邻苯二甲酸酯新型检测技术的发展*

杨 芳，魏建科，王加忠，苏 鑫，毛寒冰，梁海玲

(贵州中烟工业有限责任公司技术中心，贵州 贵阳 550009)

邻苯二甲酸酯(PAEs)，作为常用的塑料增塑剂时，具有类雌激素作用，同时因其分子之间的范德华力和氢键较弱，故常常会发生化学迁移而对环境或者人体产生危害。为实时监控和减少邻苯二甲酸酯的危害，开发高效、专一性好、操作简便的检测技术尤为重要。

传统的邻苯二甲酸酯检测技术有气相色谱法[1-2]，液相色谱法[3-4]，气相色谱-质谱联用法[5-12]，液相色谱-质谱法[13]，气相色谱-质谱/质谱联用法[14-16]，液相色谱-质谱/质谱法[17-19]，以及光谱方法如荧光光度法[20-21]，紫外分光光度法[22]和拉曼特征光谱法[23]等。随着对邻苯二甲酸酯的深入研究，又涌现出了更多更先进的检测手段。除了利用线性离子阱-静电场轨道肼高分辨质谱法、高效液相色谱-飞行时间质谱法这些更高端的质谱检测技术外，新型检测技术与传统检测技术不同之处更多在于关注PAEs的分子特性，如其光谱特性而采用近红外光谱法，荧光传感器法；分子结构特性而衍生出酶联免疫分析法，荧光定量聚合酶链式反应PCR检测法，离子迁移谱法，分子印迹法，超临界CO2萃取/气相色谱-质谱联用法。根据其电化学特性而出现了胶束电动毛细管色谱法，微乳毛细管电动色谱法，线性扫描极谱法等。

1 邻苯二甲酸酯的新型检测技术

1.1 衰减全反射(ATR)-红外光谱法(FTIR)与近红外光谱

梁煦等[24]以衰减全反射(ATR)-红外光谱法(FTIR)为基础对聚氯乙烯食品包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂进行快速测定，采用TQ Analyst软件运用偏最小二乘(PLS)法在1610～1570 cm-1和750～720 cm-1两处红外特征吸收带建立模型，相关系数为0.9994，该法测定的精密度和相对标准偏差均小于5.0%，准确度相对偏差绝对值均在10%以内。胡旭东[25]同样利用红外光谱法快速检测电线包裹材料聚氯乙烯中的邻苯二甲酸酯类增塑剂，测得邻位芳香环基团的红外光谱在741 cm-1、1600 cm-1和1580 cm-1处存在芳香环伸缩振动的二重谱带。实验对比红外光谱法(FTIR)和气质联用法，并发现红外光谱法结果更加接近增塑剂的真实含量。且该方法简便、快速、环保，能够完成聚氯乙烯中邻苯二甲酸酯类增塑剂的快速检测。

除了红外光谱法外，近红外技术也被用于PAEs检测当中。王运丽等[26]发现近红外光谱可以用于液体如红茶饮料中4种邻苯二甲酸酯类的测定，以内部交叉验证均方差(RMSECV)，线性相关系数(R2)和最优主成分数(Factors)为评价标准，比较了光谱数据经平滑处理、一阶导数、二阶导数等几种方法预处理后建立的数学模型，从而建立了近红外光谱技术快速检测食品、药品中塑化剂的方法。

1.2 新型质谱技术

赵晓亚等[27]建立了线性离子阱—静电场轨道肼高分辨质谱(LQT-Orbitrap)快速同时测定纺织品中15种邻苯二甲酸酯残留的方法。实验采用甲醇提取，5 mmol/L乙酸铵(含0.1%甲酸)-甲醇为流动相时，PAEs的分离度最好，FT正离子扫描模式进行质谱检测，外标法定量表明，该方法在0.05～5.0 mg/L范围内线性关系R≥0.99，检出限为2.0 mg/kg。

邹宇等[28]利用超高效液相色谱-飞行时间质谱法测定邻苯二甲酸酯类物质，各色谱峰分离度良好，RSD低至1.8%。周龙龙等[29]建立了全二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOF MS)测定日用消费品中20种邻苯二甲酸酯类的方法。采用外标法定量，20种邻苯二甲酸酯线性范围在0.03～30 mg/L良好，方法的检出限为0.09～22.13 mg/kg。

虽然采用了不同于传统质谱技术的新型质谱仪器，但是与文献[15]相比，其并没有显示出比串联质谱拥有更低的检出限，原因可能跟采用外标法而不是内标法有关。

1.3 酶联免疫分析法

酶联免疫分析法其核心是抗体与酶复合物结合，然后通过显色来检测。该方法是在免疫酶技术(immunoenzymatic techniques)的基础上发展起来的一种新型的免疫测定技术。2013年，万宇平等[30]率先成功研制了邻苯二甲酸二丁酯残留检测的ELISA试剂盒并应用于白酒中的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的检测。标准曲线范围为0～1 620 μg/L，对白酒样本的最低检测限为100 μg/L，对白酒样本添加回收率范围为91.9%～95.4%，变异系数为7.2%～9.2%，交叉反应试验中，对邻苯二甲酸二异丁酯交叉反应率为45%。2016年，曾昆等[31]应用酶联免疫分析方法检测镇江市内水域水样和底泥中的邻苯二甲酸二乙酯，使用实验室自制抗DEP多克隆抗体和包被抗原OVA-DEP，竞争性ELISA方法检测。结果显示方法特异性高，与其他邻苯二甲酸酯类似物几乎无交叉反应，优化后的ELISA方法检测范围为20～320 ng/mL，最低检测限低至8.2 ng/mL。说明酶联免疫分析法能达到比传统方法更高的灵敏度。

酶联免疫分析法虽然检测限低，但由于特异性强，暂时还不能完成多种邻苯二甲酸酯的检测。

1.4 荧光定量聚合酶链式反应PCR检测法

白舟等[32]从鱼肝脏中提取含雌激素受体的细胞溶质，该溶质与邻苯二甲酸酯生成配体-受体复合物，通过常规PCR方法扩增结合双链DNA，核酸外切酶 ExoⅢ和S1核酸酶处理，并以消解游离DNA后的产物作为模板，进行荧光定量PCR扩增反应，将该方法应用于水样中邻苯二甲酸酯的检测，最低检测限达到10～100 μg/mL，且方法特异性好。

1.5 电化学方法

陈惠等[33]采用胶束电动毛细管色谱法对5种邻苯二甲酸酯类化合物进行了检测研究，实验考察了有机改性剂种类，胶束浓度和溶液的pH值对结果的影响。当条件为pH=9.2，5 mmol/L硼砂-25 mmol/L十二烷基硫酸钠(SDS)-15%(体积分数)甲醇溶液作为电泳缓冲液时，分离效果最好。DMP、DEP、DBP、DEHP和DOP的检出限分别为0.13 mg/L、0.14 mg/L、0.38 mg/L、0.13 mg/L和 0.10 mg/L。李斯光等[34]将胶束扫集毛细管电动色谱法用于药物中邻苯二甲酸酯检测，检出限分别为0.26，0.26和0.39 mg/L，与上文中检出限相差不大。

黄琦等[35]利用微乳毛细管电动色谱法对12种PAEs的分离进行了研究。结果表明，12种PAEs的平均回收率和精密度分别为85.3%～96.9%和3.4%～6.8%，方法检出限(S/N= 3)为 0.5 μg/mL。

高志越等[36]采用线性扫描极谱法检测白酒中邻苯二甲酸二甲酯，其极谱还原波的二阶导数峰电流与邻苯二甲酸二甲酯的质量浓度在5.913～177.4 μg/mL范围内呈良好的线性关系，检出限为0.58 μg/mL。

利用电化学方法检测PAEs虽然由于仪器不同而选用不同的缓冲体系且检测原理不尽相同，但以上文献各邻苯二甲酸酯检出限均位于0.5 μg/mL左右。

1.6 离子迁移谱

离子迁移利用离子的淌度不同分离离子，在离子迁移管中完成，离子的淌度与离子的分子量、电荷数、离子的体积大小和空间几何形状(碰撞截面)有关，具有灵活度高，适用范围广，剖析时间快等优点。窦怀智等[37]利用强场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)芯片设备，通过顶空进样法完成了白酒中DEHP(邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯)和DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)的检测。李艳志等[38]用电喷雾离子迁移率谱方法(ESI-IMS) 测得邻苯二甲酸类DINP，DBP和DEHP的约化迁移率，三种PAEs检出限分别为75.6 μg/L、49.3 μg/L和810 μg/L，线性范围分别是0.25～2.5 mg/L、0.1～0.5 mg/L和4～12 mg/L，同样能够满足我国卫生部规定的食品和食品添加剂中的DEHP、DBP和DINP的最大残留量的检测要求。

1.7 分子印迹

分子印迹分离技术是一种有着特殊专一选择性的新型分离技术。其原理是将模板分子与功能单体合成主体—客体复合物，然后加入定量的功能单体和交联剂聚合成高分子聚合物。通过去除模板分子，达到最终分离混合物的效果。该模板分子往往具有高强度、高选择性和重复使用的优点。

兰小波等[39]制备了一种可用于邻苯二甲酸酯类化合物测定的反蛋白石结构的分子印迹光子晶体传感芯片。结果显示，在使用5次检测后，芯片仍能保持优良的传感功能，4种邻苯二甲酸酯浓度从1×10-5mol/L增大到1 mol/L 时，最大衍射峰位置将发生20～40 nm的红移，且检测全程仅需6 min。

刘奇鹰等[40]以α-甲基丙烯酸(α-MAA)为功能单体，三氯甲烷为致孔剂，邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为模板制备分子印迹柱(MIPs-SPE)富集和净化基质种的邻苯二甲酸酯，气相色谱/质谱联用测定，该方法检出限为0.046～4.280 ng/g。刘玉楠等[41]采用复合二氧化硅微球(H-SiO2)作为载体，制备了邻苯二甲酸二异辛酯表面印迹聚合(H-SiO2@ MIP)。该印迹聚合物为壳层厚度为60～70 nm的球形，能特异性吸附DIOP，最大吸附容量为50.35 mg/g。

Gulcin Bolat等[42]用吡咯的电化学聚合一锅法合成了分子印迹电导化合物聚吡咯(PPY)，该高分子聚合物具有灵敏的电化阻抗学传感性能并能用于二丁基邻苯二甲酸酯(DBP)的定量。电化学阻抗谱(EIS)得到的DBP线性范围0.01～1.0 μM，最低检出限为4.5 nM。

1.8 超临界CO2萃取/气相色谱-质谱联用

莫月香等[43]探讨了不同萃取条件(萃取时间、萃取温度、萃取压力、收集溶剂种类、共溶剂种类)下，利用超临界CO2萃取技术从纺织品中萃取13种邻苯二甲酸酯合并气相色谱-质谱联用(SFE-CO2/GC-MS) 的检测方法。结果表明：采用正己烷为共溶剂和接收剂，萃取温度60 ℃，压力35 MPa，萃取时间60 min的条件最佳，萃取物经GC-MS 测定，其相关系数为0.9917～0.9994。同年，韦俊芳等[44]以超临界二氧化碳-3%(体积分数)甲醇作为色谱流动相进行等度洗脱，超临界流体色谱分析，对运动饮料中8种邻苯二甲酸酯的线性范围(0.05～25 mg/L)，方法检出限(7.5～15 μg/L)，加标回收率为(91.7%～100.2%)，检测时间(6 min)进行了研究。

1.9 荧光传感器法

荧光传感是根据荧光光谱，通过激光激发荧光物质，将荧光物质原子激发到高能态，然后高能态的原子在返回到基态的过程中发出荧光而实现特定物质的检测。由于荧光量与物质的浓度成正比，故可得到荧光量与浓度的曲线。荧光传感也被用于PAEs 的测定。Changkun Qiu等[45]合成了一种新型灵敏的邻苯二甲酸酯荧光传感器，这种荧光传感器通过在三芴中引入硝基苯基基团以形成多孔的带状结晶，邻苯二甲酸酯分子能够扩散至带状结晶的孔洞中并且限制硝基苯基基团的旋转，该方法对检测邻苯二甲酸酯具有很高的灵敏性，其中DEHP检出限为0.03 ppb。Ander Chapartegui-Arias等[46]发现当氨基吡共价键合到金属有机框架化合物的有机配体上时，荧光发射强度发生变化导致感应发生，文章中合成了沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8)，在邻苯二甲酸酯PAEs存在下发生了荧光淬灭现象。为了优化传感应答，研究了胶体颗粒大小对灵敏性的影响。

2 结 语

新的检测方法充分结合邻苯二甲酸酯的光谱性质、分子结构性质和电化学性质等知识，能够通过超临界萃取、电化学方法、酶联免疫、外切酶保护PCR检测、分子印迹技术等新型技术手段对PAE进行检测定量。其优点主要是缩短了时间并提高了效率，但由于部分新型检测技术特异性较强，只能同时检测一到几种邻苯二甲酸酯类物质，并不能对食品中违法添加的17种邻苯二甲酸酯全覆盖，故具有一定的局限性。总而言之，根据实际情况合理运用传统和新型检测技术能够帮助我们更好地监控和减少邻苯二甲酸酯对环境和人体的危害。