范圍內(nèi)，與峰面積呈良好的線性關(guān)系。

2.2 精密度實(shí)驗(yàn)

取1.2節(jié)FWA對(duì)照品混標(biāo)溶液，按1.4節(jié)色譜條件以進(jìn)樣量5 μL重復(fù)進(jìn)樣6次。其RSD分別為3.41%，2.43%，2.96%。

2.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

將1.2節(jié)FWA對(duì)照品混標(biāo)溶液置于室溫，分別于0，3，6，12，24 h 時(shí)取混標(biāo)溶液，按 1.4 節(jié)色譜條件進(jìn)樣5 μL進(jìn)行測定，3種FWA峰面積的RSD分別為4.10%，2.26%，1.61%，表明該樣品溶液在24 h內(nèi)測定穩(wěn)定。

2.4 回收率實(shí)驗(yàn)

采用在空白樣品中添加標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法，進(jìn)行加樣回收率實(shí)驗(yàn)，精密稱取樣品1.0 g，加入已知濃度的對(duì)照品作為本底量，分別按已知含量的80%，100%，120%加入FWA對(duì)照品溶液，每個(gè)濃度水平進(jìn)行3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，按1.3節(jié)方法進(jìn)行樣品前處理并測定，結(jié)果見表2。

表2 3種FWA的回收率結(jié)果(n=3)Table 2 The result of recoveries of the three FWAs(n=3)

由表2可知，該方法的加標(biāo)回收率較好，符合檢測要求。

2.5 實(shí)際樣品分析

利用所建立的方法對(duì)37種購買于烏魯木齊市場上的一次性紙杯和餐盒進(jìn)行檢測，其中含有上述3種主要使用的FWA，即能和對(duì)照品混標(biāo)溶液的保留時(shí)間吻合的樣品有16個(gè)，且檢出的熒光增白劑均為220，檢測結(jié)果見表3。

表3 與對(duì)照品220的保留時(shí)間吻合的樣品Table 3 The samples had the same retention time with the control 220

另外含有非上述3種主要使用的FWA，即沒有和3種FWA對(duì)照品混標(biāo)溶液的保留時(shí)間吻合的樣品，但同時(shí)也檢出FWA的有14個(gè)，結(jié)果見表4。幾乎不含F(xiàn)WA或者含量很少的樣品有7個(gè)。樣品中FWA檢出率為81%。

表4 與3種FWA對(duì)照品的保留時(shí)間不一致的樣品Table 4 The samples had the different retention time with the three control FWA

2.6 檢測波長的優(yōu)化

對(duì)于3種FWA對(duì)照品溶液，進(jìn)行紫外全波長掃描，3種FWA均在350 nm處左右出現(xiàn)最大吸收，用熒光分光光度計(jì)，以350 nm為激發(fā)波長，掃發(fā)射波長，發(fā)現(xiàn)在430 nm處有最大吸收，所以選用350 nm作為激發(fā)波長，430 nm作為發(fā)射波長。

2.7 流動(dòng)相的優(yōu)化

前期實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)3種FWA出峰時(shí)間太長或分離度不佳，所以采用梯度洗脫，通過觀察圖譜來調(diào)整流動(dòng)相比例，最終確定流動(dòng)相A相為乙腈，B相乙酸銨溶液(5 mmol/L)，梯度洗脫程序:0～40 min(25%B∶75%A)，50 ～90 min(5%B∶95%A)。在該條件下，3種FWA分離較好。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了一次性紙杯和餐盒中FWA含量的高效液相色譜-熒光檢測方法，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，市場上絕大多數(shù)一次性紙杯和餐盒中含有熒光增白劑，只有少數(shù)未檢出，F(xiàn)WA檢測結(jié)果超出國家推薦標(biāo)準(zhǔn)(SN/T 2901—2011)。實(shí)驗(yàn)表明，該方法具有前處理簡單、靈敏、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，且方法的重現(xiàn)性和線性關(guān)系均能滿足定量分析要求，為市場中一次性紙杯和餐盒中主要FWA的質(zhì)量控制提供了一定實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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