LC-MS/MS法检测纺织品中APEO的研究

王东林，吴穗生，杨 梅，陈劲文

（广东广纺检测计量技术股份有限公司，广东广州510663）

分析测试

LC-MS/MS法检测纺织品中APEO的研究

王东林，吴穗生，杨 梅，陈劲文

（广东广纺检测计量技术股份有限公司，广东广州510663）

讨论了GB/T 23322-2009中采用LC-MS/MS法检测纺织品中APEO质量分数有时结果不一致的原因；采用三种不同聚合度的OPEO配制新的混合标液，经LC-MS/MS表征，各个组分质量浓度分布更均匀，采用此混合标液检测纺织品APEO的方法检出限为0.05 mg/kg，回收率范围为91.3%~ 104.4%，相对标准偏差为0.75%~3.43%，说明可以通过混合的方法对APEO标液的组分质量浓度分布情况进行调整，建议本标准对APEO的组分分布情况进行严格的规定，使检测的结果更科学。

烷基酚聚氧乙烯醚；检测；纺织品

中国是世界上最大的纺织品生产及出口中心，出口额约占世界出口总额的四分之一[1]。虽然我国纺织品产量大，但是质量并不高，产品安全问题频出，备受各进口国尤其是发达国家的关注。近年来我国出口的儿童服装、运动服装等屡次因为安全问题遭遇国外通报召回。其中安全问题很大部分集中在有毒有害物质超标，尤其是纺织品中表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚APEO。绿色和平组织于2011年发布了针对纺织品的调查报告 《时尚之毒2：毒隐于衣——全球品牌服装的有毒有害物质残留调查》[2]，公布了纺织品中有毒有害物质的检测结果。该调查共抽检样品78个，共检出52个样品含有APEO，检出率超过65%。更让人担忧的是，该调查抽检样品均取自知名服装品牌。APEO是烷基酚聚氧乙烯醚类化合物的简称，主要成分为NPEO（壬基酚聚氧乙烯醚）和OPEO（辛基酚聚氧乙烯醚）两大类，是目前被广泛使用的非离子表面活性剂的主要代表。实际检出结果中，NPEO检出量约占85%左右，OPEO约占15%。APEO本身的毒性并不高，但其生物降解性很差，在环境中降解缓慢，容易在生物体内造成集聚，同时其代谢产物NP（壬基酚）和OP（辛基酚）有很强的鱼毒性及类似雌性激素作用，能导致人体精子数量减少、生殖器官异常，即所谓的 “雌性效应”[3]。APEO广泛用于纺织品、皮革、洗涤剂等行业，最终进入水环境系统，造成水体污染。欧洲于20世纪80年代的东北大西洋海洋环境保护公约 (OSPAR)中提出优先控制的15种化学物质中已有APEO，2003年颁布的欧盟法规 “2003/53/EC指令”规定化学品中APEO及AP（烷基酚）的质量分数不能超过0.1%。2017年3月16日美国服装产品协会AAFA发布的第十八版 “受限物质清单”中，规定了NP的含量小于10 mg/kg，NPEO也在名单之中[4]。

面对APEO的全球禁用，针对APEO检测方法的研究显示出重要的意义。目前成熟的APEO检测方法有GC-MS法，HPLC-FLD法，LC-MS法及LC-MS/MS法。GC-MS常用于检测小分子质量的有机化合物，APEO为一系列聚合物，聚合度高的APEO分子质量大难以气化，用GC-MS测定需要先进行衍生化，操作繁琐且定量不准确[5-6]。因此实践中HPLC方法测APEO含量更常用，其中LC-MS/MS由于具有两级质谱，对复杂的化合物具有很强的分辨能力，有效降低检测结果的假阳性率，因此理论上来说，LC-MS/MS是APEO常用检测方法中定量最为准确的方法之一。

《GB/T 23322-2009纺织品表面活性剂的测定烷基酚聚氧乙烯醚》中，其中一种方法为RP-LC-MS/MS法，本文对此方法存在的部分问题进行了研究。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 1260高效液相色谱仪 （美国安捷伦公司）；Agilent 6420三重四级杆质谱仪 （美国安捷伦公司）；海道夫旋转蒸发仪 （德国Heidolph公司）；Agilent Eclipse Class C18液相色谱柱 （1.8μm 3.0×100mm，美国安捷伦公司）。

标准品溶液：OP5EO（辛基酚聚氧乙烯醚，平均聚合度5，纯度100.0%，MANHAGE公司），OP10EO（辛基酚聚氧乙烯醚，平均聚合度10，纯度100.0%，MANHAGE公司），OP16EO（辛基酚聚氧乙烯醚，平均聚合度16，纯度100.0%，MANHAGE公司），异丙醇配制成质量浓度为1.00 mg/mL的标准储备液，使用时乙腈稀释到需要质量浓度。实验中使用的溶剂均为色谱纯，实验用水为去离子水。

1.2 色谱条件

流动相：A相为甲醇，B相为0.5‰的乙酸铵水溶液；流速0.4mL/min；柱温40℃；进样量10μL；离子源：电喷雾离子源；扫描极性：正离子模式；扫描方式MRM；雾化气、碰撞气均为高纯氮气。梯度洗脱程序：0 min，A相85%→8 min，A相85%→10 min，A相98%→15min，A相98%→17min，A相85%。

1.3 定性和定量

用标准品的质量色谱峰保留时间对测定样品进行定性，定性时样品与质量分数相当标准工作溶液的相对丰度一致，相对离子丰度最大允许偏差见表1。

表1 相对离子丰度最大允许偏差表

按以下公式进行含量计算：

式中，X代表试样中聚合度2～16的OPEO的质量浓度总和，Xn代表试样中聚合度为n的OPEO质量浓度，An代表样液中聚合度为n的OPEO峰面积，Ans代表标液中聚合度为 n的OPEO峰面积，Cns代表标液中聚合度为 n的OPEO的质量浓度，Mn为聚合度为n的OPEO的分子质量，Cs代表标准工作溶液中OPEO的总质量浓度。绘制各聚合度 （n=2～16）的标准曲线，外标法定量计算样液中目标物的质量分数。

2 结果与讨论

2.1 OP10EO对OP5EO、OP16EO的定量结果

采用平均聚合度为10的OP10EO为标液，标液质量浓度为0.20mg/L、0.40mg/L、0.60mg/L、0.80mg/L、1.00mg/L，配制质量浓度为0.60mg/L的OP5EO、OP10EO及OP16EO溶液，分别对其进行测定，每个样液测7次，得结果如表2所示。

表2 OP10EO为标液测定OP5EO、OP16EO

从表2结果可以看出，以OP10EO为标液，对已知质量浓度的OP5EO、OP10EO及OP16EO进行测定时，OP10EO的测得值接近于理论值，而OP5EO和OP16EO的结果与理论值有较大差距，说明当样品中OPEO聚合度发生变化的时候，检测结果的可信度降低。 《GB/T 23322-2009纺织品表面活性剂的测定烷基酚聚氧乙烯醚》中，对标准物质OPEO和NPEO的限定为平均聚合度10，由上述结果可以看出，如果检测样品中APEO各个聚合度的分布与所用标准物质差别较大，那么所测得的结果与实际真实值是有较大出入。事实上，如果采用不同品牌的标准物质，即使标准物质的平均聚合度相同，因为工艺差别导致实际质量浓度分布情况并不一致，所得出的结果不能很好的吻合。

对于检测结果的差别，笔者分析有如下几方面原因：

（1）基本原理存有一定缺陷

OPEO（NPEO同理）为不同聚合度的混合物，标准GB/T 23322-2009对不同聚合度的单组分 （纯净物）进行检测计算，然后将各个聚合度的组分检测结果加和，得出OPEO（混合物）总质量浓度。单组分的检测依据是其质量浓度与质谱峰面积成正比，但是标液中单个物质的质量浓度试剂公司无法准确给出，因此标准采用公式进行粗略计算，Cns代表标液中聚合度为n的OPEO的质量浓度，Ans代表标液中聚合度为n的OPEO峰面积，Mn为聚合度为n的OPEO的分子质量，Cs代表标准工作溶液中OPEO的总质量浓度。此公式的应用前提是，各个聚合度的OPEO的离子化效率是一样的。但事实并非如此，不同组分的离子化效率并不一样，OP16EO的分子质量是OP2EO的近三倍，电离的活化自由能以及物质的表面活性都有较大差别，因此各组分离子化效率的区别是显而易见的。同时OPEO（及NPEO）在此反相液相色谱条件下出峰时间基本相同，并未完全分离，因此电离时同时会有竞争性抑制现象，电离化效率高的离子进一步抑制电离化效率低的离子。因此，根据标准GB/T 23322-2009的公式算出的单组分物质质量浓度不确定度较大，这导致了最终结果的不准确。

（2）计算不全面

从实际检测结果来看，OP16EO并不止含有聚合度2~16的组分，17，18，19甚至更高聚合度组分仍然占较大比重。而在本标准中，只计算了聚合度2至16的组分，导致测得结果与理论值差距较大。在实际样品中，仍然发现部分样品中的OPEO或者NPEO包含了聚合度16以上的组分。

2.2 混合标液的配制

为获得更加稳定、可靠、普适性的检测结果，我们对标液配制方法进行了研究。鉴于OPEO与NPEO的相似性及材料原因，我们以OPEO为代表进行了实验。将平均聚合度分别为5，10，16的OP5EO、OP10EO、OP16EO分别用乙腈配制成质量浓度为1.00 mg/L的标液，LCMS/MS进行检测，计算各个单组分的Mw*A值（Mw为各个单组分的分子质量，A为单组分在MS/MS上的响应值）。

表3 不同聚合度OPEO中各组分的分布情况

以聚合度为横坐标，Mw*A值 （Mw为各个单组分的分子质量，A为单组分在MS/MS上的响应值）为纵坐标，绘制 OP5EO、OP10EO和OP16EO的组分分布图。分布图见图1、图2及图3。

图1 OP5EO组分分布图

图2 OP10EO组分分布图

图3 OP16EO组分分布图

从图1、图2、图3可以看出，平均聚合度不同，组分分布差异非常大。理论上，将1.00 mg/L的OP5EO、OP10EO、OP16EO乙腈溶液以任意体积比互溶，得到的OPEO的质量浓度仍然可视为1.00 mg/L。我们以聚合度5、10及16的单组分质量浓度为指标，通过线性方程计算及实验微调，获得分布更为均匀的混合OPEO标液。配制时，按体积比47∶319∶556取用1.00 mg/L的OP5EO、OP10EO、OP16EO乙腈溶液，通过LC-MS/MS检测，得到结果如表4。

表4 混合OPEO中各种组分分布情况

以上，我们通过将三种不同平均聚合度的OPEO通过混合配制，得到了各组分质量浓度分布差别更小的混合标液。可以合理推断，通过更多种类OPEO的合理混合，可以得到各组分的Mw*A值趋于一致的混合标液，这对于固定APEO标液的成分及获得更科学检测结果无疑具有较大意义。

图4 混合OPEO标液组分分布图

2.3 混合标液对OP5EO、OP10EO、OP16EO的定量结果

采用质量浓度为1.00mg/L的混合标液，分别配制成0.20 mg/L、0.40 mg/L、0.60 mg/L、0.80 mg/L、1.00 mg/L标液，以此系列标液作校正曲线，分别测定质量浓度为0.60 mg/L的OP5EO、OP10EO及OP16EO溶液，每个样液测7次，得结果如表5所示。

由以上结果可以看出，相比于以OP10EO为标液，采用混合标液所得的检测结果与理论值更为接近。主要原因在于混合标液缩小了内部各个组分质量浓度的差别，使检测结果更加科学。

表5 混合标液对OP5EO、OP10EO、OP16EO的定量结果

由以上结果可以看出，相比于以OP10EO为标液，采用混合标液所得的检测结果与理论值更为接近。主要原因在于混合标液缩小了内部各个组分质量浓度的差别，使检测结果更加科学合理。

2.4 检出限和回收率

2.4.1 仪器检出限的测定

配制0.2 mg/L的OPEO混合标液，按照相应检测程序重复测定十次，按公式CL=计算仪器检出限。式中，CL为仪器检出限，Ki为置信因子，此处取3，Si测量值的标准偏差，C—样品真实质量浓度，—测量值的平均值，测得OPEO在仪器上的仪器检测限为0.01mg/L。

2.4.2 方法检出限及加标回收率的测定

取空白纺织品十份每份加入0.20 mg/kg的OPEO，按照程序处理及测定样品，按公式 CD=计算方法检出限，式中CD为方法检出限；KD置信因子，此处取3；Si测量值的标准偏差；C样品加标质量分数；测量值的平均值。得到方法检出限为0.05 mg/kg。回收率范围为91.3%~104.4%，相对标准偏差为0.75%~ 3.43%，符合标准规定。

3 结论

本文分析了LC-MS/MS测定纺织品中APEO时定量不准确的问题，配制了混合OPEO标液并得到较好的检测结果，说明可以通过混合的方法对标液中各组分质量浓度分布情况进行调整，建议本标准对APEO的组分分布情况进行严格的规定，使检测的结果更科学。

[1] 蔡涛，王明葵.纺织服装中烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）的现状和对策 [J].中国纤检，2014（8）:82-85.

[2] 时尚之毒2:毒隐于衣--全球品牌服装的有毒有害物质残留调查 [EB/OL]http://www.greenpeace.org/ china/Global/china/publications/campaigns/toxics/dirty -laundry-2.pdf.

[3] 唐育民.再谈APEO的禁用及应对措施 [J].染整技术，2006，28（8）:27-29.

[4] Restricted SubstancesLists[EB/OL]https://www.wewear. org/rsl/

[5] 臧瑞玲，胡晓芳，印春生，等.辛基酚聚氧乙烯醚好氧生物降解产物的GC-MS测定 [J].环境化学，2005，24（6）:714-718.

[6] Liu R，Zhou JL，Wilding A.Similtaneous determination of endocrine disrupting phenolic compounds and steroids in water by solid-phase extraction-gas chromatography-mass spectrometry[J].Chromatogr A，2004，1022（1-2）:179-189.

THE LC-MS/MSANALYSISOF APEO IN TEXTILE

WANG Dong-lin，WU Sui-sheng，YANG Mei，CHEN Jin-wen
(Guangdong Textile Testing and Measuring Technology Co.，Ltd，Guangzhou 510663，China)

Analyzed the reasons for inconsistent results of textile APEO detecting when used LC-MS/MS method in GB/T 23322-2009.A new mixed standard solution was prepared by using three OPEO solutions with different polymerization degrees.According to LC-MS/MS characterization， the content of each componentwas better-distributed.The detection limit of themixed APEO standard solution was 0.05mg/kg，recovery rate was 91.3%~104.4%，and relative standard deviation was 0.75%~3.43%.Obviously，the content of the APEO components can be adjusted bymixing.We recommend that GB/T 23322-2009 should bemore stringent on the components of APEO，so obtained results can bemore accurate.

APEO，detection，textiles

TS107

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.02.008

1672-500X(2017)02-0034-06

2017-04-18

王东林 （1984-），男，重庆人，硕士，从事第三方化学检测及计量工作。