HPLC法測定4,4’-聯(lián)苯二酚和4,4’-二氯二苯砜遷移量

趙鐳，李文慧，李潔君，孫多志，左瑩

上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院（上海 201114）

聚亞苯基砜樹脂（PPSU）是聚砜類的產(chǎn)品，是新型熱塑工程塑料，是分子主鏈含有砜基和芳核的高分子化合物，被廣泛用于電子電氣、醫(yī)療、汽車、食品接觸制品等領(lǐng)域[1]。由于其制品具有高水解穩(wěn)定性，透明度好，輕巧耐摔，可以耐受高溫，可滿足嬰童用品領(lǐng)域便于攜帶、耐摔、外觀美觀、不含雙酚A等需求，成為生產(chǎn)塑料奶瓶的主要材質(zhì)之一。4,4’-聯(lián)苯二酚多作為橡膠的防老劑，塑料的抗氧化劑；4,4’-二氯二苯砜多為聚砜塑料原料，醫(yī)藥助劑中間體。4,4’-聯(lián)苯二酚和4,4’-二氯二苯砜均會引起皮膚、眼睛刺激，老鼠口服半數(shù)致死量（LD50）分別為4.92和24.0 g/kg[2]。GB 9685—2016和GB 4806.6—2016中明確規(guī)定PPSU、PSU、PESU等聚砜類作為食品接觸材料時，上述2種化合物的特定遷移量限量分別為6和0.05 mg/kg[3-4]。國內(nèi)尚未出臺這兩種物質(zhì)相關(guān)遷移量測定的檢測方法，給檢測和監(jiān)管工作帶來不便。

高效液相色譜法又稱為高壓液相色譜法，是色譜法的一個重要分支，是化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、商檢、環(huán)境等領(lǐng)域重要的分離分析技術(shù)應(yīng)用[5-11]。液相色譜法通用性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，檢出限低，且4,4’-聯(lián)苯二酚和4,4’-二氯二苯砜均有較好的紫外波長響應(yīng)能力，適合采用液相色譜法進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

e2695-2998型高效液相色譜儀（沃特世科技（上海）有限公司）；DHG-9420A烘箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；電子天平ML204（瑞士梅特勒-托利多（上海）有限公司）；Milli-Q型超純水儀（美國密理博（中國）有限公司）。

4,4’-聯(lián)苯二酚（Dr.E）；4,4’-二氯二苯砜（Dr.E）；甲醇（賽默飛）；乙醇（AR，國藥）；乙酸（AR，國藥）；異辛烷（AR，國藥）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 食品模擬物

食品模擬物A：體積分?jǐn)?shù)10%的乙醇溶液。

食品模擬物B：體積分?jǐn)?shù)50%的乙醇溶液。

食品模擬物C：體積分?jǐn)?shù)4%的乙酸溶液。

食品模擬物D：異辛烷。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別稱取0.05 g 4,4’-聯(lián)苯二酚（純度＞99.8%）和4,4’-二氯二苯砜（純度＞99.8%）標(biāo)準(zhǔn)品于50 mL容量瓶中，用適量甲醇稀釋溶解后，定容至刻度作為標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于4 ℃下保存。

取適量標(biāo)準(zhǔn)儲備液用相應(yīng)食品模擬物稀釋成必要的標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍。

1.2.3 色譜條件

色譜柱采用LC column（250 mm×4.6 mm，5 μm，Phenyl-Hexyl）；流動相為甲醇∶水=75∶25；流速1.0 mL/min；柱溫35 ℃；進(jìn)樣量35 μL；檢測器PDA（4,4’-聯(lián)苯二酚波長262 nm；4,4’-二氯二苯砜波長247 nm）。

1.2.4 樣品處理方法

根據(jù)待測樣品的預(yù)期用途和使用條件，參照GB 5009.156—2016和GB 31604.1—2015選擇合適的遷移試驗(yàn)條件浸泡樣品。

食品模擬物A、B、C：將遷移后的食品模擬物用0.45 μm濾膜過濾后，按儀器條件進(jìn)行測定。

食品模擬物D：稱取5.0 g食品模擬物D，加入2 mL萃取溶液充分振蕩萃取后，靜置30 min，待兩相分離后取下層溶液，經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后，按儀器條件進(jìn)行測定。

食品模擬物D萃取溶液：V（甲醇）∶V（水）=70∶30。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外光譜行為確認(rèn)

取1.0 mg/L 4,4’-聯(lián)苯二酚和4,4’-二氯二苯砜標(biāo)準(zhǔn)溶液測試，確認(rèn)紫外吸收光譜，見圖1。

由圖1可知，4,4’-聯(lián)苯二酚的最大吸收波長為262 nm，4,4’-二氯二苯砜最大吸收波長為247 nm。故選擇262和247 nm這2個波長對2種物質(zhì)同時進(jìn)行測定。

圖1 紫外吸收光譜圖

2.2 色譜行為確認(rèn)

不同食品模擬物中4,4’-聯(lián)苯二酚和4,4’-二氯二苯砜的圖譜見圖2。不同食品模擬液中，4,4’-聯(lián)苯二酚的出峰時間為3.4 min，4,4’-二氯二苯砜的出峰時間為11.7 min。在異辛烷模擬液中4,4’-二氯二苯砜的出峰時間為12.5 min，相比水基模擬物中稍有延遲。

圖2 不同食品模擬物中標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖

2.3 色譜柱選擇

4,4’-聯(lián)苯二酚和4,4’-二氯二苯砜都含有苯環(huán)、羥基等基團(tuán)，在甲醇中溶解性較好，在C18色譜柱上均有較好保留。分別使用Xbrige，Atlantis T3，SB C18，phenyl-hexyl等色譜柱進(jìn)行嘗試，其中phenyl-hexyl色譜柱上的不同模擬物中的響應(yīng)和峰形相對更好，故試驗(yàn)選擇phenyl-hexyl色譜柱以提高試驗(yàn)的穩(wěn)健性和靈敏性。

2.4 流動相的選擇

根據(jù)反向液相色譜法理論分析，被測物質(zhì)極性越大，出峰越快。采用甲醇（流動相A）和水（流動相B）作為流動相，4,4’-二氯二苯砜出峰時間明顯晚于4,4’-聯(lián)苯二酚，嘗試通過梯度洗脫方式縮短兩者出峰時間，梯度洗脫方式設(shè)置見表1。

經(jīng)過觀察，按照上述梯度洗脫程序，雖然4,4’-二氯二苯砜提前至10 min內(nèi)出峰，但是后續(xù)需要較長時間重新平衡至穩(wěn)定狀態(tài)，并未明顯達(dá)到縮短檢測時間的目的，故從實(shí)用性和穩(wěn)定性來考慮，試驗(yàn)采用V（甲醇）∶V（水）=75∶25的等度洗脫方式進(jìn)行測試。

表1 梯度洗脫方式

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限

食品模擬物A、B、C：移取0.10，0.20，0.05，0.10，0.20和0.50 mL 1.0 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 mL容量瓶中，用相應(yīng)食品模擬液定容、搖勻，配制成0.01，0.02，0.05，0.10，0.20和0.50 mg/L。

食品模擬物D：稱取5.0 g異辛烷于離心管中，加入0.10和0.25 mL 1.0 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及0.05，0.10和0.25 mL的10 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，振蕩混勻后，得到濃度0.02，0.05，0.10，0.20和0.50 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。準(zhǔn)確移取2.0 mL萃取溶液，渦旋振蕩10 min，靜置30 min至兩相分離后離心，通過0.2 μm濾膜過濾后吸取上層萃取液供檢測。

以4,4’-聯(lián)苯二酚和4,4’-二氯二苯砜的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其線性范圍的回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表2。檢出限以3倍信噪比計(jì)算方法檢出限（3S/N），以10倍信噪比計(jì)算方法的定量限（10S/N）。

通過對譜圖的觀察可知，4,4’-聯(lián)苯二酚出峰時間靠前，在食品模擬物A、B、C中的峰面積相應(yīng)順序?yàn)椋?0%乙醇模擬物＞10%乙醇模擬物C＞4%乙酸模擬物，且在4%乙酸模擬物中由于受到基質(zhì)干擾，4,4’-聯(lián)苯二酚為0.01 mg/L時峰形不好（不滿足3S/N），故在4%乙酸模擬物中的檢出限高于10%乙醇模擬物和50%乙醇模擬物中的檢出限。而4,4’-二氯二苯砜出峰時間靠后，在3種水基模擬物中的響應(yīng)相差不大，故檢出限保持一致。異辛烷模擬物經(jīng)過萃取后，4,4’-聯(lián)苯二酚出峰在3.5 min，4,4’-二氯二苯砜出峰在12.5 min，相對其他水基類模擬物而言出峰位置有所延后。

2.6 萃取液的選擇

方法考察甲醇與水不同比例配制后的萃取液對異辛烷模擬物中目標(biāo)物的萃取效力。在5.0 g異辛烷中加入0.1 mL 10 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，分別用V（甲醇）∶V（水）=10∶90，30∶70，50∶50和70∶30，及純甲醇萃取。研究發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物在水相多的萃取液中萃取效率較低，而在V（甲醇）∶V（水）=50∶50和70∶30時，4,4’-聯(lián)苯二酚萃取面積相差不大，但是V（甲醇）∶V（水）=70∶30時4,4’-二氯二苯砜峰面積效果更好。故試驗(yàn)采用V（甲醇）∶V（水）=70∶30進(jìn)行異辛烷食品模擬物中的目標(biāo)物萃取液。

2.7 方法的準(zhǔn)確度和精密度

在4%乙酸食品模擬物中加入0.05，0.25和0.50 mg/L，在10%乙醇、50%乙醇食品模擬物中分別加入0.05，0.20和0.50 mg/L這3個質(zhì)量濃度水平混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，異辛烷食品模擬物中分別加入0.05，0.20和0.50 mg/kg這3個濃度水平混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。每個濃度制備7份，按照試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果見表3。

4種食品模擬物中4,4’-聯(lián)苯二酚的加標(biāo)回收率為86.0%～110.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3%～6.9%，4,4’-二氯二苯砜的加標(biāo)回收率為80.0%～102.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.1%～5.7%，說明方法的準(zhǔn)確度和精密度均較好。

表2 不同食品模擬物條件下的線性參數(shù)、檢出限、定量限

表3 精密度及回收率結(jié)果（n=7）

2.8 樣品分析

從市場采購10種不同品牌的PPSU奶瓶樣品，分別加入4%乙酸、10%乙醇、50%乙醇、異辛烷食品模擬物至實(shí)際標(biāo)注最大容量處，于70 ℃放置2 h，重復(fù)遷移3次，取第3次遷移模擬液按照試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，均未檢出4,4’-聯(lián)苯二酚和4,4’-二氯二苯砜。

3 結(jié)論

試驗(yàn)建立采用高效液相色譜法對4種食品模擬物中4,4’-聯(lián)苯二酚和4,4’-二氯二苯砜進(jìn)行同時測定的方法。試驗(yàn)方法前處理簡便，檢出限滿足GB 4806.6—2016和GB 9685—2016中的限值規(guī)定，準(zhǔn)確度和精密度均較好，適合用于PPSU類制品及其他聚亞苯砜食品接觸材料的安全性能的檢測和評估。