高效液相色谱法测定纺织品中2种CMR 物质

秦 鑫,徐韵扬,吴 怡,顾 虎,胡 喆,王敏超

(杭州市质量技术监督检测院,浙江 杭州310019)

日用消费品量大面广,与日常生活息息相关,其质量安全日益受到各方关注。近年来,由消费品引发的质量安全事件层出不穷,双酚A 奶瓶[1]、增塑剂超标玩具[2]、超薄塑料袋、荧光卫生纸和纸巾纸[3-5]、毒文具等事件都产生了较大的社会影响,严重影响了消费者的健康安全和消费信心,这些质量安全事件均涉及产品中有害物质限量和安全性能。

苯并(b)荧蒽[6]和苯并(a)芘[7]是日常生活或工业生产过程中产生的副产物,属于多环芳烃中毒性最大的一类强烈致癌物,被列为全球性持久性有机污染物。该物质已被欧盟列为CMR(致癌、致突变和生殖毒性)物质。2018 年 4 月 26 日,欧盟成 员国同意 修订REACH 附件XVII中对33种在服装、纺织品和鞋类等日用消费品中使用CMR(致癌、致突变和生殖毒性)物质的限制。被REACH 法规附件XVII列为CMR类限用物质,在未经授权许可下不得生产、销售或使用。

目前关于苯并(b)荧蒽和苯并(a)芘2种CMR 物质检测方法研究的报道主要集中在水体[8-9]、土壤环境[10]、食品及其包装材料[11-13]方面。现有报道的有关纺织品中苯并(b)荧蒽和苯并(a)芘检测研究主要采用气相色谱-质谱联用法[14-16],纺织品中采用液相色谱技术检测CMR 物质的研究还处于萌芽状态。本研究将采用超声萃取前处理技术,高效液相色谱法测定纺织品中苯并(b)荧蒽和苯并(a)芘2种CMR 物质,并应用于实际样品的测试分析。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

1260 型高效液相色谱仪配FLD 检测器；Agilent SB-C18液相色谱柱(100 mm×4.6 mm,3.5μm)；KQ-250 TDE型高频数控超声波清洗器；Milli-Q 超纯水仪。

2种仿雌激素:(1)苯并(b)荧蒽(Bb F,纯度99.5%,Dr.Ehrenstorfer)；(2)苯并(a)芘(BaP,纯度99.5%,Dr.Ehrenstorf er)。

甲醇(色谱纯,TEDIA)；乙腈(色谱纯,TEDIA)；正己烷、三氯甲烷(分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司)；超纯水(18.2 MΩ·c m)。

2个样品(白色纯棉针织布、黑色梭织布),均来自市售产品。

1.2 标准溶液配制

分别称取苯并(b)荧蒽和苯并(a)芘标准品各10 mg,用乙腈溶解并定容至100 ml棕色容量瓶中,配制成浓度为100 mg/L 的单标储备液,于冰箱中4 ℃保存。试验时再分别移取1.0 ml各单标储备液,用甲醇稀释定容至100 ml,配置成浓度为1 000μg/L的标准工作液,再取一定体积的1 000μg/L 标准工作液配制成10、20、50、100、200μg/L 5个水平浓度的混合标准工作液。

1.3 样品前处理

称取代表性样品0.5 g(精确至0.001 g),剪成5 mm×5 mm 大小,置于50 ml玻璃具塞反应瓶中,加入萃取溶剂(甲醇)10 ml,于30℃下超声强度70 W 超声萃取30 min,取出反应瓶,1 min内冷却至室温,萃取液经聚四氟乙烯(PTEE)滤膜过滤后,采用高效液相色谱-荧光(以下简称HPLC-FLD)测定。

1.4 色谱条件

色谱柱:Agilent SB-C18 色谱柱(100 mm×4.6 mm,3.5μm)；流动相:A.甲醇,B.水；等梯度分析10 min；流速:1.0 ml/min；柱温:30 ℃；发射波长λe m=300 n m,激发波长λex=430 n m；进样量:10μl。

优化条件后的2种CMR 物质的色谱分离情况如图1所示。2种CMR 物质的保留时间分别为苯并(b)荧蒽(Bb F):3.525 min；苯并(a)芘(BaP):4.723 min。

图1 2种CMR 物质混合标准溶液的液相色谱图

2 试验结果与讨论

2.1 超声萃取条件的优化

2.1.1 萃取溶剂的选择

试验所研究的2种CMR 物质均为极性多环类化合物。根据相似相溶原理,方法优选甲醇作为萃取溶剂。同时为考察不同类型溶剂对CMR 物质的萃取效果,试验比较了丙酮、四氢呋喃2种萃取溶剂在相同试验条件下(添加浓度为100μg/L混合标准工作液于阴性样品中,超声时间30 min,萃取温度30℃,超声强度70 W)萃取效果(表1)。结果表明,随着萃取溶剂极性的下降,萃取效果逐渐降低,故选择甲醇为萃取溶剂作进一步研究。

2.1.2 萃取温度的优化

在其他条件不变的情况下,添加浓度为100μg/L混合标准工作液于阴性样品中,分别考察了萃取温度在20、25、30、35、40 ℃时对萃取物的萃取效果(图2)。结果表明,随萃取温度的升高,萃取效果增大,温度上升加快了目标物分子运动,目标物与基质之间的作用力减弱,速率常数增大,萃取效率不断提高；当萃取温度为30 ℃时,萃取效果最佳,萃取温度再进一步升高,萃取效果没有表现出明显的增大趋势,因此超声萃取温度选择30 ℃。

表1 不同溶剂对2种CMR 物质的萃取效果

图2 不同萃取温度对2种CMR 物质萃取效率的影响

2.1.3 萃取时间的确定

以甲醇作为萃取溶剂,萃取温度为30℃,考察10、20、30、40、50 min条件下对添加浓度为100μg/L混合标准工作液于阴性样品的萃取效果(图3)。结果表明,时间小于30 min时,目标物的萃取效率呈增大趋势,当萃取时间超过30 min时,萃取效率不再增加。为提高试验效率,选择30 min作为最优超声萃取时间。

图3 不同萃取时间对2种CMR 物质萃取效率的影响

2.1.4 超声强度和萃取体积的选择

采用甲醇为萃取溶剂,萃取温度30 ℃,萃取时间30 min,进一步研究不同超声强度对添加浓度为100 μg/L混合标准工作液于阴性样品的目标物萃取效果的影响。结果显示,在超声强度低于70 W 时,萃取效果随着超声强度的增加而增大,而超声强度达到70 W后萃取效果无明显提高。同时还研究了萃取剂体积对萃取效果的影响,考察了10、20、30 ml的萃取效果(图4)。结果表明,当萃取体积为10 ml和20 ml时萃取效果相当,而当萃取体积增加到30 ml时,萃取效果反而下降,为减少有机溶剂使用量,选择萃取体积为10 ml。

图4 萃取体积对2种CMR 物质萃取效率的影响

2.2 线性范围、检出限和定量限

配制浓度为10、20、50、100、200μg/L的混合标准工作溶液,按优化后的试验条件进行分析。以色谱峰面积(Y)对浓度(X)进行线性拟合,所得2 种CMR物质拟合曲线相关系数均大于0.999。以信噪比S/N=3计算出仪器检出限(LOD)为1.0μg/L；根据样品称样量和稀释倍数,以信噪比S/N=10计算方法定量限(MLOQ)为0.1 mg/kg,具体结果见表2。

表2 2种CMR 物质的线性范围、线性方程、相关系数、仪器检出限和方法定量限

2.3 回收率与精密度试验

最优化条件下,通过对标准棉贴衬和多纤维帖衬的空白样品中,添加浓度为50μg/L和100μg/L的标准液,进行加标回收率试验和精密度试验,每个添加浓度平行试验6次,结果见表3。2个添加浓度条件下,测得不同基质平均回收率为89.6%～102.3%,相对标准偏差(RSD)为1.5%～3.2%,方法的精确度和精密度能够满足纺织品中2种CMR 物质的分析。

表3 纺织品中2种CMR 物质加标回收率和相对标准偏差(n=6)

2.4 实际样品分析

采用本方法对市售的2个样品中的CMR 物质进行检测,本色纯棉针织布样品中检出苯并(a)芘,含量为0.36 mg/kg。

3 结语

建立了一个纺织品中CMR 物质超声萃取结合高效液相色谱法的定性和定量分析方法,该方法以甲醇作为萃取剂,样品在超声萃取后,采用高效液相色谱法进行分析。方法回收率高,快速高效,前处理操作简便,能达到纺织品中CMR 物质定性和定量分析的需求。