PVC中鄰苯二甲酸酯類化合物的分析方法進展研究

岑水斌 鐘肖瓊 吳文 楊蘭 栗瑞敏

（1.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院，廣東廣州；2.廣東省食品工業(yè)研究所有限公司，廣東廣州）

1.前言

PVC是當今世界上使用最為廣泛的塑料材料之一，無論是在兒童玩具，食品包裝，醫(yī)療用品，家居裝修，還是工業(yè)生產(chǎn)中都大量應用。PVC具有化學穩(wěn)定性高，電氣絕緣性能優(yōu)良、較高的機械強度和較好的耐蝕性等優(yōu)點。當增塑劑加入量達 30%～40%時，便制得軟質(zhì)聚氯乙烯，其延伸率高，制品柔軟，并具有良好的耐蝕性和電絕緣性等優(yōu)良特點，因此被大量應用于生產(chǎn)及日常生活用品當中，增塑劑的成分中含有大量的鄰苯二甲酸酯類化合物（PAEs）。PAEs是一類廣泛使用的增塑劑，對塑料起改性或軟化作用。歐盟2005/84/EC指令明確對各類PAEs的含量進行限制，其中有15種PAEs被認為是有害物質(zhì)，限定使用。越來越多的研究表明 PAEs具有致癌性、生殖毒性、發(fā)育畸變的危害。PAEs與塑料聚合物是以不穩(wěn)定的非共價鍵形成結(jié)合，故此它很容易能在塑料產(chǎn)品中析出。PAEs是一種會在環(huán)境中遷移、揮發(fā)的物質(zhì)，對人類的身體有不可逆的損害，男性過多攝入，會影響生殖系統(tǒng)，損害生殖能力，男性雌化。女性過多攝入則會增加乳腺癌患病風險，甚至會影響下一代男嬰的生殖系統(tǒng)，嚴重的是可能會致使胎兒出現(xiàn)先天性畸形，生殖細胞遺傳變異[1,2]，PAEs的檢測對于日常生活和人們的生活健康的重要性日益加重，對鄰苯二甲酸鹽日常危害需要被更進一步的限定在一定的范圍之內(nèi)，使人們在享受科技進步帶來的生活便利的同時也保證人們的生命健康。因此對于PVC中PAEs的含量進行檢測和監(jiān)控具有社會和科研意義。PVC中的PAEs精確判斷辨析技術(shù)，實現(xiàn)對日用品中的 PVC精準監(jiān)測對提高人們的生活質(zhì)量有著重要的意義。現(xiàn)今的快速檢測法有靈敏、快速、準確等優(yōu)點，主要有免疫檢測法、熒光法、電化學檢測法、表面增強拉曼光譜法等。但是由于PAEs分子存在多種同分異構(gòu)體以及各式檢測方法的核心技術(shù)自身原因，不同的技術(shù)都存在有誤判的可能性。本文列舉了各式對 PAEs的檢測方法，及其在實際檢測中的應用，并著重于各式應用中導致誤判出現(xiàn)的不同因素和因子的分析和研究，本文對 PAEs的檢測方法的進展進行研究，并對實際檢測中發(fā)生一些誤判的可能性進行分析，為找到提高分析精確度的提供新思路。

2.現(xiàn)行的檢測方法研究

2.1 PAEs的免疫檢測法

免疫檢測法是利用抗原與抗體的特異性識別的特性對目標分子進行快速的定性、定量分析。根據(jù)檢測模式、承載體和標記物的不同，免疫檢測技術(shù)可分為酶聯(lián)免疫分析法、聚合酶鏈式反應（polymerase chain reaction，PCR）免疫分析法、免疫親和層析分析法等。研究最多的 PAEs免疫分析法是酶聯(lián)免疫法，Zhang[3]等提出了一種新型的競爭性酶聯(lián)免疫吸附法來檢測DBP，該方法基于溶解的Ag+對牛血清白蛋白催化的抑制作用來提高檢測靈敏度，降低DB的檢測限，比常規(guī)的酶聯(lián)免疫吸附試驗降低了16倍。相對于其他免疫檢測技術(shù)，PCR分析法具有較低的檢出限和較高的靈敏度，Sun等[4]制備了生物素化的DBP多克隆抗體，建立了一種高靈敏的 DBP生物素-鏈酶親和素酶聯(lián)免疫檢測法，該方法對 DBP 具有很高的檢測特異性（＜4%），檢測濃度范圍為0.45～7.06 mg/L，檢測限為5 ng/L，對飲料和飲用水中的檢測回收率在89.5%～109.5%之間。SUN等建立一種超靈敏的高通量免疫PCR分析方法，用于對食品中鄰苯二甲酸二乙酯（diethyl phthalate，DEP）的快速實時檢測。研究者將免疫方法與PCR技術(shù)相結(jié)合，大大提升了對DEP的檢測能力，其檢測濃度范圍達到 4 pg/L～40 ng/L，檢出限為1.06 pg/L，該工作為食品中痕量PAEs的測定提供了方法學借鑒。免疫親和層析技術(shù)是發(fā)展較為成熟的免疫檢測技術(shù)，現(xiàn)已有基于免疫親和層析技術(shù)的 PAEs 檢測卡的商業(yè)化生產(chǎn)[5]。但是免疫檢測技術(shù)的抗干擾能力較差，容易出現(xiàn)假陽性結(jié)果，其核心試劑抗體屬蛋白類物質(zhì)，容易受環(huán)境因素的影響而失活，如溫度、pH等。

2.2 熒光分析法

熒光法的原理是利用羥基自由基進攻PAEs，使其轉(zhuǎn)變成具有熒光性的羥基鄰苯二甲酸納，通過對熒光強度的測定可間接得到 PAEs的含量。此外，可引入外源熒光材料，通過信號的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)對PAEs的測定。KIM等[6]以PoPo3為外源熒光材料，構(gòu)建對多種PAEs（鄰苯二甲酸二甲酯（dimethylphthalate，DMP）、DEP、DBP、DIBP、BBP、DEHP等）快速檢出的適配子熒光傳感器，可在30 s內(nèi)完成對目標分子的定量測試。在對實際樣品的檢測中，得到了與 GC-MS相關(guān)媲美的檢測結(jié)果。CUI等[7]成功合成了含氨基的鄰苯二甲酸二異丁酯（diisobutyl phthalate，DIBP）半抗原，并制備了抗鄰苯二甲酸-牛血清白蛋白的多克隆抗體。以該多克隆抗體為基礎(chǔ)，首次建立了一種快速、靈敏的間接競爭性熒光免疫分析法用以檢測食用油樣品中的 DIBP。其檢測濃度范圍為10.47～357.06 mg/L，檢出限為5.82 mg/L，交叉反應率小于 1.5。采用熒光檢測法對非熒光性物質(zhì)進行檢測時，常常涉及熒光物質(zhì)的修飾，操作步驟較為繁瑣、復雜，并且成本較高。此外，熒光檢測結(jié)果還難以長期保存。

2.3 電化學檢測法

電化學檢測法是現(xiàn)今發(fā)展最快速的食品安全檢測技術(shù)之一，是一種根據(jù)待檢溶液中物質(zhì)的電化學性質(zhì)及其變化規(guī)律對物質(zhì)組分進行定性和定量檢測的儀器分析手段，具有檢測快速、成本低廉、操作簡單、靈敏度高、選擇性好、便于實現(xiàn)對液態(tài)樣品的實時原位檢測等諸多優(yōu)點。根據(jù)電極識別元件的不同，電化學傳感器可分為適配體電化學傳感器、分子印跡電化學傳感器、電化學免疫傳感器、納米材料電化學傳感器等。WU等[8]采用指數(shù)富集配體進化技術(shù)篩選了對 DBP特異性結(jié)合的適配體，以適配體為DBP捕獲元件，進一步構(gòu)建了DBP的電化學適配體傳感器，實現(xiàn)了對DBP的選擇性高靈敏檢出，為塑化劑適配體的篩選和選擇性檢測提供了新的方法。陶強等[9]以DINP為檢測目標物，制備了DINP分子印跡聚合物，將之修飾于玻碳電極表面得到了可對DINP選擇性高靈敏檢出的分子印跡電化學傳感器。該傳感器可直接用于市售白酒樣品中 DINP的現(xiàn)場檢測，無需樣品前處理，其檢測濃度范圍為50 nmol/L～1 μmol/L，檢測限為27 nmol/L。適配體、分子印跡聚合物作為識別或富集元件在電化學檢測中具有其局限性，如適配體的修飾和分子印跡聚合物的低導電性等。對 PAEs具有選擇性催化能力的功能納米材料常代替上述識別材料或與其相集合，用于對食品中 PAEs的快速檢測。Xiao等[10]構(gòu)建了一種以二茂鐵樹枝狀聚合物-氧化石墨烯修飾玻碳電極的鄰苯二甲酸二（2-甲氧基）酯（dimethoxyethyl phthalate，DMEP）電化學傳感器。其中，樹枝狀高分子結(jié)構(gòu)為氧化石墨烯的負載提供了致密的基底，氧化石墨烯為二茂鐵樹枝狀聚合物氧化還原探針的沉積提供了較大的比表面積，并提高了復合材料的導電性。該傳感器依托優(yōu)異的納米材料實現(xiàn)了對白酒中DMEP的成功檢測，檢測范圍為 0.06～1200 μ mol/L，最低檢出限為0.04 mol/L。Liang等[11]研制了一種新型的簡單、無標記的DBP電化學阻抗免疫傳感器，該傳感器的檢出限較低（7 μg/L），選擇性較高，抗環(huán)境干擾能力較強，具有對實際樣品進行實時原位檢測的潛力。然而，如上所述，酶的穩(wěn)定性較低，易失活。電化學檢測技術(shù)具有原位檢測的優(yōu)點，但僅適用于液態(tài)樣品，且對樣品有著特定的要求，要求樣品具有良好的導電性。實現(xiàn)食品中 PAEs快速原位檢測應從這幾方面入手，開發(fā)新的電極材料與電極形式，提高電化學檢測的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

2.4 表面增強拉曼光譜法

SERS屬于分子振動光譜，可反映分子的特征結(jié)構(gòu)，具有對目標分子選擇性識別的作用，被廣泛應用于生物醫(yī)學、環(huán)境檢測、化學成分分析、生物化學傳感、疾病診斷等研究領(lǐng)域。SERS檢測條件溫和、操作簡單且無需樣品前處理，具有原位快速檢測的潛力，受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。金屬元素金、銀、鉑、銣等對SERS具有顯著的增強效果，常被用于對食品中 PAEs的SERS檢測。周亞茹等[12]利用液-液自組裝技術(shù)制備了金納米三棱柱，其在乙醇與正己烷之間緊密排列形成膜狀結(jié)構(gòu)，再以硅片為其載體用來制備便攜式SERS基底，該基底對BBP和DEHP均達到了較低的檢出限，分別為 0.1 mg/kg和 0.05 mg/kg。利用該SERS基底成功實現(xiàn)了對酒中BBP的檢出。王欣如等[13]以金納米三角片為模板制備了金-銀核層納米結(jié)構(gòu)（Au@Ag納米三棱錐），并以該材料為SERS活性基底，結(jié)晶紫為探針，實現(xiàn)了對酒中BBP和DEHP的高靈敏檢測，檢測限分別為1 nmol/L和100 nmol/L。胡小燕等[14]采用液-液界面自組裝技術(shù)，制備了金納米棒二維SERS基底膜（2D-SERS），并以結(jié)晶紫為探針分子對所構(gòu)建的2D-SERS進行了測試，結(jié)果表明其對 BBP的檢測具有良好的重現(xiàn)性和較高的靈敏度，檢測限可達50 nmol/L，該方法成功應用于市售白酒中中毒劑量BBP的檢測，表現(xiàn)出潛在的實際中應用性。拉曼散射強度容易受光學系統(tǒng)參數(shù)等因素的影響，且易出現(xiàn)不同振動峰重疊的現(xiàn)象，這些因素都會影響測試準確性。

3.結(jié)論與展望

PVC中的PAEs的有效監(jiān)控對防止鄰苯污染，保障人們的日常生活具有重要的現(xiàn)實意義，本文對現(xiàn)有的檢測鄰苯的方法進行了總結(jié)分析，傳統(tǒng)大型儀器檢驗法具有檢測靈敏度高、準確度高的優(yōu)點，同時也存在著設(shè)備價格高昂、儀器操作復雜多樣等不足之處;快速檢測技術(shù)具有檢測快速耗時少、檢測成本低廉、適于原位檢測的優(yōu)點，同時也具有檢測準確性低、適用范圍受限等缺點。鄰苯種類繁多，不同種 PAEs理化學性質(zhì)亦有差異，加上同分異構(gòu)體的存在，更是無形中為PAEs的精準檢測增加了難度，根據(jù)不同的檢測需求靈活選擇合適的檢測方法，或者采用多種檢測技術(shù)相結(jié)合多位一體的檢測方式是實現(xiàn)PVC中PAEs高效檢測的有效手段。同時，為了發(fā)展更為完善的 PAEs檢測新模式并加以推廣應用至生活中將成為未來PVC中PAEs檢測的主要發(fā)展方向。