超高效液相色譜-串聯(lián)質譜法測定紡織品中19種鄰苯二甲酸酯

麥寶華，師聰慧，張 斌，禹偉騰，盧 瑜

(1.深圳出入境檢驗檢疫局玩具檢測技術中心，廣東深圳 518081；2.西安工程大學，陜西西安 710048)

鄰苯二甲酸酯(Phthalic Acid Esters,PAEs)又稱酞酸酯，一般為揮發(fā)性低、穩(wěn)定性高且具有芳香氣味或無氣味的粘稠油狀液體，具有增強聚合物的可塑性、柔韌性和流動性等作用，被廣泛用作塑化劑[1]。目前，PAEs在紡織品中主要用于膠漿印花、軟塑料附件、人造皮革以及涂層織物[2]。但是增塑劑類化合物能夠在聚合物中保持獨立的化學性質，隨著使用時間的推移，PAEs會從基質中溢出，對水體和環(huán)境造成污染。此外，增塑劑類化合物具有雌激素活性，可以干擾人體的內(nèi)分泌，同時具有潛在的致癌、致畸和致突變等危害，各國對其使用都做了嚴格要求[3,4]。

目前，紡織品中增塑劑的檢測方法主要有氣相色譜法[5,6]、氣相色譜-質譜(GC-MS)聯(lián)用法[7,8]、高效液相色譜法[9]等。我國國家標準(GB/T 20388-2005)《紡織品 PAEs的測定》推薦的檢測方法是GC-MS法。GC-MS具有重復性好、定性準確的優(yōu)點，但是對同分異構體的分離效果差，峰形重疊，定性定量難度大[10],而在日常的檢測工作中，同分異構體會對PAEs檢測的準確度存在一定的干擾。超高效液相色譜-串聯(lián)質譜(UPLC-MS/MS)采用多重反應監(jiān)測模式(MRM)，結合保留時間和特征離子對進行定性和定量分析，方法分析時間短、靈敏度高，與GC-MS相比減少了樣品中雜質與其他色譜峰的干擾，可以同時分離多種同分異構體，提高了檢測準確度，避免了由于同分異構體未分離引起的誤判。本文建立了UPLC-MS/MS法測定紡織品中19種PAEs含量的分析方法，可以為出入境檢驗檢疫、食品衛(wèi)生監(jiān)督和質量技術監(jiān)督等部門的監(jiān)管和檢測提供可靠的檢測手段。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

Milestone ETHOS1微波消化萃取儀(意大利，Milestone 公司)；Waters UPLC-TQD超高效液相色譜-串聯(lián)質譜聯(lián)用儀(美國，Water公司)；HSC-24B氮吹儀(天津市恒奧科技有限公司)。

19種PAEs混合標準溶液：鄰苯二甲酸二甲酯(DMP，純度99.5%) 、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP，純度99.0%) 、鄰苯二甲酸二丙酯(DPROP，純度99.0%)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP，純度99.0%)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP，純度99.5%)、鄰苯二甲酸二戊酯(DPP，純度99.2%)、鄰苯二甲酸二己酯(DHP，純度98.0%)、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(DCHP，純度99.5%)、鄰苯二甲酸(2-乙酯)己酯(DEHP，純度99.4%)、鄰苯二甲酸二辛酯(DNOP，純度98.4%)、鄰苯二甲酸二異己酯(DINP，純度99.5%)、鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP，純度99.0%)、鄰苯二甲酸二甲氧乙酯(DMEP，純度98.0%)、鄰苯二甲酸二乙氧乙酯(DEEP，純度99.5%)、鄰苯二甲酸二丁氧乙酯(DBEP，純度99.0%)、鄰苯二甲酸二苯酯(DPHP，純度99.5%)、鄰苯二甲酸丁基芐基酯(BBP，純度99.5%)、鄰苯二甲酸二正戊酯(DAP，純度98.0%)、環(huán)已烷1,2-二羧酸二異壬基酯(DINCH，純度99.0%)。分別稱取19種PAEs標準品各0.05 g(精確至0.0001 g)，用甲醇定容至50 mL，配制成濃度為1 000 μg/mL的標準儲備液。標準工作溶液由儲備液用甲醇稀釋定量，濃度為10 μg/mL。甲醇、二氯甲烷、乙腈，均為色譜純。

1.2 UPLC-MS/MS分析條件

液相色譜條件：Waters ACQUITY UPLC C18色譜柱(50×2.1 mm,1.7 μm)；流動相：A為甲醇，B為0.1%甲酸溶液，梯度洗脫程序為:0～1.5 min,35%A;1.5～4.5 min,35%～30%A;4.5～8.5 min,30%～5%A;8.5～8.6 min,5%～0%A;8.6～10 min,0%A;10～10.1 min,0%～35%A;10.1～14 min,35%A，柱溫：50 ℃；流速：0.4 μL/min；進樣量：2.0 μL。質譜條件：離子化方式：ESI電離源；離子源溫度：150 ℃；去溶劑氣溫度：350 ℃；脫溶劑氣流量：650 L/h ；錐孔氣流量：100 L/h；電離電壓：3 kV；毛細管電壓：3.2 kV；檢測方式：多反應監(jiān)測掃描模式(MRM)。

1.3 樣品前處理

取5～10 g紡織品樣品，剪碎至約0.25×0.25 cm，混合均勻后稱取0.5 g樣品(精確至0.0001 g)，置于微波萃取管中，加入12 mL乙腈，按設定程序進行微波萃取。萃取完畢后，將萃取液轉移至50 mL的容量瓶中，殘渣用少量甲醇洗滌三次，合并萃取液，定容至50 mL。從中吸取10 mL溶液，用氮吹儀吹至近干后用甲醇定容至2 mL，經(jīng)0.20 mm有機濾膜過濾后，進行UPLC-MS/MS 分析。

2 結果與討論

2.1 質譜條件的確立

用甲醇將各種PAEs儲備液分別稀釋成5 μg/mL的溶液，在ESI+模式下進行全掃描，對19種增塑劑的質譜條件進行優(yōu)化。選擇豐度最大的為母離子，子離子選擇離子豐度最大的兩個子離子，其中較強的一個為定性離子，靈敏度高、基質干擾少的為定量離子，優(yōu)化的質譜條件見表1。

(續(xù)表1)

2.2 色譜條件的優(yōu)化

2.2.1色譜柱的優(yōu)化鄰苯二甲酸酯類增塑劑具有中等極性，適合使用反相高效液相色譜分析。本文從目前常用的色譜柱中選擇C18柱和Phenyl柱對19種PAEs進行分離。結果發(fā)現(xiàn)C18柱能在14 min內(nèi)使19種得到很好的分離。因此選用Waters ACQUITY UPLC C18柱(50×2.1 mm，1.7 μm)。

2.2.2流動相的選擇不同的流動相經(jīng)常呈現(xiàn)出顯著的分離選擇性和洗脫強度的差異。分別使用乙腈-水、甲醇-水作為流動相進行梯度洗脫。結果表明，兩種體系的效果相當，但由于離子化方式選擇為ESI+模式，甲醇是質子給予體，而乙腈是質子接受體，在甲醇的環(huán)境下目標物的離子化效率高于乙腈[11]。水相中添加不同的流動相改性劑甲酸，目標物的響應以及峰形明顯好于純水。綜上所述，選擇0.1%的甲酸溶液與甲醇作為流動相進行梯度洗脫。在19種PAEs中DIBP與DBP，DNOP與DEHP為同分異構體，在設定的條件下也得到了有效地分離。

2.3 萃取條件的選擇

在有機物萃取過程中，較高的萃取溫度可以提高溶劑的溶解能力，同時可以使溶劑的表面張力和粘度下降，保持溶劑和基質之間的良好接觸[12]。一般情況下，微波萃取溫度要求比溶劑沸點高10～20 ℃，為了盡可能的提高萃取效率，本實驗中將萃取溫度設定為比萃取溶劑高20 ℃。將微波的萃取時間分別設定為10、15、20、25、30、35、40 min，對含有DBP陽性紡織品進行測試，結果表明，隨著萃取時間的增加，萃取量也逐漸增加，并且在30 min時達到最大值；繼續(xù)增加萃取時間，萃取量變化不大。本文選擇的萃取時間為30 min。

選定萃取時間和萃取溫度后，以乙腈、二氯甲烷、甲醇、三氯甲烷、正己烷、叔丁基甲醚與丙酮7種常用溶劑作為萃取溶劑，采用微波萃取方式對含有DBP陽性紡織品進行萃取，萃取時間為30 min，萃取溫度均比各自的沸點高20 ℃，結果表明乙腈與三氯甲烷的萃取效果相近，考慮到萃取溶劑的毒性等因素，選擇乙腈為微波萃取溶劑。

2.4 線性關系與檢測限

本方法采用外標法定量，以紡織品為基體，分別添加19種PAEs標準品，以定量離子對的峰面積(y)為縱坐標，質量分數(shù)(x)為橫坐標進行線性回歸，19種PAEs的質量分數(shù)在一定范圍內(nèi)與峰面積呈線性關系。以10倍信噪比(S/N=10)為定量限，19種PAEs的線性范圍、線性回歸方程、相關系數(shù)與定量限見表2。

表2 線性參數(shù)和定量限

(續(xù)表2)

2.5 精密度和回收率

采用經(jīng)測定不含有PAEs的涂層織物樣品進行加入回收率和精密度實驗，樣品添加6個不同濃度的標準溶液，按照微波前處理的方法進行前處理，用UPLC-MS/MS法測定，其回收率和精密度結果見表3與表4。結果表明，19種PAEs的平均回收率為88.8%～112.6%，相對標準偏差(RSD)在1.1%～10.9%，滿足定量分析要求。

表3 加標的平均回收率實驗結果

表4 精密度實驗結果

3 結論

采用微波萃取技術提取紡織品中PAEs，萃取液經(jīng)過氮吹過濾后進行UPLC-MS/MS分析。該方法能夠在14 min內(nèi)完成對19種PAEs的檢測，不但節(jié)省時間，測試精度和靈敏度也完全符合定量要求。