超声提取-高效液相色谱法测定热敏纸中双酚A的含量

赵 岩,陈 娅,刘 艳,刘玉洁

(北京市科学技术研究院 城市安全与环境科学研究所,北京 100054)

近年来北京产业结构调整,新产业、新科技不断出现,存在职业病危害的行业由生产制造业向科技行业、现代服务业领域蔓延,在逐步控制传统职业病趋势下,应重视、预防和控制“新型职业病”所带来的危害[1]。热敏纸中的双酚A 是城市发展中不可忽略的一项“新型职业病”危害,暴露途径有很多种,比如职业性暴露、膳食暴露、医源性暴露、环境暴露等。双酚A 是一种内分泌干扰物,经皮肤进入人体,长期接触会严重扰乱人体激素分泌,甚至致癌、致畸、致突变[2-3]。双酚A 作为显色剂,以游离态单体的形式存在于热敏纸上,通过受热使其显示信息[4-5],主要用于销售点情报管理系统(POS机)收据、超市小票、出租车发票、医疗票据等。据美国环境工作组(EWG)研究发现,全美7个州和华府地区内知名商业机构(沃尔玛、麦当劳、连锁超市Safeway、星巴克和美国银行等)发出的36张收据中含有过量的双酚A,并且收据中双酚A 含量比已知含有该物质的罐装奶粉类商品要高出250至1 000倍[6-7]。无论是从事热敏纸生产的劳动者,还是热敏纸产品的使用者都会接触到双酚A,其安全问题得到公众的广泛关注[8]。

目前欧盟、加拿大、澳大利亚、新西兰、中国均实施了对婴儿奶瓶和食品接触材料中双酚A 限制法案或禁令[9]。针对热敏纸,欧洲国家在2020年1月起实施双酚A 含量超过0.02%的热敏纸将不能投放到欧洲市场使用的规定[10]。我国在2018年4月开始实施GB/T 34455－2017《纸、纸板和纸浆2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)的测定 液相色谱法》,但未建立热敏纸中双酚A 的测定方法,也尚未提出热敏纸中双酚A 的限制要求。鉴于此,本工作通过优化双酚A 的提取条件,将待测样品的测定结果与国家标准GB/T 34455－2017进行比对,提出了超声提取-高效液相色谱法(HPLC)测定热敏纸中双酚A 含量的方法,并对收集到的餐饮业、超市、银行、出租车等购物小票进行检测,为热敏纸双酚A“新型职业病”危害的预防和控制奠定基础。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

LC-20A 型高效液相色谱仪,配二元高压泵、荧光检测器、SIL-20A 自动进样器、柱温箱、色谱工作站;BiosaferSB-3200DTS型超声清洗仪;SHA-B 型恒温振荡水浴;QILINBEIER XW-80A 型涡旋振荡器;METTLER TOLEDO XP205型分析天平(感量0.000 1 g)。

双酚A 标准溶液:10 g·L－1,用于配制标准溶液系列;1 000 mg·L－1,用于制备加标样品。

甲醇为色谱纯;磷酸为优级纯;试验用水为超纯水。

1.2 仪器工作条件

Agela Techologies C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm);进样口温度40℃;流动相为体积比3∶2的甲醇-10 mmol·L－1磷酸溶液;流量1 mL·min－1;进样量20μL;激发波长275 nm,发射波长313 nm。

1.3 试验方法

称取50 mg(精确至0.1 mg)样品于10 mL 比色管中,加入5 mL甲醇,使样品完全浸没,于26 ℃涡旋1 min,超声10 min,静置5 min。用0.45μm滤膜过滤,滤液供HPLC分析。平行制备两份样品溶液。

2 结果与讨论

2.1 色谱行为

按照仪器工作条件对双酚A 标准溶液进行测定,所得色谱图见图1。

图1 双酚A 标准溶液色谱图Fig.1 Chromatogram of the standard solution of bisphenol A

2.2 提取条件的选择

试验考察了不同提取方式[水浴振荡(提取温度为70 ℃,提取时间为60 min),超声提取(提取温度为26 ℃,提取时间为10 min)]和提取剂(15 mL 65%甲醇溶液,5 mL 甲醇)对空白加标样品(加标量为0.1 mg·L－1)中双酚A 峰面积的影响,每个条件制备两个平行样品,每个样品进样两次,计算平均值,结果见图2。

图2 提取条件对双酚A 峰面积的影响Fig.2 Effect of extraction condition on the peak area of bisphenol A

结果表明:两种提取方式下,甲醇的提取效果略好于65%甲醇溶液的,且超声提取所用时间更短;以甲醇为提取剂时,水浴振荡和超声提取所得平均回收率分别为105%和103%。

接着,采用GB/T 34455－2017和本方法对空白加标样品进行处理,每种方法处理6个样品,通过统计学F检验法和t检验法分析两种提取方法是否有显著性差异。

将两种方法的测定结果分别记为μ1,μ2,假设H0为μ1等于μ2,H1为μ1,μ2不全相等。经F检验,F值为1.78。查表得,F0.05(1,10)为4.96,大 于1.78,故在显著性水平为0.05下拒绝H0,则两种方法无显著性差异。经t检验,在95%置信区间下,t值的绝对值为1.011 2。查表得,t0.025(5)为2.570 6,大于1.011 2,未落在拒绝域内,故接受H0,说明两种方法无显著性差异。

综合考虑前处理时间、步骤和提取效率等因素,试验选择以甲醇为提取剂,采用超声提取方式对样品进行前处理。

2.3 标准曲线和检出限

取适量双酚A 标准溶液,用甲醇逐级稀释,配制成质量浓度分别为0.01,0.05,0.1,0.5,1.0 mg·L－1的双酚A 标准溶液系列,按照仪器工作条件进行测定,以双酚A 的质量浓度为横坐标,其对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线。结果显示,双酚A标准曲线的线性范围为0.01～1.0 mg·L－1,线性回归方程为y＝5.235×106x－1.912×104,相关系数为0.999 9。

将仪器调节至最佳状态,测量基线噪声,以3倍信噪比(S/N)计算检出限(3S/N),所得仪器检出限为0.001 mg·L－1,根据样品提取液体积和样品量,计算得本方法的检出限为0.1 mg·kg－1。

2.4 精密度和回收试验

按照试验方法对空白样品进行低、中、高等3个浓度水平的加标回收试验,每个浓度水平平行测定3次,计算回收率;每个浓度水平平行测定6次,计算测定值的相对标准偏差(RSD)。

结果显示:在0.01,0.1,1.0 mg·L－1等3个加标浓度水平下,双酚A 的回收率依次为95.9%,101%,99.7%,测定值的RSD依次为1.7%,0.78%,1.1%,符合GBZ/T 210.4－2008《职业卫生标准制定指南 第4部分:工作场所空气中化学物质测定方法》的技术要求。

2.5 样品分析

收集了超市、餐饮、快递行业等热敏纸收据样品,每个样品从上、中、下3个位置取样,按照试验方法进行测定,计算平均值,结果见表1。

表1 样品分析结果Tab.1 Analytical results of the samples

本工作提出了超声提取-HPLC 测定热敏纸中双酚A 含量的方法,与GB/T 34455－2017 相比,缩短了预处理时间,减少了试剂消耗量,降低了样品损失,并且准确度和精密度均满足GBZ/T 210.4－2008的要求,为深入研究更多类别的热敏纸中双酚A 含量提供了科学的测定依据,为进一步开展热敏纸中双酚A 暴露风险防控技术奠定了基础。