超高效液相色谱-串联质谱法测定纺织品中19种邻苯二甲酸酯

2016-10-16麦宝华师聪慧禹伟腾

分析科学学报 2016年6期

麦宝华，师聪慧，张斌，禹伟腾，卢瑜

(1.深圳出入境检验检疫局玩具检测技术中心，广东深圳 518081；2.西安工程大学，陕西西安 710048)

邻苯二甲酸酯(Phthalic Acid Esters,PAEs)又称酞酸酯，一般为挥发性低、稳定性高且具有芳香气味或无气味的粘稠油状液体，具有增强聚合物的可塑性、柔韧性和流动性等作用，被广泛用作塑化剂[1]。目前，PAEs在纺织品中主要用于胶浆印花、软塑料附件、人造皮革以及涂层织物[2]。但是增塑剂类化合物能够在聚合物中保持独立的化学性质，随着使用时间的推移，PAEs会从基质中溢出，对水体和环境造成污染。此外，增塑剂类化合物具有雌激素活性，可以干扰人体的内分泌，同时具有潜在的致癌、致畸和致突变等危害，各国对其使用都做了严格要求[3,4]。

目前，纺织品中增塑剂的检测方法主要有气相色谱法[5,6]、气相色谱-质谱(GC-MS)联用法[7,8]、高效液相色谱法[9]等。我国国家标准(GB/T 20388-2005)《纺织品 PAEs的测定》推荐的检测方法是GC-MS法。GC-MS具有重复性好、定性准确的优点，但是对同分异构体的分离效果差，峰形重叠，定性定量难度大[10],而在日常的检测工作中，同分异构体会对PAEs检测的准确度存在一定的干扰。超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)采用多重反应监测模式(MRM)，结合保留时间和特征离子对进行定性和定量分析，方法分析时间短、灵敏度高，与GC-MS相比减少了样品中杂质与其他色谱峰的干扰，可以同时分离多种同分异构体，提高了检测准确度，避免了由于同分异构体未分离引起的误判。本文建立了UPLC-MS/MS法测定纺织品中19种PAEs含量的分析方法，可以为出入境检验检疫、食品卫生监督和质量技术监督等部门的监管和检测提供可靠的检测手段。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

Milestone ETHOS1微波消化萃取仪(意大利，Milestone 公司)；Waters UPLC-TQD超高效液相色谱-串联质谱联用仪(美国，Water公司)；HSC-24B氮吹仪(天津市恒奥科技有限公司)。

19种PAEs混合标准溶液：邻苯二甲酸二甲酯(DMP，纯度99.5%) 、邻苯二甲酸二乙酯(DEP，纯度99.0%) 、邻苯二甲酸二丙酯(DPROP，纯度99.0%)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP，纯度99.0%)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP，纯度99.5%)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP，纯度99.2%)、邻苯二甲酸二己酯(DHP，纯度98.0%)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP，纯度99.5%)、邻苯二甲酸(2-乙酯)己酯(DEHP，纯度99.4%)、邻苯二甲酸二辛酯(DNOP，纯度98.4%)、邻苯二甲酸二异己酯(DINP，纯度99.5%)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP，纯度99.0%)、邻苯二甲酸二甲氧乙酯(DMEP，纯度98.0%)、邻苯二甲酸二乙氧乙酯(DEEP，纯度99.5%)、邻苯二甲酸二丁氧乙酯(DBEP，纯度99.0%)、邻苯二甲酸二苯酯(DPHP，纯度99.5%)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP，纯度99.5%)、邻苯二甲酸二正戊酯(DAP，纯度98.0%)、环已烷1,2-二羧酸二异壬基酯(DINCH，纯度99.0%)。分别称取19种PAEs标准品各0.05 g(精确至0.0001 g)，用甲醇定容至50 mL，配制成浓度为1 000 μg/mL的标准储备液。标准工作溶液由储备液用甲醇稀释定量，浓度为10 μg/mL。甲醇、二氯甲烷、乙腈，均为色谱纯。

1.2 UPLC-MS/MS分析条件

液相色谱条件：Waters ACQUITY UPLC C18色谱柱(50×2.1 mm,1.7 μm)；流动相：A为甲醇，B为0.1%甲酸溶液，梯度洗脱程序为: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，柱温：50 ℃；流速：0.4 μL/min；进样量：2.0 μL。质谱条件：离子化方式：ESI电离源；离子源温度：150 ℃；去溶剂气温度：350 ℃；脱溶剂气流量：650 L/h ；锥孔气流量：100 L/h；电离电压：3 kV；毛细管电压：3.2 kV；检测方式：多反应监测扫描模式(MRM)。

1.3 样品前处理

取5～10 g纺织品样品，剪碎至约0.25×0.25 cm，混合均匀后称取0.5 g样品(精确至0.0001 g)，置于微波萃取管中，加入12 mL乙腈，按设定程序进行微波萃取。萃取完毕后，将萃取液转移至50 mL的容量瓶中，残渣用少量甲醇洗涤三次，合并萃取液，定容至50 mL。从中吸取10 mL溶液，用氮吹仪吹至近干后用甲醇定容至2 mL，经0.20 mm有机滤膜过滤后，进行UPLC-MS/MS 分析。

2 结果与讨论

2.1 质谱条件的确立

用甲醇将各种PAEs储备液分别稀释成5 μg/mL的溶液，在ESI+模式下进行全扫描，对19种增塑剂的质谱条件进行优化。选择丰度最大的为母离子，子离子选择离子丰度最大的两个子离子，其中较强的一个为定性离子，灵敏度高、基质干扰少的为定量离子，优化的质谱条件见表1。

(续表1)

2.2 色谱条件的优化

2.2.1色谱柱的优化邻苯二甲酸酯类增塑剂具有中等极性，适合使用反相高效液相色谱分析。本文从目前常用的色谱柱中选择C18柱和Phenyl柱对19种PAEs进行分离。结果发现C18柱能在14 min内使19种得到很好的分离。因此选用Waters ACQUITY UPLC C18柱(50×2.1 mm，1.7 μm)。

2.2.2流动相的选择不同的流动相经常呈现出显著的分离选择性和洗脱强度的差异。分别使用乙腈-水、甲醇-水作为流动相进行梯度洗脱。结果表明，两种体系的效果相当，但由于离子化方式选择为ESI+模式，甲醇是质子给予体，而乙腈是质子接受体，在甲醇的环境下目标物的离子化效率高于乙腈[11]。水相中添加不同的流动相改性剂甲酸，目标物的响应以及峰形明显好于纯水。综上所述，选择0.1%的甲酸溶液与甲醇作为流动相进行梯度洗脱。在19种PAEs中DIBP与DBP，DNOP与DEHP为同分异构体，在设定的条件下也得到了有效地分离。

2.3 萃取条件的选择

在有机物萃取过程中，较高的萃取温度可以提高溶剂的溶解能力，同时可以使溶剂的表面张力和粘度下降，保持溶剂和基质之间的良好接触[12]。一般情况下，微波萃取温度要求比溶剂沸点高10～20 ℃，为了尽可能的提高萃取效率，本实验中将萃取温度设定为比萃取溶剂高20 ℃。将微波的萃取时间分别设定为10、15、20、25、30、35、40 min，对含有DBP阳性纺织品进行测试，结果表明，随着萃取时间的增加，萃取量也逐渐增加，并且在30 min时达到最大值；继续增加萃取时间，萃取量变化不大。本文选择的萃取时间为30 min。

选定萃取时间和萃取温度后，以乙腈、二氯甲烷、甲醇、三氯甲烷、正己烷、叔丁基甲醚与丙酮7种常用溶剂作为萃取溶剂，采用微波萃取方式对含有DBP阳性纺织品进行萃取，萃取时间为30 min，萃取温度均比各自的沸点高20 ℃，结果表明乙腈与三氯甲烷的萃取效果相近，考虑到萃取溶剂的毒性等因素，选择乙腈为微波萃取溶剂。

2.4 线性关系与检测限

本方法采用外标法定量，以纺织品为基体，分别添加19种PAEs标准品，以定量离子对的峰面积(y)为纵坐标，质量分数(x)为横坐标进行线性回归，19种PAEs的质量分数在一定范围内与峰面积呈线性关系。以10倍信噪比(S/N=10)为定量限，19种PAEs的线性范围、线性回归方程、相关系数与定量限见表2。

表2 线性参数和定量限

(续表2)

2.5 精密度和回收率

采用经测定不含有PAEs的涂层织物样品进行加入回收率和精密度实验，样品添加6个不同浓度的标准溶液，按照微波前处理的方法进行前处理，用UPLC-MS/MS法测定，其回收率和精密度结果见表3与表4。结果表明，19种PAEs的平均回收率为88.8%～112.6%，相对标准偏差(RSD)在1.1%～10.9%，满足定量分析要求。