超聲萃取-氣質(zhì)聯(lián)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(rèn)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(xué)性質(zhì)穩(wěn)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(yīng)，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(tài)環(huán)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(mào)易保護(hù)觀念的興起，國際社會對環(huán)境保護(hù)的要求不斷提高，從而興起的非關(guān)稅貿(mào)易壁壘，一些發(fā)達(dá)國家通過構(gòu)建綠色貿(mào)易壁壘，以各種環(huán)境標(biāo)志、綠色標(biāo)志等市場準(zhǔn)入條件為借口，限值發(fā)展中國家的產(chǎn)品進(jìn)入。使得我國的皮革及其制品，紡織材料等對外貿(mào)易收到?jīng)_擊，要想緩解現(xiàn)狀，必須制定相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)[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(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20386-2006《紡織品鄰苯基苯酚的測定》[7]、GB/T 23974-2009《染料產(chǎn)品中鄰苯基苯酚的測定》[8]，皮革標(biāo)準(zhǔn)相對較少,但也有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 38403-2019《皮革和毛皮化學(xué)試驗防霉劑（TCMTB、PCMC、OPP、OIT）的測定：液相色譜法》[9]。國外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)均是參照ISO 17070:2015《皮革和毛皮化學(xué)試驗四氯苯酚-三氯苯酚-二氯苯酚-單氯苯酚-同分異構(gòu)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)。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(fā)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(chǎn)品中鄰苯基苯酚的測定》[8]中直接萃取的方法進(jìn)行測試，采用正交試驗選擇最優(yōu)條件，可以達(dá)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(zhì)聯(lián)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行測試，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線配制

用天平稱取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)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(zhì)量濃度的工作液。

1.4 測試條件

氣相色譜參數(shù)：色譜柱：TG-SQC (15 m×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)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(zhì)譜參數(shù)：質(zhì)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(jié)果與討論

2.1 不同萃取溶劑對萃取結(jié)果的影響

參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23974-2009 采用超聲的方法進(jìn)行實驗設(shè)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(jìn)行超聲萃取30 min，然后用濾膜過濾，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測試，測試結(jié)果如圖2 所示。

圖2 萃取溶劑與opp 萃取量的關(guān)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(guān)系。

2.2 不同超聲萃取時間對萃取結(jié)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(jìn)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(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測試，測試結(jié)果如圖3 所示。

圖3 超聲萃取時間與opp 萃取量的關(guān)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(xiàn)增長趨勢，但是在60 min 以后趨于平穩(wěn)。

2.3 不同萃取溫度對萃取結(jié)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(jìn)行超聲萃取30 min，然后分別用濾膜過濾，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測試，測試結(jié)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(xiàn)增長趨勢，但是在60 ℃以后趨于平穩(wěn)。

圖4 超聲萃取溫度與opp 萃取量的關(guān)系

2.4 建立正交試驗設(shè)計及結(jié)果分析

在單因素的實驗基礎(chǔ)上，選取用L9（33）正交表，以鄰苯基苯酚萃取量為評定指標(biāo)，對萃取條件進(jìn)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(shè)為A、B、C 三個因素，每個因素設(shè)計3 個水平。如表1 所示。

表1 試驗因素水平表

根據(jù)L9（33）正交表進(jìn)行試驗設(shè)計，根據(jù)測試結(jié)果制定表2。

表2 正交試驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理

根據(jù)表2 結(jié)果可知，均值計算結(jié)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(yīng)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(yīng)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(yōu)條件的驗證試驗

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性相關(guān)系數(shù)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度進(jìn)行上機(jī)測試，濃度和對應(yīng)響應(yīng)值建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，相關(guān)系數(shù)0.999，標(biāo)準(zhǔn)曲線y=306.05x-864.54，見圖5。

圖5 opp 測試方法標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性相關(guān)系數(shù)

3.2 方法的檢出限

根據(jù)最有條件進(jìn)行空白基質(zhì)測試，加入0.1 mg/kg 的鄰苯基苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶劑進(jìn)行6 次重復(fù)性測試，測試結(jié)果如表3 所示。

表3 檢出限測試結(jié)果

由表3 測試結(jié)果可見，該方法能夠準(zhǔn)確測定0.1 mg/kg 的濃度，測試結(jié)果回收率在91～99.1%之間，相對偏差在3.6%左右，依據(jù)GB/T 27417-2017《合格評定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗證指南》[10]方法回收率偏差范圍規(guī)定加標(biāo)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(biāo)回收率來測定，對于在相同皮革基質(zhì)的條件下，進(jìn)行三個濃度的加標(biāo)測試分別為：0.5mg/kg、0.8 mg/kg、1.6 mg/kg 測試結(jié)果如表4

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

表4 精密度測試數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

此研究的結(jié)果表明，采用超聲萃取-氣質(zhì)聯(lián)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(shù)為：采用不分流模式進(jìn)樣，以丙酮作為萃取溶劑，在70 ℃水浴超聲70 min，通過氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行分析，檢出限為0.1 mg/kg，方法回收率在90%～101%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差3.6%，標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)0.999，重現(xiàn)性好，測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，無需進(jìn)行衍生化，縮短實驗進(jìn)程，操作簡便。