高效液相色譜法同時測定無紡布中的丙烯酸、巴豆酸和衣康酸

劉永玉

(福建紫金礦冶測試技術有限公司廈門分公司，福建 廈門 361101)

丙烯酸類物質是一類不飽和的有機酸化合物，它們的分子內含有與羧基共軛的碳-碳雙鍵結構，因此可以進行均聚或者共聚，同時還可以與其它醇類物質進行酯化，從而衍生形成各種功能性的丙烯酸工業產品，成為當代化工領域中一類非常重要的化工中間體[1]。丙烯酸類化合物所形成的樹脂等高分子材料，被廣泛用于粘合劑、涂料、樹脂等行業，隨著其性能的不斷開發，丙烯酸類物質還可以用于制藥、紡織、造紙、化纖、以及塑料包裝材料和水處理等工業方面，具有越來越廣泛的應用前景[2-3]。

然而，丙烯酸、衣康酸和巴豆酸作為常見的含丙烯酸結構單元的物質，當以它們為聚合原料生產無紡布時，部分未發生聚合的殘留單體會殘留在無紡布中，這些未聚合的殘留在使用或廢棄過程中，會緩慢遷移出來，從而污染水體、土壤環境，以及各類消費品和食品[4]。歐盟相關法規規定，食品接觸材料中規定丙烯酸的遷移限量為6.0 mg/kg[5]；我國也規定規定工作場所中丙烯酸的衛生標準TWA為6 mg/m3[6]。因此，建立無紡布中丙烯酸類化合物的檢測方法具有重要的意義，從而保護消費者的健康安全。

對于上述三種含丙烯酸結構化合物，已有部分檢測方法報道，如氣相色譜法、紫外分光光度法以及氣相色譜質譜聯用法等[6-14]。例如，2014年，劉蘭[10]課題組測定了土曲霉發酵液中的衣康酸含量，在利用高效液相色譜法能達到很好的準確度和較低的檢出限。2016年，張朝陽[11]課題組報道了卡波姆共聚物中丙烯酸殘留量的高效液相色譜測定方法，結果表明其在一定濃度內線性關系良好(R2=0.9996)，方法平均回收率高達93%。2018年，胡新功課題組[12]在報道了食品包裝材料中巴豆酸的檢測方法，同樣具有良好的線性(R2>0.99)和回收率(86%～116%)，其檢出限低達0.5 mg/L。

雖然對于丙烯酸類物質的檢測研究已有不少報道，然而目前對于無紡布中三種物質的檢測尚未見報道。因此，建立一種同時檢測無紡布中丙烯酸、衣康酸和巴豆酸的研究方法，能夠在實際質量監控中進行高效檢測，避免單獨逐一測試，從而提高檢測效率，節約資源，具有很好的實際應用價值。

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

儀器：水，用超純水制備(Millipore)；移液槍(Sartorius)；高效液相色譜儀，Agilent 1100，配紫外檢測器(美國安捷倫)；紫外分光光度計(美國安捷倫)；超聲儀(上海科導)。

試劑耗材：丙烯酸、巴豆酸、衣康酸均為分析純，磷酸為色譜純，以上均購自安耐吉；正己烷為農殘級，乙酸乙酯、乙腈、甲醇均為色譜純，以上均購自上海安譜；尼龍濾膜針式過濾器購自上海安譜。

1.2 標準溶液的配制

分別準確稱取0.5 g(精確到0.1 mg)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸三種丙烯酸化合物加入三個100 mL容量瓶中，加水溶解后用水定容，然后分別移取50 μL上述三種單標加入100 mL容量瓶中，用水定容，此為三種混標的標準儲備液，置于4 ℃下避光保存。系列標準溶液由混合標準儲備液用水稀釋而得。

1.3 樣品前處理

取一定的代表性樣品，將試樣剪成小于1×1 cm的小塊，準確稱取1 g(精確至0.1 mg)試樣兩份，供平行測定使用。將樣品放置于100 mL具塞錐形瓶中，加入10毫升超純水，在室溫下超聲提取30 min，然后過0.45 μm濾膜后供高效液相色譜測定。

1.4 分析方法

色譜柱：選擇Agilent ZORBAX SB-C18(4.0 μm, 4.6 mm×250 mm)；流動相：初始流動相為5%乙腈和95%的磷酸水溶液(v/v=0.04%)；進樣量：20 μL；流速：1.00 mL/min；柱溫：40 ℃；檢測波長：205 nm；梯度洗脫條件見表1。

表1 流動相的梯度洗脫條件

2 結果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

我們通過制備陽性樣品進行提取實驗，考察了正己烷、甲醇、乙腈、水以及乙酸乙酯五種不同的溶劑對陽性樣品無紡布中目標物的單次提取效果，結果表明水的提取效果最好；甲醇和乙腈也能有效提取，但上機測試顯示色譜峰形不佳；乙酸乙酯和正己烷提取效率較低，因此確定采用水作為提取溶劑。

2.2 提取方式、提取時間和提取次數的選擇

接下來我們以水為提取溶劑，考察了陽性無紡布中目標化合物在索氏提取和超聲提取兩種不同提取方式下的提取效果，結果表明，索氏提取效果略高于超聲提取，但是需要的時間很長且容易造成交叉污染，考慮到操作的簡便性及實驗效率，最終采用超聲作為本方法的提取方式。

確定了提取方式之后，我們考察了在超聲條件下的提取時間，我們考察了15 min，30 min，45 min，60 min四個提取時間的檢測數據，結果表明15 min時部分待測目標尚未提取完全，而30 min之后各目標物含量基本沒有變化，因此選擇30 min為最佳提取時間。

確定上述條件后，考察不同的提取次數，結果表明第二次提時目標物的含量小于總殘留量的2%，說明經過第一次提取，已基本提取完全，考慮到水不易濃縮會影響靈敏度，以及操作的簡便性，我們最終將提取次數確定為一次。

2.3 檢測波長、色譜柱和流動相的選擇

通過紫外分光光度計分別測定衣康酸，丙烯酸，巴豆酸三種物質的紫外吸收光譜圖。分析譜圖可知，各物質的最強紫外吸收峰分別如下：衣康酸為195 nm，丙烯酸為200 nm，巴豆酸為209 nm。綜合考慮流動相的截止波長以及檢出限的要求，我們選擇205 nm作為本實驗的最佳吸收波長，并選擇乙腈和水為流動相；對于色譜柱的選擇，我們發現采用常規C18即可滿足要求。在檢測過程中，我們發現如果用純水和乙腈為流動相，各物質的色譜峰形很差，可能原因是酸類物質在流動相中發生了部分電離，為了改善峰形，我們進行了酸度調節，結果表明當采用乙腈-0.05%磷酸水溶液(v/v=0.05%)三種化合物均能得到很好的峰形；此外，由于三種物質在色譜柱上的保留時間差異較大，為了提高檢測效率，同時降低方法檢出限，我們采用梯度洗脫進行分離，最終衣康酸，丙烯酸，巴豆酸均能很好地進行分離檢測，整個分析時間不超過15分鐘，其高效液相色譜圖如圖1所示。

圖1 標準溶液中三種丙烯酸類化合物的高效液相色譜圖

2.4 方法檢出限和限性范圍和精密度實驗

將混標逐級稀釋，配成一系列標準工作溶液，濃度范圍為1.0，2.0，5.0，10，20，50 mg/kg，在選定的色譜條件下進行測定，以各目標化合物的濃度為橫坐標，對應的峰面積為縱坐標，繪制標準工作曲線，三種物質的相關系數在0.9991～0.9999之間，結果表明在1.0～50 mg/kg范圍內線性良好。對空白無紡布進行添加實驗，以3倍信噪比估算所對應目標物的檢出限，10倍信噪比估算定量限，結果表明，衣康酸的檢出限為0.30 mg/kg，定量限為0.9 mg/kg；丙烯酸的檢出限為0.33 mg/kg，定量限為1.0 mg/kg；巴豆酸的檢出限為0.20 mg/kg，定量限為0.60 mg/kg。采用上述方法，對陰性樣品進行加標實驗，對樣品添加低、中、高三個水平分別為1.0 mg/kg、5.0 mg/kg、50 mg/kg。每個含量平行測定6次，重復試驗，結果表明回收率在88%～96%之間，相對標準偏差(RSD)在1.8%～8.7%之間，具體結果見表2。

表2 回收率及RSD

3 結 論

本研究建立了采用高效液相色譜同時檢測無紡布中丙烯酸、巴豆酸和衣康酸三種化合物的方法，該方法樣品前處理操作簡便，定量可靠，靈敏度能滿足法律法規的限量要求，能夠有效地幫助企業和政府機構對相關產品中三種物質的殘留量進行檢驗監管。