超聲萃取-氣質聯用法測定皮革中鄰苯基苯酚含量的方法

劉志榮，吳錦煌

（中輕檢驗認證（晉江）有限公司，福建 晉江 362200）

前言

鄰苯基苯酚及含氯苯酚等苯酚類化合物具有良好的殺菌效果，常用于皮革、紡織品、塑料、涂料和膠粘劑等的防腐防霉處理[1-4]。苯酚類化學性質穩定、殘留時間長，不但可以通過呼吸道和消化道被人體吸收，也可以通過皮膚接觸引起過敏反應，長期接觸會損壞肝臟，具有致癌、致畸等毒副作用[2]。此外，也可以對生態環境造成污染和破壞，包括水[5]、大氣、土壤等[6]。隨著國際局勢的動蕩不安，貿易保護觀念的興起，國際社會對環境保護的要求不斷提高，從而興起的非關稅貿易壁壘，一些發達國家通過構建綠色貿易壁壘，以各種環境標志、綠色標志等市場準入條件為借口，限值發展中國家的產品進入。使得我國的皮革及其制品，紡織材料等對外貿易收到沖擊，要想緩解現狀，必須制定相應的國家標準[3]。

我國目前對于鄰苯基苯酚的測定，在紡織品和染料均有制定相關標準GB/T 20386-2006《紡織品鄰苯基苯酚的測定》[7]、GB/T 23974-2009《染料產品中鄰苯基苯酚的測定》[8]，皮革標準相對較少,但也有相關標準GB/T 38403-2019《皮革和毛皮化學試驗防霉劑（TCMTB、PCMC、OPP、OIT）的測定：液相色譜法》[9]。國外相關的標準均是參照ISO 17070:2015《皮革和毛皮化學試驗四氯苯酚-三氯苯酚-二氯苯酚-單氯苯酚-同分異構體和五氯苯酚含量的測定》[10]，沒有專門測定皮革中鄰苯基苯酚的相關標準。目前研究的方法基本采用的是衍生化的前處理方法，時間較長，操作不方便，不利于批量測試。

未來皮革和紡織樣品中苯酚類化合物含量的測定分析方法發展方向是樣品微量化、操作簡單、提取一體化和自動化。因此本項目參照：GB/T 20386-2006《紡織品鄰苯基苯酚的測定》[7]、GB/T 23974-2009《染料產品中鄰苯基苯酚的測定》[8]中直接萃取的方法進行測試，采用正交試驗選擇最優條件，可以達到操作簡便、時間短，可以大批量同時檢測，提高工作效率。

1 試驗部分

1.1 儀器和試劑

氣質聯用儀（型號：TRACE-1600-TSQ 9610），賽默飛世爾科技公司；色譜柱：TG-SQC(15 m×0.25 mm×0.25 μm）賽默飛世爾科技公司；超聲波清洗器，昆山超聲儀器有限公司；分析天平（精確至0.001 g），Mettler toledo 公司；鄰苯基苯酚OPP（CAS:90-43-7），標準品，純度99.0%，Dr.Ehrenstorfer；乙酸乙酯、丙酮、甲醇、正己烷，乙酸乙酯，色譜純，M-TEDIA。

1.2 測試原理

使用分析天平稱量1.000 g 的皮革樣品，于裝有10 mL 丙酮的玻璃反應瓶中，用蓋子密封，然后放于超聲波清洗器中70 ℃超聲處理70 min 后，過濾，用氣質聯用儀進行測試，通過標準曲線定量。

1.3 標準曲線配制

用天平稱取標準物質鄰苯基苯酚（CAS:90-43-7），用丙酮稀釋成10、50、80、100、160、200 μg/L 六個質量濃度的工作液。

1.4 測試條件

氣相色譜參數：色譜柱：TG-SQC (15 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃；分流模式：不分流；升溫程序：50 ℃保持1min，以40℃/min 升溫至240℃，以100℃/min 升溫至280℃。出峰時間：4.502 min，如圖1 所示。

圖1 鄰苯基苯酚（CAS:90-43-7）的提取離子色譜圖

質譜參數：質譜傳輸線溫度：280 ℃；離子源溫度：300 ℃；離子源：EI；定性離子170、169、141、115；定量離子170。

2 結果與討論

2.1 不同萃取溶劑對萃取結果的影響

參照標準GB/T 23974-2009 采用超聲的方法進行實驗設計，選擇含有鄰苯基苯酚的皮革樣品分別稱取1 g，加入10 mL 不同的萃取溶劑，在常溫下進行超聲萃取30 min，然后用濾膜過濾，采用氣相色譜-質譜聯用儀進行測試，測試結果如圖2 所示。

圖2 萃取溶劑與opp 萃取量的關系

如圖2 所示，相同萃取條件下，不同溶劑萃取量由大到小為丙酮＞乙腈＞乙酸乙酯＞甲醇＞正己烷。這跟鄰苯基苯酚容易溶解于丙酮有一定關系。

2.2 不同超聲萃取時間對萃取結果的影響

選擇含有鄰苯基苯酚的皮革樣品分別稱取1g，加入10 mL 正己烷萃取溶劑，在常溫下進行超聲萃取20、30、40、50、60、70 min，然后分別用濾膜過濾，采用氣相色譜-質譜聯用儀進行測試，測試結果如圖3 所示。

圖3 超聲萃取時間與opp 萃取量的關系

由圖3 可見，隨著超聲萃取時間的增加，鄰苯基苯酚的萃取量呈現增長趨勢，但是在60 min 以后趨于平穩。

2.3 不同萃取溫度對萃取結果的影響

選擇含有鄰苯基苯酚的皮革樣品分別稱取1g，加入10 mL 正己烷萃取溶劑，在20、30、40、50、60、70 ℃下進行超聲萃取30 min，然后分別用濾膜過濾，采用氣相色譜-質譜聯用儀進行測試，測試結果如圖4 所示。

由圖4 可見，隨著超聲萃取溫度的升高，鄰苯基苯酚的萃取量呈現增長趨勢，但是在60 ℃以后趨于平穩。

圖4 超聲萃取溫度與opp 萃取量的關系

2.4 建立正交試驗設計及結果分析

在單因素的實驗基礎上，選取用L9（33）正交表，以鄰苯基苯酚萃取量為評定指標，對萃取條件進行考察。將影響萃取量的溶劑種類、萃取時間、萃取溫度分別設為A、B、C 三個因素，每個因素設計3 個水平。如表1 所示。

表1 試驗因素水平表

根據L9（33）正交表進行試驗設計，根據測試結果制定表2。

表2 正交試驗結果與數據處理

根據表2 結果可知，均值計算結果越大，表明水平的條件越好；R 表明主次順序，R 值越大表明主效應越好。從表2 可以看出，它們的最好條件水平分別為1、3、3，對應的條件是：丙酮，萃取時間70 min，萃取溫度70 ℃；而主次順序從大到小為：萃取溫度>萃取溶劑>萃取時間。

3 最優條件的驗證試驗

3.1 標準曲線及線性相關系數

根據標準溶液濃度進行上機測試，濃度和對應響應值建立標準曲線，相關系數0.999，標準曲線y=306.05x-864.54，見圖5。

圖5 opp 測試方法標準曲線及線性相關系數

3.2 方法的檢出限

根據最有條件進行空白基質測試，加入0.1 mg/kg 的鄰苯基苯酚標準溶劑進行6 次重復性測試，測試結果如表3 所示。

表3 檢出限測試結果

由表3 測試結果可見，該方法能夠準確測定0.1 mg/kg 的濃度，測試結果回收率在91～99.1%之間，相對偏差在3.6%左右，依據GB/T 27417-2017《合格評定化學分析方法確認和驗證指南》[10]方法回收率偏差范圍規定加標量在0.1～1 mg/kg，回收率為80～110%，該方法滿足檢測要求。

3.3 精密度

精密度由三個不同濃度范圍的加標回收率來測定，對于在相同皮革基質的條件下，進行三個濃度的加標測試分別為：0.5mg/kg、0.8 mg/kg、1.6 mg/kg 測試結果如表4

根據表4 可知，依據GB/T 27417-2017《合格評定化學分析方法確認和驗證指南》[11]方法回收率偏差范圍規定加標量在0.1～1 mg/kg，回收率為80%～110%；加標量在1～100 mg/kg，回收率在90%～110%。而研究的三個加標回收率均在90%～101%之間，滿足方法確認的要求。

表4 精密度測試數據

4 結語

此研究的結果表明，采用超聲萃取-氣質聯用法測定皮革中鄰苯基苯酚含量的方法具有可行性。該實驗的參數為：采用不分流模式進樣，以丙酮作為萃取溶劑，在70 ℃水浴超聲70 min，通過氣質聯用儀進行分析，檢出限為0.1 mg/kg，方法回收率在90%～101%之間，相對標準偏差3.6%，標準曲線相關系數0.999，重現性好，測試數據準確可靠，無需進行衍生化，縮短實驗進程，操作簡便。