气相色谱/质谱联用法测定烟用水基型乳胶中的邻苯二甲酸酯

杨斌，陈超英，吴达*，林华清，陈星洁，戴云辉

1.上海烟草集团有限责任公司技术中心，上海市杨浦区长阳路717号200082

2.湖南中烟工业公司技术中心，长沙市雨花区万佳丽中路三段188号410005

烟用水基型乳胶中的邻苯二甲酸酯是环境激素类物质，长期接触可导致内分泌紊乱、生殖机能失常等疾病，甚至可通过胎盘和哺乳产生跨代影响[1-2]。由于此类物质沸点高、不易挥发、不容易引起急性中毒，所以人们常忽视其污染性而大量使用。欧洲议会和理事会2005/84/EC指令指出，邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)为再生有毒物质，并被划分为第二类有毒物质。从适当的角度考虑，对DEHP，DBP和BBP的限制要求应比对邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)和邻苯二甲酸二辛酯(DNOP)的限制更严格[3-5]。迄今为止，邻苯二甲酸酯类中已有6种被美国国家环境保护局列为“优先监测污染物名单”，分别是邻苯二甲酸二甲酯(DMP)，邻苯二甲酸二乙酯(DEP)，DBP，DEHP，邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和BBP[6]。

目前，国内对邻苯二甲酸酯的测定主要集中在食品、塑料包装材料、纺织品、大气、土壤、水和医疗领域[7-10]，较常用的检测方法是气相色谱(GC)或气相色谱/质谱法(GC/MS)[10-14]。由于烟草消费者在抽吸卷烟时，滤嘴直接接触嘴唇，乳胶中的邻苯二甲酸酯类可能对吸烟者的健康存在潜在的危害，因此建立相对应的检测方法，对乳胶产品加以监控是非常必要和迫切的。因此，采用GC/MS与内标法定量测定烟用水基乳胶中的邻苯二甲酸酯，可为烟用水基型乳胶的选用和卷烟的质量控制提供参考。

1 材料和方法

1.1 试剂与仪器

正己烷(色谱纯，德国默克公司);邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)，DMP，DEP，DBP(99%，百灵威化学试剂有限公司);苯甲酸苄酯(IS)、DEHP，DOP，BBP(certified，东京化成株式会社)烟用水基型乳胶样品(由部分卷烟工业企业提供)。

7890A/5975C气相色谱/质谱联用仪(美国Agilent公司);XP404S电子天平(感量0.0001 g，瑞士梅特勒公司);离心机(转速不低于4000 r/min，无锡瑞江分析仪器有限公司);KS-1000T超声波萃取仪(宁波科生仪器厂)。

1.2 样品处理与分析

以正己烷为萃取溶剂，配制苯甲酸苄酯内标(IS)浓度为100 mg/L的萃取溶液。

准确称取各种邻苯二甲酸酯标准品(精确至0.1 mg)，用正己烷配制成各邻苯二甲酸酯浓度均为5 g/L的混合标准储备液。

分别取200，100，50，20，10，和0 μL标准储备液，准确加入10 mL萃取溶液，并混合均匀。配制的系列标准溶液中邻苯二甲酸酯/内标分别为1000，500，250，100，50和0 μg/mg，于4℃冰箱中避光保存。

称取0.3 g样品，置于25 mL具塞锥形瓶中，加入2 mL蒸馏水，混合均匀后加入10 mL萃取溶液，超声萃取30 min，取适量萃取液于离心管中离心10 min，取上层清液进行GC/MS分析。分析条件为:

色谱柱:HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度:280℃;程序升温:进样量:1 μL;分流比:100:1;载气:He(纯度≥99.999%);流速:1.2 mL/min;传输线温度:280℃;电离方式:电子轰击源(EI);电离能量:70 eV;离子源温度:230℃;四极杆温度:150℃;测定方式:全扫描的总离子流图(TIC)定性，选择离子检测(SIM)定量;溶剂延迟:4 min。

在不加入样品的情况下，按上述处理步骤制备空白参照样品并进行GC/MS分析，得到空白值。7种邻苯二甲酸酯的GC/MS分析采用SIM(见表1)定性，内标法定量。

2 结果与讨论

2.1 萃取溶剂的选择

烟用水基型乳胶中的聚醋酸乙烯酯不溶于水、正己烷、乙醇、高级醇和环己烷，溶于丙酮、苯、二氯甲烷、三氯甲烷、吡啶、四氢呋喃、甲醇、环己酮、乙酸及酯类等溶剂。为了避免高分子聚合物溶解而造成的仪器污染，初步排除了丙酮等溶剂作为萃取液，同时，考虑到用醇类作为溶剂时溶液内的水分不易去除，易损伤色谱柱，故选取正己烷作为样品萃取溶剂。

2.2 加水量对萃取结果的影响

由于烟用水基型乳胶分子量大，部分样品粘度较高，因此，先加入适量的蒸馏水进行稀释或分散，可以使萃取更加充分。不同加水量对乳胶中样品邻苯二甲酸酯萃取效果的影响(图1)表明，当蒸馏水加入量为0～1 mL时，随着用量的增加，DIBP和DBP的检测值不断增大;当加入量为1～5 mL时(样品量为0.3 g时)，检测值基本持平，分散效果趋于稳定，综合考虑选取2 mL加水量作为试验条件。

表1 7种邻苯二甲酸酯及内标物定性和定量选择离子表

2.3 超声提取时间的选择

取同一乳胶样品，超声萃取4次，分别为15，30，45和60 min。GC/MS分析结果(表2)表明，超声萃取30 min对样品中的邻苯二甲酸酯的提取效率相对较高。

2.4 样品量的选择

对同一乳胶样品，分别取0.2，0.3，0.5和1 g等4个质量进行分析，每个样品质量重复取样5次，计算相对标准偏差(RSD)，以考察样品量对测定结果的影响，结果见图2。由图2可知:样品量为0.3～0.5 g时，单个样品质量组内的检测结果RSD较小，综合考虑，选择试验的样品质量为0.3 g。

2.5 萃取溶液体积的选择

称取样品0.3 g，分别加入10，20，30，40 mL等4个体积的萃取溶液进行处理和分析。结果(表3)表明，萃取溶液体积对检测结果影响不大，考虑到样品处理的方便，本试验最终选择萃取溶液体积为10 mL。

2.6 工作曲线和检出限

分别取配制的标准工作溶液进行GC/MS分析，以各邻苯二甲酸酯/内标的峰面积比(y)对各邻苯二甲酸酯/内标的质量比(x)作回归分析，得到各邻苯二甲酸酯的标准工作曲线，如表4所示。

图1 加水量对烟用水基型乳胶中邻苯二甲酸酯类萃取结果的影响

表2 超声提取时间对烟用水基型乳胶中邻苯二甲酸酯类的提取效率(μg/g)

由表4可知，在邻苯二甲酸酯/内标为0至1000 μg/mg的标准溶液范围内，7种邻苯二甲酸酯的线性均较好，相关系数达到0.996以上。以最低浓度(邻苯二甲酸酯/内标50 μg/mg)的标准溶液，重复进样10次，计算标准偏差，以3倍标准偏差作方法的检出限，10倍标准偏差为定量限，结果见表4。

2.7 方法的回收率与精密度

取同一乳胶样品3份，分别加入高、中、低(300，1000和3000 μg/g)不同浓度的邻苯二甲酸酯混合标样进行处理分析，计算回收率。结果(表5)表明，高、中、低3个浓度下邻苯二甲酸酯的加标回收率为85%～111%。

称取同一样品0.3 g进行处理分析，平行测定9次，只有DIBP与DBP被检出，其他5种邻苯二甲酸酯未检出。两种物质测定结果的RSD分别为4.18%和4.87%，表明本方法的精密度较好。

2.8 部分烟用水基型乳胶样品中的邻苯二甲酸酯含量

采用本方法抽样检测了2008～2009年全国大部分卷烟工业企业生产使用的4种(卷烟搭口胶、滤棒中线胶、接装胶及条盒包装胶)共144个烟用水基型乳胶样品中的邻苯二甲酸酯。结果表明，国产乳胶邻苯二甲酸酯类增塑剂使用种类主要集中在DIBP，DBP两种，且个别样品含量较高，超过10000 μg/g，高于国外标准的限量要求[6，15]。相比之下，外资企业同年生产的乳胶样品中则没有邻苯二甲酸酯类增塑剂被检出。

图2 不同样品量对检测结果的影响

表3 萃取溶液体积的选择

表4 各邻苯二甲酸酯的工作曲线和检出限

表5 各邻苯二甲酸酯的回收率

此外，在抽样检测的由2010年部分卷烟企业提供的日常生产用水基型乳胶产品中，没有检测出这7种邻苯二甲酸酯类物质，说明原本使用含有邻苯二甲酸酯类增塑剂的水基型乳胶的卷烟企业已选用更安全的乳胶产品进行替代，或者胶水企业通过工艺改进，使其水基型乳胶产品中邻苯二甲酸酯类增塑剂的使用达到了国际相关安全水平[6，15]，或者已不再使用，这进一步说明了国内卷烟企业对卷烟产品在烟用水基型乳胶选用的安全指标上给予了更多的关注，产品相关领域的安全性得到了一定程度的提高。

3 结论

以正己烷为溶剂，超声萃取样品，建立了同时测定烟用水基型乳胶中7种邻苯二甲酸酯的GC/MS/SIM方法。在标准溶液浓度范围内，7种邻苯二甲酸酯的线性均较好，回收率在85%～111%之间。当前国内一部分烟用水基胶中使用的邻苯二甲酸酯类物质主要是DIBP与DBP，并且通过工艺改进和产品替代可以促进卷烟产品相关领域的安全性。本方法简单、快速，测定结果准确、可靠，可为卷烟安全性评价提供参考。

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