熒光增白劑檢測方法研究進(jìn)展*

王海濤，張小慧，曲志勇，曲霞

（煙臺出入境檢驗(yàn)檢疫局，山東煙臺 264000）

熒光增白劑檢測方法研究進(jìn)展*

王海濤，張小慧，曲志勇，曲霞

（煙臺出入境檢驗(yàn)檢疫局，山東煙臺 264000）

介紹熒光增白劑的主要應(yīng)用，對熒光增白劑常用的檢測方法紫外燈法、紫外分光光度法、分子熒光光譜法、液相色譜法、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法的應(yīng)用進(jìn)行綜述，并分析了各檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)，展望了未來的發(fā)展方向。

熒光增白劑；檢測方法；進(jìn)展

熒光增白劑是一種熒光染料，或稱為白色染料，也是一種應(yīng)用廣泛的化工原料。熒光增白劑的增白是光學(xué)上的補(bǔ)色、增亮，可以顯著提高白色基質(zhì)的白度、淺色基質(zhì)的鮮艷度，而不會(huì)對被增白的基質(zhì)造成損傷。該法比傳統(tǒng)的加藍(lán)增白法和化學(xué)漂白法簡單［1］，是目前最有效和最常用的提高基質(zhì)白度的方法之一，在造紙、洗滌劑、化妝品、塑料制品行業(yè)中均有著廣泛應(yīng)用［2-5］。目前全世界生產(chǎn)的熒光增白劑已超過1 000多種，年總產(chǎn)量達(dá)15萬t以上［6］，其分子結(jié)構(gòu)類型有15種以上。有研究表明，熒光增白劑的毒性與其分子結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，目前常用熒光增白劑的毒理數(shù)據(jù)表明：在適量的添加范圍內(nèi)，熒光增白劑低毒或無毒［7］，但當(dāng)熒光增白劑含量過高或添加了具有毒性的熒光增白劑時(shí)，熒光增白劑就會(huì)通過食物的遷移進(jìn)入人體或直接與人體接觸而對人體健康構(gòu)成潛在威脅。很多國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)對熒光增白劑在食品接觸用紙中的使用有一定的限制要求，熒光增白劑的檢測方法也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。

目前，我國對熒光增白劑的檢測標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 5009.78-2003和GB/T 27741-2011［8-9］，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對紙中熒光增白劑的檢測方法是用紫外燈照射進(jìn)行定性測定，用紫外分光光度法、高效液相色譜法進(jìn)行定量測定。隨著熒光增白劑使用范圍的擴(kuò)大及相關(guān)研究的開展，檢測方法涉及熒光分光光度法、高效液相色譜聯(lián)用等儀器方法，檢測樣品則涉及到紙、塑料、化妝品等產(chǎn)品。熒光增白劑含量的檢測主要是測定其遷移后的含量，是對熒光增白劑的毒理研究和毒性定性的主要判定依據(jù)。

筆者對熒光增白劑的檢測方法研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1　紫外燈法

紫外燈法可以快速確定樣品中是否添加了熒光增白劑，是一種實(shí)驗(yàn)條件容易滿足、成本較低的檢測方法，但該方法僅能定性確定是否含有確定的最大激發(fā)波長、最大發(fā)射波長的熒光增白劑，判定結(jié)果易受操作者和環(huán)境等因素影響，且長期使用該法易對操作人員身體造成一定傷害。

2　紫外分光光度法

紫外分光光度法是依據(jù)所要測定的熒光增白劑類別，選取最佳溶劑，確定其最大吸收波長，然后根據(jù)朗伯-比耳定律的基本原理，以溶液質(zhì)量濃度與吸光度制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，以此進(jìn)行熒光增白劑的含量測定。該法是國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27741-2011規(guī)定的測定紙和紙板中可遷移性熒光增白劑的檢測方法［9］。

夏佩英［10］等用紫外分光光度法測定二苯乙烯三嗪型熒光增白劑的熒光強(qiáng)度，以吸光度與標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并分別考察了溫度、光照及水不溶物對測定結(jié)果的影響。劉榮琴等［11］以pH值為9.0的氫氧化鈉溶液為提取劑，對紙樣中熒光增白劑進(jìn)行提取，采用波長350 nm對提取液中的多種熒光增白劑進(jìn)行同時(shí)測定，以熒光增白劑VBL的含量表示被測試樣中熒光增白劑總含量。董仲生［12］用紫外吸收法以水作為溶劑測定了熒光增白劑210的含量，以DMF為溶劑測定了熒光增白劑199的含量［13］。林亞寧等［14］以氨水處理塑料包裝樣品，采用紫外分光光度法測定了其中的熒光增白劑，方法回收率為95.7%～102.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.49%，檢出限為0.06 mg/kg。

紫外分光光度法可以減少或避免人為因素的影響，是一種簡單、易行、實(shí)用、快速、低成本的檢測方法，設(shè)備為大多數(shù)企業(yè)接受。由于光照及環(huán)境溫度對熒光增白劑的穩(wěn)定性有一定影響，因此在測定過程中需要避光，樣品不能放置時(shí)間過長。紫外分光光度法是由傳統(tǒng)目視評定向儀器測定轉(zhuǎn)變的進(jìn)步，代表著未來儀器檢測的發(fā)展方向。該法可對特定的熒光增白劑進(jìn)行定量測定，無法對熒光增白劑類別進(jìn)行定性判定，具有一定的局限性。

3　分子熒光分光光度法

分子熒光光譜法又稱為分子發(fā)光光譜法或熒光分光光度法，該法是一種利用某一波長的光線照射試樣，使試樣吸收輻射，然后再發(fā)射出波長相同或波長較長光線的化學(xué)分析方法。不同類型的熒光增白劑經(jīng)紫外光激發(fā)后，有不同的最大發(fā)射波長和最大激發(fā)波長，熒光光度法即利用此原理對熒光增白劑進(jìn)行定性和定量。

林亞寧等［14］利用熒光分光光度計(jì)測定了不同濃度下二苯乙烯三嗪型熒光增白劑VBL溶液體系的吸收光譜，分析了吸收光譜特性隨熒光增白劑溶液體系濃度變化的規(guī)律，得到了吸收譜峰值及吸收譜起始波長兩組反映熒光增白劑溶液體系濃度的新的敏感參量，并給出了利用該敏感參量進(jìn)行熒光增白劑溶液體系濃度的檢測方法。譚曜等［15］以熒光法測定不同塑料熒光增白劑的最大激發(fā)波長和最大發(fā)射波長，建立了塑料熒光增白劑定性分析方法，激發(fā)波長為369 nm，發(fā)射波長為435 nm，在0.12～6.0 mg/L線性范圍內(nèi)建立了塑料熒光增白劑OB的定量分析方法。張少文等［16］采用熒光光度法測定紙中熒光增白劑VBL的含量，VBL的質(zhì)量濃度在2.00 mg/L以內(nèi)與其熒光強(qiáng)度成線性關(guān)系，檢出限為0.001 mg/L，加標(biāo)回收率為84.7%～94.9%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.4%。羅冠中等［17］通過對3種常用二苯乙烯型熒光增白劑VBL，BA，CXT熒光光譜和標(biāo)準(zhǔn)曲線的研究，建立了以VBL為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分子熒光光譜法檢測生活用紙中熒光增白劑的定量方法，并對pH值和實(shí)驗(yàn)用水純度對VBL穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了初步探討。

采用分子熒光光譜法測定熒光增白劑，方法簡便、快速、靈敏、準(zhǔn)確，不僅具有紫外分光光度法測定熒光增白劑的優(yōu)點(diǎn)，而且還可對熒光增白劑進(jìn)行定性判定。該法在測定過程中會(huì)受光照、環(huán)境溫度和提取溶劑穩(wěn)定性的影響，且其定性判定方法具有一定的局限性，即需要將熒光增白劑進(jìn)行提取，分別確定其最大激發(fā)波長和最大發(fā)射波長，這種方法對于更多類型熒光增白劑的定性判定具有不確定性。利用分子熒光光譜技術(shù)的三維熒光光譜技術(shù)可在熒光增白劑不需要進(jìn)行遷移性提取的條件下進(jìn)行定性判定。三維熒光光譜是發(fā)射強(qiáng)度、激發(fā)波長、發(fā)射波長的三維矩陣光譜，能較完整地表達(dá)研究體系的熒光信息，利用三維熒光等高線圖的指紋性，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)可完成多組分混合物體系中較為復(fù)雜的定量與定性分析任務(wù)，在酒年份鑒別、石油類污染物和產(chǎn)地溯源等方面有一些應(yīng)用［18-20］。目前分子熒光光譜測定熒光增白劑的檢測方法已相對成熟，鑒于該檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和儀器價(jià)格優(yōu)勢，該法仍有很大的研究空間。

4　高效液相色譜法

高效液相色譜法通過將進(jìn)樣溶液經(jīng)色譜分離后，利用紫外檢測器或熒光檢測器，根據(jù)保留時(shí)間和色譜峰面積進(jìn)行定量測定。

林亞寧等［14］以氨水處理塑料包裝樣品，采用高效液相色譜法測定其中的熒光增白劑，方法回收率為98.8%～102.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.15%，檢出限為0.03 mg/kg，該法比紫外分光光度法測量精度高。練習(xí)中等［21］建立了高效液相色譜測定食品中殘留的三嗪基氨基二苯乙烯型熒光增白劑的檢測方法，定量分析的線性范圍為0.1～100 mg/kg，相關(guān)系數(shù)為0.999 5，檢出限為5 μg/L，加標(biāo)回收率為87.1%～92.5%。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 2901-2011《出口食品接觸材料紙和紙制品熒光增白劑的測定液相色譜法》［22］，規(guī)定了高效液相色譜柱進(jìn)行分離、熒光檢測器檢測與食品接觸的紙和紙制品中熒光增白劑VBL的方法，該法檢出限為1 mg/kg。焦艷娜等［23］使用三氯甲烷作提取劑，建立了同時(shí)測定食品接觸材料制品中熒光增白劑的高效液相色譜-熒光檢測法，能滿足進(jìn)出口食品包裝材料制品中熒光增白劑日常檢測的需要。

高效液相色譜法能對特定的熒光增白劑進(jìn)行準(zhǔn)確定量，但該法檢測成本較高，且根據(jù)化合物的保留時(shí)間和光譜定性易受雜質(zhì)干擾，因此對不同種類熒光增白劑的定性判定有一定局限性。

5　高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

受到溶劑和光照等因素的影響時(shí)熒光增白劑易而發(fā)生異構(gòu)體轉(zhuǎn)換，高效液相色譜熒光檢測器對異構(gòu)體的檢測受到限制，并且色譜柱的分離主要借助于離子，長期使用會(huì)縮短色譜柱的使用壽命，而高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用能很好地解決這種問題，因而該法成為該領(lǐng)域近年來的研究熱點(diǎn)。

劉峻等［24］使用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜的方法測試了市面爆米花桶中熒光增白劑的種類和含量，所測定的4種熒光增白劑檢出限均小于10 ng/mL，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。張建瑩等［25］采用60%甲醇-水溶液，于75℃水浴振蕩提取試樣中的熒光增白劑，建立了新鮮食用菌種熒光增白劑85、熒光增白劑71、熒光增白劑113的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜定量檢測方法，方法在0.010 0～0.500 0 mg/L范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，回收率為80.0%～101.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.4%～11.9%，測定下限為0.100 mg/kg。杜志峰等［26］采用甲醇-0.1%甲酸為流動(dòng)相，在C18色譜柱上梯度洗脫分離，在電噴霧正離子及TOF MS觸發(fā)TOF MS/MS的模式下檢測，以保留時(shí)間、一級離子質(zhì)量準(zhǔn)確度、一級離子同位素分布、二級碎片與庫匹配4種手段確保準(zhǔn)確定性分析，以TOF MS提取離子的色譜峰面積定量，建立了食品接觸紙包裝材料中7種熒光增白劑的液相色譜串聯(lián)高分辨飛行時(shí)間質(zhì)譜的篩查與定量檢測方法。

高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用法能實(shí)現(xiàn)熒光增白劑的良好分離和準(zhǔn)確測定，其采用保留時(shí)間與特征離子對比例對已知目標(biāo)物進(jìn)行定性和定量分析，因此準(zhǔn)確性和靈敏度更高，但因其儀器設(shè)備成本較高，不利于企業(yè)生產(chǎn)的檢測和監(jiān)控，在實(shí)際應(yīng)用上有一定局限性。

6　結(jié)論與展望

對應(yīng)不同種類的熒光增白劑樣品和不同的檢測方法，實(shí)驗(yàn)所采取的前處理方法各有不同。隨著更多熒光增白劑品種的開發(fā)及更廣泛的應(yīng)用，對不同熒光增白劑及不同產(chǎn)品中熒光增白劑含量的準(zhǔn)確、快速檢測將是未來研究的主要方向。熒光增白劑的檢測標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)由紙類擴(kuò)展至塑料及其它產(chǎn)品類別，對熒光增白劑的檢測不僅限于VBL，而對不同熒光增白劑的毒理進(jìn)行研究也是未來一個(gè)重要研究方向。

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Development of Detection Method of Fluorescent Whitening Agents

Wang Haitao， Zhang Xiaohui， Qu Zhiyong， Qu Xia
（Yantai Entry & Exit Inspection and Quarantine Bureau，Yantai 264000，China）

The applications of fluorescent whitening agent were introduced， and common test methods were summarized such as ultraviolet lamp method， UV spectrophotometry， molecular fluorescence spectrometry， liquid chromatography and liquid chromatography-mass spectrometry. The merits and faults of all test methods were analysized and the development direction was pointed out.

fluorescent whitening agent； detection method； development

O657.63

A

1008-6145（2016）02-0100-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2016.02.030

*山東檢驗(yàn)檢疫局科技計(jì)劃項(xiàng)目（SK201315）

聯(lián)系人：王海濤；E-mail： htwang08@163.com

2016-01-20