液相色谱-串联质谱法测定发泡聚苯乙烯餐具中8种荧光增白剂的含量

许 健，陶 琳，张 苗，王 辉

(淄博出入境检验检疫局，淄博255035)

液相色谱-串联质谱法测定发泡聚苯乙烯餐具中8种荧光增白剂的含量

许 健，陶 琳，张 苗，王 辉

(淄博出入境检验检疫局，淄博255035)

采用液相色谱-串联质谱法测定发泡聚苯乙烯餐具中FWA135、FWA184、FWA185、FWA199、FWA367、FWA368、FWA378、FWA393等8种荧光增白剂的含量。样品以三氯甲烷提取，加入甲醇使聚合物沉淀。在液相分离中，所得经过滤后的提取液，以Eclipse Plus C18色谱柱为分离柱，以不同体积比的0.1%(体积分数)甲酸-水溶液和0.1%(体积分数)甲酸甲醇溶液的混合液为流动相进行梯度洗脱。质谱测定中，采用电喷雾正离子源多反应监测模式检测。8种荧光增白剂的线性范围均为1.00～250μg·L－1，检出限(3S/N)在0.5～2.0μg·L－1之间。以空白样品为基体进行加标回收试验，所得回收率在85.2%～98.4%之间，测定值的相对标准偏差(n=6)在4.1%～8.3%之间。

液相色谱-串联质谱法;荧光增白剂;发泡聚苯乙烯餐具

荧光增白剂(FWAs)是一种可作为荧光染料的复杂有机化合物，能吸收波长300～400 nm的紫外光并激发出波长420～480 nm的蓝色或蓝紫色荧光［1］，与机体物质的黄光互补产生增白效果。最早的市售荧光增白剂是由德国Bayer公司1940年生产的，开始主要用于洗涤剂、纤维、纸张、纺织品等外观的改进，随着塑料工业的发展，荧光增白剂的应用也逐渐渗透到这一领域［2］。由于荧光增白剂普遍含有芳香胺基结构和苯乙烯基结构，在毒理上有潜在的致癌性，自2011年媒体曝光爆米花桶含有荧光增白剂事件后，人们对食品接触材料安全性的问题关注也越来越多。中国［3］、欧盟［4］和美国［5］等都制定了允许用于生产塑料食品接触材料和制品的添加剂清单。因此，建立食品接触材料发泡餐具中限用荧光增白剂定性定量检测方法，有利用对违禁添加和超量使用荧光增白剂的监管，对保障食品安全具有重大的意义和应用前景。

目前，国内外关于洗涤剂、纸制品、塑料制品和纺织品中荧光增白剂FWAs的检测已有报道，主要的测定方法有紫外灯法［6］、荧光光谱法［7］、液相色谱法［8］和液相色谱-串联三重四极杆质谱法［9］等。其中紫外灯法直接照射观测，只能定性;荧光光谱法只能检测荧光增白剂总量，不能鉴别荧光增白剂的种类;液相色谱法通过保留时间与光谱定性、定量检测，易受杂质干扰;液相色谱-串联质谱法(LC-MS/ MS)则是通过保留时间与特征离子对目标物进行定性与定量分析，准确度与灵敏度较高。目前没有液相色谱-串联质谱方法检测发泡餐具中的荧光增白剂的标准。本工作以发泡餐具为主要对象，探索8种荧光增白剂的检测条件，采用液相色谱-串联质谱法测定发泡聚苯乙烯餐具中8种荧光增白剂的含量。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent6460型液相色谱-串联三重四极杆质谱仪;VORTEX GENIE 2型涡旋混合器;GFL 3015型振荡摇床;N-EVAP 116型氮吹仪;湘仪TGL-16M型冷冻离心机。

FWAs标准储备溶液:100 g·L－1，分别称取FWAs标准品(FWA135、FWA184、FWA185、FWA199、FWA367、FWA368、FWA378、FWA393)各0.100 0 g于100 mL棕色容量瓶中，用三氯甲烷溶解并稀释至刻度。于－20℃冰箱保存。使用时用甲醇稀释至所需质量浓度。

甲醇和甲酸为色谱纯，三氯甲烷为分析纯;试验用水为蒸馏水。

1.2 仪器工作条件

1)色谱条件Eclipse Plus C18色谱柱(2.1 mm×10 mm，3.5μm);柱温40℃;流量0.4 mL·min－1;进样量5μL。流动相:A为0.1% (体积分数，下同)甲酸溶液，B为0.1%(体积分数，下同)甲酸甲醇溶液。梯度洗脱程序:0～4.0 min时，B由60%升至100%，保持3 min;7.0～7.7 min时，B由100%降至60%。

2)质谱条件电喷雾正离子源(ESI+);多反应监测(MRM)模式;毛细管电压为4 000 V;雾化器压力为276 kPa;辅助加热器压力为276 kPa，辅助加热气温度350℃;保压时间50 ms。其余质谱参数见表1，“*”为定量离子。

表1 质谱参数Tab.1 MS parameters

1.3 试验方法

代谢性高血压在血压升高的同时伴随代谢紊乱，因此其发病机制错综复杂，确切的发病机制至今仍不明确。新近研究表明，胃肠道失调如胃肠激素分泌异常［7］、肠道菌群失调［8-11］和胃肠神经功能失调［12-13］等是代谢性疾病发生的重要因素。胃肠道黏膜内存在数十种内分泌细胞，其分泌的激素统称为胃肠激素。大量研究证实，胃肠激素如胰高血糖素样肽1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）、食欲刺激素、瘦素、胆囊收缩素（cholecystokinin，CCK）和胃泌素等对血压和糖脂代谢具有一定影响，在代谢性高血压的调节中起着至关重要的作用［14-19］。

将发泡餐具剪成5 mm×5 mm，混合均匀，并注意防止制样过程污染。

称取试样0.250 g于10 mL具塞玻璃离心管中，加入三氯甲烷5 mL，于涡旋混合器上涡旋0.5 min，振荡提取10 min后，加入甲醇3 mL，涡旋提取0.5 min至基质析出。以4 000 r·min－1转速离心5 min，移取上清液至氮吹管中，于40℃恒温水浴氮气吹干。用甲醇1 mL定容，过0.22μm有机滤膜，置于进样瓶中，按仪器工作条件进行测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱行为

在仪器工作条件下，目标化合物得到较好的分离，提取离子色谱图见图1，质谱图见图2。其中FWA135与FWA185，FWA368与FWA378在液相条件下保留时间接近，由于在质谱图上由于提取特征离子，所以能较好地分离定量。

图1 8种FWAs的提取离子色谱图Fig.1 Selected ion chromatograms of the 8 FWAs

图2 8种FWAs的质谱图Fig.2 MS spectra of the 8 FWAs

2.2 前处理条件的选择

试验考察了甲醇、丙酮、乙酸乙酯、甲苯以及三氯甲烷等溶剂对8种荧光增白剂的溶解性。结果表明:三氯甲烷对8种FWAs的溶解性最好，且三氯甲烷对待处理发泡餐具的基质具有很好的溶解性。试验选择三氯甲烷作为提取剂。

提取过程中，发泡餐具中的待测物与高分子聚合物同时溶解在三氯甲烷中，甲醇的加入会使高分子聚合物在三氯甲烷中的溶解度减小而大量析出。试验选用甲醇作为样品提取液中高分子聚合物的析出剂，通过涡旋将高分子聚合物析出，再经离心将析出的杂质分离，既保证了待测增白剂的充分提取，又降低了杂质的干扰。

依次注入8种FWAs标准溶液，分别在全扫描和选择离子扫描模式下获得待测化合物的母离子、子离子。分别优化8种目标物的碎裂电压、碰撞能量等质谱参数，使每种化合物的特征离子碎片的强度达到最大，优化的质谱参数见表1。

在ESI+模式下，8种FWAs中FWA199得到［M +Na］+离子峰，其余7种FWAs均得到［M+H］+的准分子离子峰，可通过在流动相中添加甲酸提高其离子化效率。试验考察了乙腈、甲醇作为流动相时目标物的分离度和灵敏度，发现甲醇作为有机相时目标物的检测灵敏度较高，试验初步选用甲醇作为流动相。

试验中待测物的极性较弱，在C18柱上保留能力较强，需要在高比例的有机相条件下才可洗脱分离。基于以上特点，试验采用0.1%甲酸溶液与0.1%甲酸甲醇溶液作为流动相，并设计了梯度洗脱程序，见1.2节。

2.4 标准曲线与检出限

配制1.00，2.00，5.00，10.0，50.0，100，250μg·L－1混合标准溶液，在仪器工作条件下进行测定，并绘制标准曲线。结果表明:各化合物的线性范围均为1.00～250μg·L－1，线性回归方程及相关系数见表2。

以定量离子的3倍信噪比对应的化合物质量浓度，结合前处理条件稀释倍数(4倍)，计算得方法的检出限(3S/N)，以10倍的信噪比计算测定下限(10S/N)，其结果见表2。

由表2可知:检出限(3S/N)为0.5～2.0μg· L－1，测定下限(10S/N)为2.0～8.0μg·kg－1。

表2 线性参数、检出限和测定下限Tab.2 Linearity parameters，detection limits and lower limits of determination

2.5 精密度与回收试验

空白发泡餐具样品中依次添加10.0，50.0，100μg·kg－1的8种FWAs混合标准溶液，按试验方法进行测定，每个添加水平平行测定6次，其结果见表3。

表3 精密度与回收试验结果(n=6)Tab.3 Results of tests for precision and recovery(n=6)

表3 (续)

由表3可知:8种FWAs回收率为85.2%～98.4%，相对标准偏差(RSD)为4.1%～8.3%。

2.6 样品分析

按试验方法测定了市场购买的7种发泡塑料餐具样品，其中有1个样品检出荧光增白剂成分FWA393，其质量分数为648μg·kg－1，未超出限量值。阳性样品的提取离子色谱图与质谱图见图3。

图3 FWA393的提取离子色谱图与质谱图Fig.3 Selected ion chromatogram and MS spectrum of FWA393

由图3可知:图3与标准系列谱图匹配度较好，达到了筛查阳性样品的目的。

本工作建立了发泡聚苯乙烯餐具中8种荧光增白剂的液相色谱-串联质谱法。方法前处理简便快捷、干扰因素少、精密度好，可用于发泡餐具中多种荧光增白剂的同时测定，对食品安全监测提供了依据。

［1］朱晓玲，刘杰，文红，等.荧光增白剂检测技术研究进展［J］.食品工业科技，2014，35(10):366-367.

［2］杨丽，付登洲，李菊，等.食品接触塑料制品中几种常见荧光物质及其同步检测方法研究进展［J］.塑料科技，2015，43(10):99-103.

［3］GB 9685-2008食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准［S］.

［4］Code of Federal Regulations.Sec.178.3297 Colorants for polymers［EB/OL］.http://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.Cfmfr=178.3297.

［5］European Commission Directive 2002/72/EC，relating to plastic materials and articles intended to come into contact with foodstuffs［J］.Official Journal of the European U-nion，2002，L220/18-L220/58.

［6］GB/T 5009.78-2003食品包装用原纸卫生标准的分析方法［S］.

［7］谭曜，王群威，许迪明，等.塑料制品中荧光性增白剂定性定量测定方法的建立［J］.塑料工业，2011，39 (6):52-55.

［8］冼燕萍，郭新东，罗海英，等.固相萃取-超高效液相色谱分离测定洗涤用品中4种荧光增白剂［J］.色谱，2013，3l(2):162-169.

［9］刘峻，李军，李建中，等.液相色谱-串联质谱法分析爆米花桶水浸泡液中的荧光增白剂［J］.中国造纸，2013，32(3):30-34.

LC-MS/MS Determination of 8 Fluorescent Whitenings in Foamed Plastic Tablewares

XU Jian，TAO Lin，ZHANG Miao，WANG Hui
(Zibo Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Zibo 255035，China)

LC-MS/MS was applied to the determination of 8 fluorescent whitenings i.e.，FWA135，FWA184，FWA185，FWA199，FWA367，FWA368，FWA378 and FWA393 in foamed plastic tablewares.The sample was extracted with trichloromethane，and the polymers in the extracts were precipirated by methanol.Analytes in the filtered extract were separated by LC，using Eclipse Plus C18chromatographic column as stationary phase，and mixtures of 0.1%(φ)formic acid-H2O solution and 0.1%(theφ)formic acid-methanol solution mixed in various ratios as mobile phase in gradient elution.ESI+and multi-reactions monitoring were adopted in MS/MS.Linearity ranges of the 8 fluorescentwhitenings were found in the same range of1.00－250μg·L－1with detection limits(3S/N)in the range of0.5－2.0μg·L－1.On the base of blank sample，test for recovery was made by standard addition method;values of recovery found were in the range of85.2%－98.4%，with RSD's(n=6)in the range of 4.1%－8.3%.

LC-MS/MS;fluorescent whitenings;foamed plastic tablewares

O657.63

A

1001-4020(2017)05-0512-05

10.11973/lhjy-hx201705004

2016-05-20

国家质检总局项目(2014IK266)

许健(1982－)，男，山东淄博人，工程师，硕士，研究方向为食品及食品接触材料检测，zbciqtc@163.com