高效液相色譜法測定紡織品中2種CMR 物質

秦 鑫,徐韻揚,吳 怡,顧 虎,胡 喆,王敏超

(杭州市質量技術監督檢測院,浙江 杭州310019)

日用消費品量大面廣,與日常生活息息相關,其質量安全日益受到各方關注。近年來,由消費品引發的質量安全事件層出不窮,雙酚A 奶瓶[1]、增塑劑超標玩具[2]、超薄塑料袋、熒光衛生紙和紙巾紙[3-5]、毒文具等事件都產生了較大的社會影響,嚴重影響了消費者的健康安全和消費信心,這些質量安全事件均涉及產品中有害物質限量和安全性能。

苯并(b)熒蒽[6]和苯并(a)芘[7]是日常生活或工業生產過程中產生的副產物,屬于多環芳烴中毒性最大的一類強烈致癌物,被列為全球性持久性有機污染物。該物質已被歐盟列為CMR(致癌、致突變和生殖毒性)物質。2018 年 4 月 26 日,歐盟成 員國同意 修訂REACH 附件XVII中對33種在服裝、紡織品和鞋類等日用消費品中使用CMR(致癌、致突變和生殖毒性)物質的限制。被REACH 法規附件XVII列為CMR類限用物質,在未經授權許可下不得生產、銷售或使用。

目前關于苯并(b)熒蒽和苯并(a)芘2種CMR 物質檢測方法研究的報道主要集中在水體[8-9]、土壤環境[10]、食品及其包裝材料[11-13]方面?，F有報道的有關紡織品中苯并(b)熒蒽和苯并(a)芘檢測研究主要采用氣相色譜-質譜聯用法[14-16],紡織品中采用液相色譜技術檢測CMR 物質的研究還處于萌芽狀態。本研究將采用超聲萃取前處理技術,高效液相色譜法測定紡織品中苯并(b)熒蒽和苯并(a)芘2種CMR 物質,并應用于實際樣品的測試分析。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

1260 型高效液相色譜儀配FLD 檢測器；Agilent SB-C18液相色譜柱(100 mm×4.6 mm,3.5μm)；KQ-250 TDE型高頻數控超聲波清洗器；Milli-Q 超純水儀。

2種仿雌激素:(1)苯并(b)熒蒽(Bb F,純度99.5%,Dr.Ehrenstorfer)；(2)苯并(a)芘(BaP,純度99.5%,Dr.Ehrenstorf er)。

甲醇(色譜純,TEDIA)；乙腈(色譜純,TEDIA)；正己烷、三氯甲烷(分析純,上海凌峰化學試劑有限公司)；超純水(18.2 MΩ·c m)。

2個樣品(白色純棉針織布、黑色梭織布),均來自市售產品。

1.2 標準溶液配制

分別稱取苯并(b)熒蒽和苯并(a)芘標準品各10 mg,用乙腈溶解并定容至100 ml棕色容量瓶中,配制成濃度為100 mg/L 的單標儲備液,于冰箱中4 ℃保存。試驗時再分別移取1.0 ml各單標儲備液,用甲醇稀釋定容至100 ml,配置成濃度為1 000μg/L的標準工作液,再取一定體積的1 000μg/L 標準工作液配制成10、20、50、100、200μg/L 5個水平濃度的混合標準工作液。

1.3 樣品前處理

稱取代表性樣品0.5 g(精確至0.001 g),剪成5 mm×5 mm 大小,置于50 ml玻璃具塞反應瓶中,加入萃取溶劑(甲醇)10 ml,于30℃下超聲強度70 W 超聲萃取30 min,取出反應瓶,1 min內冷卻至室溫,萃取液經聚四氟乙烯(PTEE)濾膜過濾后,采用高效液相色譜-熒光(以下簡稱HPLC-FLD)測定。

1.4 色譜條件

色譜柱:Agilent SB-C18 色譜柱(100 mm×4.6 mm,3.5μm)；流動相:A.甲醇,B.水；等梯度分析10 min；流速:1.0 ml/min；柱溫:30 ℃；發射波長λe m=300 n m,激發波長λex=430 n m；進樣量:10μl。

優化條件后的2種CMR 物質的色譜分離情況如圖1所示。2種CMR 物質的保留時間分別為苯并(b)熒蒽(Bb F):3.525 min；苯并(a)芘(BaP):4.723 min。

圖1 2種CMR 物質混合標準溶液的液相色譜圖

2 試驗結果與討論

2.1 超聲萃取條件的優化

2.1.1 萃取溶劑的選擇

試驗所研究的2種CMR 物質均為極性多環類化合物。根據相似相溶原理,方法優選甲醇作為萃取溶劑。同時為考察不同類型溶劑對CMR 物質的萃取效果,試驗比較了丙酮、四氫呋喃2種萃取溶劑在相同試驗條件下(添加濃度為100μg/L混合標準工作液于陰性樣品中,超聲時間30 min,萃取溫度30℃,超聲強度70 W)萃取效果(表1)。結果表明,隨著萃取溶劑極性的下降,萃取效果逐漸降低,故選擇甲醇為萃取溶劑作進一步研究。

2.1.2 萃取溫度的優化

在其他條件不變的情況下,添加濃度為100μg/L混合標準工作液于陰性樣品中,分別考察了萃取溫度在20、25、30、35、40 ℃時對萃取物的萃取效果(圖2)。結果表明,隨萃取溫度的升高,萃取效果增大,溫度上升加快了目標物分子運動,目標物與基質之間的作用力減弱,速率常數增大,萃取效率不斷提高；當萃取溫度為30 ℃時,萃取效果最佳,萃取溫度再進一步升高,萃取效果沒有表現出明顯的增大趨勢,因此超聲萃取溫度選擇30 ℃。

表1 不同溶劑對2種CMR 物質的萃取效果

圖2 不同萃取溫度對2種CMR 物質萃取效率的影響

2.1.3 萃取時間的確定

以甲醇作為萃取溶劑,萃取溫度為30℃,考察10、20、30、40、50 min條件下對添加濃度為100μg/L混合標準工作液于陰性樣品的萃取效果(圖3)。結果表明,時間小于30 min時,目標物的萃取效率呈增大趨勢,當萃取時間超過30 min時,萃取效率不再增加。為提高試驗效率,選擇30 min作為最優超聲萃取時間。

圖3 不同萃取時間對2種CMR 物質萃取效率的影響

2.1.4 超聲強度和萃取體積的選擇

采用甲醇為萃取溶劑,萃取溫度30 ℃,萃取時間30 min,進一步研究不同超聲強度對添加濃度為100 μg/L混合標準工作液于陰性樣品的目標物萃取效果的影響。結果顯示,在超聲強度低于70 W 時,萃取效果隨著超聲強度的增加而增大,而超聲強度達到70 W后萃取效果無明顯提高。同時還研究了萃取劑體積對萃取效果的影響,考察了10、20、30 ml的萃取效果(圖4)。結果表明,當萃取體積為10 ml和20 ml時萃取效果相當,而當萃取體積增加到30 ml時,萃取效果反而下降,為減少有機溶劑使用量,選擇萃取體積為10 ml。

圖4 萃取體積對2種CMR 物質萃取效率的影響

2.2 線性范圍、檢出限和定量限

配制濃度為10、20、50、100、200μg/L的混合標準工作溶液,按優化后的試驗條件進行分析。以色譜峰面積(Y)對濃度(X)進行線性擬合,所得2 種CMR物質擬合曲線相關系數均大于0.999。以信噪比S/N=3計算出儀器檢出限(LOD)為1.0μg/L；根據樣品稱樣量和稀釋倍數,以信噪比S/N=10計算方法定量限(MLOQ)為0.1 mg/kg,具體結果見表2。

表2 2種CMR 物質的線性范圍、線性方程、相關系數、儀器檢出限和方法定量限

2.3 回收率與精密度試驗

最優化條件下,通過對標準棉貼襯和多纖維帖襯的空白樣品中,添加濃度為50μg/L和100μg/L的標準液,進行加標回收率試驗和精密度試驗,每個添加濃度平行試驗6次,結果見表3。2個添加濃度條件下,測得不同基質平均回收率為89.6%～102.3%,相對標準偏差(RSD)為1.5%～3.2%,方法的精確度和精密度能夠滿足紡織品中2種CMR 物質的分析。

表3 紡織品中2種CMR 物質加標回收率和相對標準偏差(n=6)

2.4 實際樣品分析

采用本方法對市售的2個樣品中的CMR 物質進行檢測,本色純棉針織布樣品中檢出苯并(a)芘,含量為0.36 mg/kg。

3 結語

建立了一個紡織品中CMR 物質超聲萃取結合高效液相色譜法的定性和定量分析方法,該方法以甲醇作為萃取劑,樣品在超聲萃取后,采用高效液相色譜法進行分析。方法回收率高,快速高效,前處理操作簡便,能達到紡織品中CMR 物質定性和定量分析的需求。