PVC中邻苯二甲酸酯类化合物的分析方法进展研究

岑水斌 钟肖琼 吴文 杨兰 栗瑞敏

（1.广东轻工职业技术学院，广东广州；2.广东省食品工业研究所有限公司，广东广州）

1.前言

PVC是当今世界上使用最为广泛的塑料材料之一，无论是在儿童玩具，食品包装，医疗用品，家居装修，还是工业生产中都大量应用。PVC具有化学稳定性高，电气绝缘性能优良、较高的机械强度和较好的耐蚀性等优点。当增塑剂加入量达 30%～40%时，便制得软质聚氯乙烯，其延伸率高，制品柔软，并具有良好的耐蚀性和电绝缘性等优良特点，因此被大量应用于生产及日常生活用品当中，增塑剂的成分中含有大量的邻苯二甲酸酯类化合物（PAEs）。PAEs是一类广泛使用的增塑剂，对塑料起改性或软化作用。欧盟2005/84/EC指令明确对各类PAEs的含量进行限制，其中有15种PAEs被认为是有害物质，限定使用。越来越多的研究表明 PAEs具有致癌性、生殖毒性、发育畸变的危害。PAEs与塑料聚合物是以不稳定的非共价键形成结合，故此它很容易能在塑料产品中析出。PAEs是一种会在环境中迁移、挥发的物质，对人类的身体有不可逆的损害，男性过多摄入，会影响生殖系统，损害生殖能力，男性雌化。女性过多摄入则会增加乳腺癌患病风险，甚至会影响下一代男婴的生殖系统，严重的是可能会致使胎儿出现先天性畸形，生殖细胞遗传变异[1,2]，PAEs的检测对于日常生活和人们的生活健康的重要性日益加重，对邻苯二甲酸盐日常危害需要被更进一步的限定在一定的范围之内，使人们在享受科技进步带来的生活便利的同时也保证人们的生命健康。因此对于PVC中PAEs的含量进行检测和监控具有社会和科研意义。PVC中的PAEs精确判断辨析技术，实现对日用品中的 PVC精准监测对提高人们的生活质量有着重要的意义。现今的快速检测法有灵敏、快速、准确等优点，主要有免疫检测法、荧光法、电化学检测法、表面增强拉曼光谱法等。但是由于PAEs分子存在多种同分异构体以及各式检测方法的核心技术自身原因，不同的技术都存在有误判的可能性。本文列举了各式对 PAEs的检测方法，及其在实际检测中的应用，并着重于各式应用中导致误判出现的不同因素和因子的分析和研究，本文对 PAEs的检测方法的进展进行研究，并对实际检测中发生一些误判的可能性进行分析，为找到提高分析精确度的提供新思路。

2.现行的检测方法研究

2.1 PAEs的免疫检测法

免疫检测法是利用抗原与抗体的特异性识别的特性对目标分子进行快速的定性、定量分析。根据检测模式、承载体和标记物的不同，免疫检测技术可分为酶联免疫分析法、聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）免疫分析法、免疫亲和层析分析法等。研究最多的 PAEs免疫分析法是酶联免疫法，Zhang[3]等提出了一种新型的竞争性酶联免疫吸附法来检测DBP，该方法基于溶解的Ag+对牛血清白蛋白催化的抑制作用来提高检测灵敏度，降低DB的检测限，比常规的酶联免疫吸附试验降低了16倍。相对于其他免疫检测技术，PCR分析法具有较低的检出限和较高的灵敏度，Sun等[4]制备了生物素化的DBP多克隆抗体，建立了一种高灵敏的 DBP生物素-链酶亲和素酶联免疫检测法，该方法对 DBP 具有很高的检测特异性（＜4%），检测浓度范围为0.45～7.06 mg/L，检测限为5 ng/L，对饮料和饮用水中的检测回收率在89.5%～109.5%之间。SUN等建立一种超灵敏的高通量免疫PCR分析方法，用于对食品中邻苯二甲酸二乙酯（diethyl phthalate，DEP）的快速实时检测。研究者将免疫方法与PCR技术相结合，大大提升了对DEP的检测能力，其检测浓度范围达到 4 pg/L～40 ng/L，检出限为1.06 pg/L，该工作为食品中痕量PAEs的测定提供了方法学借鉴。免疫亲和层析技术是发展较为成熟的免疫检测技术，现已有基于免疫亲和层析技术的 PAEs 检测卡的商业化生产[5]。但是免疫检测技术的抗干扰能力较差，容易出现假阳性结果，其核心试剂抗体属蛋白类物质，容易受环境因素的影响而失活，如温度、pH等。

2.2 荧光分析法

荧光法的原理是利用羟基自由基进攻PAEs，使其转变成具有荧光性的羟基邻苯二甲酸纳，通过对荧光强度的测定可间接得到 PAEs的含量。此外，可引入外源荧光材料，通过信号的转换来实现对PAEs的测定。KIM等[6]以PoPo3为外源荧光材料，构建对多种PAEs（邻苯二甲酸二甲酯（dimethylphthalate，DMP）、DEP、DBP、DIBP、BBP、DEHP等）快速检出的适配子荧光传感器，可在30 s内完成对目标分子的定量测试。在对实际样品的检测中，得到了与 GC-MS相关媲美的检测结果。CUI等[7]成功合成了含氨基的邻苯二甲酸二异丁酯（diisobutyl phthalate，DIBP）半抗原，并制备了抗邻苯二甲酸-牛血清白蛋白的多克隆抗体。以该多克隆抗体为基础，首次建立了一种快速、灵敏的间接竞争性荧光免疫分析法用以检测食用油样品中的 DIBP。其检测浓度范围为10.47～357.06 mg/L，检出限为5.82 mg/L，交叉反应率小于 1.5。采用荧光检测法对非荧光性物质进行检测时，常常涉及荧光物质的修饰，操作步骤较为繁琐、复杂，并且成本较高。此外，荧光检测结果还难以长期保存。

2.3 电化学检测法

电化学检测法是现今发展最快速的食品安全检测技术之一，是一种根据待检溶液中物质的电化学性质及其变化规律对物质组分进行定性和定量检测的仪器分析手段，具有检测快速、成本低廉、操作简单、灵敏度高、选择性好、便于实现对液态样品的实时原位检测等诸多优点。根据电极识别元件的不同，电化学传感器可分为适配体电化学传感器、分子印迹电化学传感器、电化学免疫传感器、纳米材料电化学传感器等。WU等[8]采用指数富集配体进化技术筛选了对 DBP特异性结合的适配体，以适配体为DBP捕获元件，进一步构建了DBP的电化学适配体传感器，实现了对DBP的选择性高灵敏检出，为塑化剂适配体的筛选和选择性检测提供了新的方法。陶强等[9]以DINP为检测目标物，制备了DINP分子印迹聚合物，将之修饰于玻碳电极表面得到了可对DINP选择性高灵敏检出的分子印迹电化学传感器。该传感器可直接用于市售白酒样品中 DINP的现场检测，无需样品前处理，其检测浓度范围为50 nmol/L～1 μmol/L，检测限为27 nmol/L。适配体、分子印迹聚合物作为识别或富集元件在电化学检测中具有其局限性，如适配体的修饰和分子印迹聚合物的低导电性等。对 PAEs具有选择性催化能力的功能纳米材料常代替上述识别材料或与其相集合，用于对食品中 PAEs的快速检测。Xiao等[10]构建了一种以二茂铁树枝状聚合物-氧化石墨烯修饰玻碳电极的邻苯二甲酸二（2-甲氧基）酯（dimethoxyethyl phthalate，DMEP）电化学传感器。其中，树枝状高分子结构为氧化石墨烯的负载提供了致密的基底，氧化石墨烯为二茂铁树枝状聚合物氧化还原探针的沉积提供了较大的比表面积，并提高了复合材料的导电性。该传感器依托优异的纳米材料实现了对白酒中DMEP的成功检测，检测范围为 0.06～1200 μ mol/L，最低检出限为0.04 mol/L。Liang等[11]研制了一种新型的简单、无标记的DBP电化学阻抗免疫传感器，该传感器的检出限较低（7 μg/L），选择性较高，抗环境干扰能力较强，具有对实际样品进行实时原位检测的潜力。然而，如上所述，酶的稳定性较低，易失活。电化学检测技术具有原位检测的优点，但仅适用于液态样品，且对样品有着特定的要求，要求样品具有良好的导电性。实现食品中 PAEs快速原位检测应从这几方面入手，开发新的电极材料与电极形式，提高电化学检测的稳定性和抗干扰能力。

2.4 表面增强拉曼光谱法

SERS属于分子振动光谱，可反映分子的特征结构，具有对目标分子选择性识别的作用，被广泛应用于生物医学、环境检测、化学成分分析、生物化学传感、疾病诊断等研究领域。SERS检测条件温和、操作简单且无需样品前处理，具有原位快速检测的潜力，受到国内外研究者的广泛关注。金属元素金、银、铂、铷等对SERS具有显著的增强效果，常被用于对食品中 PAEs的SERS检测。周亚茹等[12]利用液-液自组装技术制备了金纳米三棱柱，其在乙醇与正己烷之间紧密排列形成膜状结构，再以硅片为其载体用来制备便携式SERS基底，该基底对BBP和DEHP均达到了较低的检出限，分别为 0.1 mg/kg和 0.05 mg/kg。利用该SERS基底成功实现了对酒中BBP的检出。王欣如等[13]以金纳米三角片为模板制备了金-银核层纳米结构（Au@Ag纳米三棱锥），并以该材料为SERS活性基底，结晶紫为探针，实现了对酒中BBP和DEHP的高灵敏检测，检测限分别为1 nmol/L和100 nmol/L。胡小燕等[14]采用液-液界面自组装技术，制备了金纳米棒二维SERS基底膜（2D-SERS），并以结晶紫为探针分子对所构建的2D-SERS进行了测试，结果表明其对 BBP的检测具有良好的重现性和较高的灵敏度，检测限可达50 nmol/L，该方法成功应用于市售白酒中中毒剂量BBP的检测，表现出潜在的实际中应用性。拉曼散射强度容易受光学系统参数等因素的影响，且易出现不同振动峰重叠的现象，这些因素都会影响测试准确性。

3.结论与展望

PVC中的PAEs的有效监控对防止邻苯污染，保障人们的日常生活具有重要的现实意义，本文对现有的检测邻苯的方法进行了总结分析，传统大型仪器检验法具有检测灵敏度高、准确度高的优点，同时也存在着设备价格高昂、仪器操作复杂多样等不足之处;快速检测技术具有检测快速耗时少、检测成本低廉、适于原位检测的优点，同时也具有检测准确性低、适用范围受限等缺点。邻苯种类繁多，不同种 PAEs理化学性质亦有差异，加上同分异构体的存在，更是无形中为PAEs的精准检测增加了难度，根据不同的检测需求灵活选择合适的检测方法，或者采用多种检测技术相结合多位一体的检测方式是实现PVC中PAEs高效检测的有效手段。同时，为了发展更为完善的 PAEs检测新模式并加以推广应用至生活中将成为未来PVC中PAEs检测的主要发展方向。