HPLC-UV法测定PET瓶中对苯二甲酸特定迁移量的研究

马芮萍 张晓莉

国家农副产品质量监督检验中心（甘肃），兰州 735300

前言

对苯二甲酸（PTA）是合成聚苯二甲酸乙二醇酯（PET）的原料，具有一定的分子毒性，因其成本低、透明性高、耐热耐低温，化学性质较稳定等优势，在液态食品包装中应用较为广泛，特别是在加工过程中，有些生产企业将回收的PET瓶作为辅料添加，重复循环利用，使得PET瓶中残留或降解出来的对苯二甲酸在使用过程中会迁移到食物中，直接危害人体健康[1,2,3,4]，因此，对PET瓶中对苯二甲酸迁移量进行测定是非常有必要的。

目前，我国对PET瓶的研究比较少，主要是研究材料的总迁移量，而对材质中单体物质的迁移量研究甚少。本研究用高效液相色谱仪对PET瓶中对苯二甲酸迁移量进行测定，该方法快速、简单、准确，可用于PET瓶中对苯二甲酸迁移量的测定。

1.材料、仪器与试剂

1.1 仪器与试剂

U3000高效液相色谱仪及二极管阵列检测器：赛默飞世尔公司； C18色谱柱（250mm×4.6mm，5 µm）：赛默飞世尔公司； HI2221型酸度计: Hanna公司；十万分之一天平（精密度为0.1mg）：Sartorius公司；TLE204E分析天平（精密度为0.0001g）:梅特勒公司； Milli-QGradient纯水仪：Millipore公司；

对苯二甲酸标准品（CAS：100-21-0）：纯度≥99%，购于Dr.Ehrenstofer公司；邻苯二甲酸标准品（CAS:88-99-3）：纯度≥99%，购于Dr.Ehrenstofer公司；甲醇、乙腈、异丙醇均为色谱纯；其他试剂均为分析纯；

乙酸钠缓冲溶液（pH分别为3.4，3.6，3.8）：称取25.0 g乙酸钠溶于300 mL水中，加入5.0 mL磷酸，用冰醋酸将pH值调为3.4，3.6，3.8，转移至500mL容量瓶中，用水定容。

1.2 样品

试验用PET瓶为本地生产。

1.3 分析步骤

1.3.1 标准溶液的配置

对苯二甲酸标准储备液的配置（500 µg/mL）：准确称取50 mg标准品，加入90 mL甲醇使其溶解，在50℃水浴60 min，使对苯二甲酸充分溶解。冷却至室温后转移至100 mL容量瓶中，用甲醇定容。邻苯二甲酸标准储备液的配置（1000 µg/mL）：准确称取500 mg标准品，用少量异丙醇溶解，定容至50 mL。

1.3.2 标准曲线的绘制

对苯二甲酸标准中间液的配置：分别于6只25 mL容量瓶中加入0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、5.0 mL、10.0 mL、20.0 mL对苯二甲酸标准储备液，再分别加入5.0 mL邻苯二甲酸内标储备液，甲醇定容。标准中间液的浓度分别为0.0 µg/mL、20 µg/mL、40 µg/mL、100 µg/mL、200 µg/mL、400 µg/mL，内标浓度均为200 µg/mL（现用现配）。

邻苯二甲酸标准中间液的配置（200 µg/mL）：准确移取5.0 mL标准储备液于25 mL容量瓶中，用甲醇定容。

标准溶液的配置：移取2.0 mL对苯二甲酸标准中间液至6个50 mL容量瓶中，用水定容至刻度，混匀，过膜待测。则对苯二甲酸标准工作溶液的浓度分别为0.0 µg/mL、0.8 µg/mL、1.6 µg/mL、4.0 µg/mL、8.0 µg/mL、16.0µg/mL；内标浓度均为8.0 µg/mL。

1.3.3 样品处理

根据待测样品的预期用途及使用条件，参照欧洲标准[5]和国标GB 31604.21-2016[6]法规选择合适的迁移试验条件。将水装入待测样品，在60 ℃放置 10 天。移取50.0 mL从迁移试验中得到的食品模拟物于预先盛有2.0 mL邻苯二甲酸内标中间溶液的100 mL容量瓶中，混合均匀，过膜待测。

2.结果与讨论

2.1 波长的选择

本次试验直接进对苯二甲酸和邻苯二甲酸标准溶液，经DAD检测器扫描，在三维等高图中选择最佳波长，全扫描得到的光谱图如图1所示。由图1可知，对苯二甲酸和邻苯二甲酸在波长为242nm，带宽为2nm时的响应值较高。

图1 对苯二甲酸、邻苯二甲酸的光谱扫描图

2.2 流动相缓冲盐pH对对苯二甲酸、邻苯二甲酸色谱分离的影响

根据对苯二甲酸、邻苯二甲酸的结构，缓冲盐pH对其色谱分离有着重要影响。本次试验采用甲醇-乙酸钠缓冲盐作为流动相，考察了乙酸钠缓冲盐的pH值分别为3.4、3.6、3.8时对,对苯二甲酸、邻苯二甲酸色谱分离的影响，结果如图2所示。

由图2可知，乙酸钠缓冲盐的pH值为3.8时，对苯二甲酸、邻苯二甲酸的色谱峰重叠（图2-A）；乙酸钠缓冲盐的pH值为3.6时，对苯二甲酸、邻苯二甲酸的色谱峰达到了基线分离，峰形拖尾（图2-B）；乙酸钠缓冲盐的pH值为3.4时，对苯二甲酸、邻苯二甲酸达到了基线分离，其色谱峰分离度和峰形较好（图2-C），因此选取乙酸钠缓冲盐的pH值为3.4作为进一步试验的条件。

图2 不同的乙酸钠缓冲盐pH对对苯二甲酸、邻苯二甲酸的色谱分离图

2.3 流速对对对苯二甲酸、邻苯二甲酸色谱分离的影响

不同的流速影响对苯二甲酸、邻苯二甲酸的出峰时间，对其色谱分离度有着重要影响。本次试验依次采用0.8、1.0、1.2 mL/min的流速进行试验，得到的色谱图如图3所示。

由图3可知，随着流速的增大，对苯二甲酸、邻苯二甲酸的保留时间逐渐提前，流速为1.2 mL/min时两种物质出峰较快，保留时间分别为8.983min、6.936min（图3-C），色谱峰分离度较好。但是随着流速的增大，色谱柱柱压也越来越高，影响色谱柱的寿命。因此，选取流速为1.0 mL/min作为下一步试验的条件。

图3 流速对对苯二甲酸、邻苯二甲酸色谱分离的影响

2.4 柱温对对苯二甲酸、邻苯二甲酸色谱分离的影响

色谱柱温度影响对苯二甲酸、邻苯二甲酸在固定相和流动相中的分配系数，也是影响检测结果的重要因素之一，本次试验考察了柱温分别为25℃、30℃、35℃时对,对苯二甲酸、邻苯二甲酸分离的影响，得到的色谱图如图4所示。

由图4可知，随着色谱柱温度的升高，对苯二甲酸、邻苯二甲酸的出峰时间逐渐提前，柱温为35℃时两种物质出峰最快（图4-C），但得到的色谱图基线不平；柱温为30℃时两种物质的峰形不佳（图4-B）。因此，选取色谱柱温度为25℃作为下一步试验的条件。

图4 柱温对对苯二甲酸、邻苯二甲酸色谱分离的影响

2.5 仪器条件的确定

根据上述试验确定了最终的试验条件，结果如表1所示。

表1 高效液相色谱仪工作条件

2.6 方法的线性关系及检出限

根据1.3.3的试验条件进行试验，绘制得到标准曲线。在0.8～16.0 µg/mL范围内，对苯二甲酸的响应线性关系良好，标准曲线线性方程为Y=0.6176x+0.1692，相关系数r=0.9995。根据S/N=3得到最低检出限为0.20 µg/mL，满足标准要求。

2.7 方法的回收率和精密度

按照严苛的迁移试验原则[5]进行迁移试验，取样品浸泡液加标的方式进行回收率试验。在食品模拟物浸泡液中分别添加对苯二甲酸标准溶液至 1.25 µg/mL、2.5 µg/mL、6.25 µg/mL，加标回收率如表2所示。食品模拟物中对苯二甲酸的加标回收率范围为99.2%～101.3%，相对标准偏差范围为0.2%～0.7%。

表2 对苯二甲酸在食品模拟物中的加标回收率和精密度（n=6）

3.讨论

本方法采用HPLC-UV法测定PET瓶中对苯二甲酸的迁移量，通过优化流动相乙酸钠缓冲盐pH、色谱柱温度和流速对对苯二甲酸和邻苯二甲酸色谱分离的影响，最终确定的色谱条件为：甲醇：乙酸钠缓冲液(pH=3.4)=15:85作为流动相，流速1.0 mL/min，进样量10 µL，柱温30°C，检测波长242 nm。该方法得到的标准曲线拟合度高，线性范围广，精密度高，回收率较好。该方法操作简单、准确，数据可靠，适用于PET瓶中对苯二甲酸迁移量的测定。