超声萃取-气质联用法测定皮革中邻苯基苯酚含量的方法

刘志荣，吴锦煌

（中轻检验认证（晋江）有限公司，福建 晋江 362200）

前言

邻苯基苯酚及含氯苯酚等苯酚类化合物具有良好的杀菌效果，常用于皮革、纺织品、塑料、涂料和胶粘剂等的防腐防霉处理[1-4]。苯酚类化学性质稳定、残留时间长，不但可以通过呼吸道和消化道被人体吸收，也可以通过皮肤接触引起过敏反应，长期接触会损坏肝脏，具有致癌、致畸等毒副作用[2]。此外，也可以对生态环境造成污染和破坏，包括水[5]、大气、土壤等[6]。随着国际局势的动荡不安，贸易保护观念的兴起，国际社会对环境保护的要求不断提高，从而兴起的非关税贸易壁垒，一些发达国家通过构建绿色贸易壁垒，以各种环境标志、绿色标志等市场准入条件为借口，限值发展中国家的产品进入。使得我国的皮革及其制品，纺织材料等对外贸易收到冲击，要想缓解现状，必须制定相应的国家标准[3]。

我国目前对于邻苯基苯酚的测定，在纺织品和染料均有制定相关标准GB/T 20386-2006《纺织品邻苯基苯酚的测定》[7]、GB/T 23974-2009《染料产品中邻苯基苯酚的测定》[8]，皮革标准相对较少,但也有相关标准GB/T 38403-2019《皮革和毛皮化学试验防霉剂（TCMTB、PCMC、OPP、OIT）的测定：液相色谱法》[9]。国外相关的标准均是参照ISO 17070:2015《皮革和毛皮化学试验四氯苯酚-三氯苯酚-二氯苯酚-单氯苯酚-同分异构体和五氯苯酚含量的测定》[10]，没有专门测定皮革中邻苯基苯酚的相关标准。目前研究的方法基本采用的是衍生化的前处理方法，时间较长，操作不方便，不利于批量测试。

未来皮革和纺织样品中苯酚类化合物含量的测定分析方法发展方向是样品微量化、操作简单、提取一体化和自动化。因此本项目参照：GB/T 20386-2006《纺织品邻苯基苯酚的测定》[7]、GB/T 23974-2009《染料产品中邻苯基苯酚的测定》[8]中直接萃取的方法进行测试，采用正交试验选择最优条件，可以达到操作简便、时间短，可以大批量同时检测，提高工作效率。

1 试验部分

1.1 仪器和试剂

气质联用仪（型号：TRACE-1600-TSQ 9610），赛默飞世尔科技公司；色谱柱：TG-SQC(15 m×0.25 mm×0.25 μm）赛默飞世尔科技公司；超声波清洗器，昆山超声仪器有限公司；分析天平（精确至0.001 g），Mettler toledo 公司；邻苯基苯酚OPP（CAS:90-43-7），标准品，纯度99.0%，Dr.Ehrenstorfer；乙酸乙酯、丙酮、甲醇、正己烷，乙酸乙酯，色谱纯，M-TEDIA。

1.2 测试原理

使用分析天平称量1.000 g 的皮革样品，于装有10 mL 丙酮的玻璃反应瓶中，用盖子密封，然后放于超声波清洗器中70 ℃超声处理70 min 后，过滤，用气质联用仪进行测试，通过标准曲线定量。

1.3 标准曲线配制

用天平称取标准物质邻苯基苯酚（CAS:90-43-7），用丙酮稀释成10、50、80、100、160、200 μg/L 六个质量浓度的工作液。

1.4 测试条件

气相色谱参数：色谱柱：TG-SQC (15 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度250 ℃；分流模式：不分流；升温程序：50 ℃保持1min，以40℃/min 升温至240℃，以100℃/min 升温至280℃。出峰时间：4.502 min，如图1 所示。

图1 邻苯基苯酚（CAS:90-43-7）的提取离子色谱图

质谱参数：质谱传输线温度：280 ℃；离子源温度：300 ℃；离子源：EI；定性离子170、169、141、115；定量离子170。

2 结果与讨论

2.1 不同萃取溶剂对萃取结果的影响

参照标准GB/T 23974-2009 采用超声的方法进行实验设计，选择含有邻苯基苯酚的皮革样品分别称取1 g，加入10 mL 不同的萃取溶剂，在常温下进行超声萃取30 min，然后用滤膜过滤，采用气相色谱-质谱联用仪进行测试，测试结果如图2 所示。

图2 萃取溶剂与opp 萃取量的关系

如图2 所示，相同萃取条件下，不同溶剂萃取量由大到小为丙酮＞乙腈＞乙酸乙酯＞甲醇＞正己烷。这跟邻苯基苯酚容易溶解于丙酮有一定关系。

2.2 不同超声萃取时间对萃取结果的影响

选择含有邻苯基苯酚的皮革样品分别称取1g，加入10 mL 正己烷萃取溶剂，在常温下进行超声萃取20、30、40、50、60、70 min，然后分别用滤膜过滤，采用气相色谱-质谱联用仪进行测试，测试结果如图3 所示。

图3 超声萃取时间与opp 萃取量的关系

由图3 可见，随着超声萃取时间的增加，邻苯基苯酚的萃取量呈现增长趋势，但是在60 min 以后趋于平稳。

2.3 不同萃取温度对萃取结果的影响

选择含有邻苯基苯酚的皮革样品分别称取1g，加入10 mL 正己烷萃取溶剂，在20、30、40、50、60、70 ℃下进行超声萃取30 min，然后分别用滤膜过滤，采用气相色谱-质谱联用仪进行测试，测试结果如图4 所示。

由图4 可见，随着超声萃取温度的升高，邻苯基苯酚的萃取量呈现增长趋势，但是在60 ℃以后趋于平稳。

图4 超声萃取温度与opp 萃取量的关系

2.4 建立正交试验设计及结果分析

在单因素的实验基础上，选取用L9（33）正交表，以邻苯基苯酚萃取量为评定指标，对萃取条件进行考察。将影响萃取量的溶剂种类、萃取时间、萃取温度分别设为A、B、C 三个因素，每个因素设计3 个水平。如表1 所示。

表1 试验因素水平表

根据L9（33）正交表进行试验设计，根据测试结果制定表2。

表2 正交试验结果与数据处理

根据表2 结果可知，均值计算结果越大，表明水平的条件越好；R 表明主次顺序，R 值越大表明主效应越好。从表2 可以看出，它们的最好条件水平分别为1、3、3，对应的条件是：丙酮，萃取时间70 min，萃取温度70 ℃；而主次顺序从大到小为：萃取温度>萃取溶剂>萃取时间。

3 最优条件的验证试验

3.1 标准曲线及线性相关系数

根据标准溶液浓度进行上机测试，浓度和对应响应值建立标准曲线，相关系数0.999，标准曲线y=306.05x-864.54，见图5。

图5 opp 测试方法标准曲线及线性相关系数

3.2 方法的检出限

根据最有条件进行空白基质测试，加入0.1 mg/kg 的邻苯基苯酚标准溶剂进行6 次重复性测试，测试结果如表3 所示。

表3 检出限测试结果

由表3 测试结果可见，该方法能够准确测定0.1 mg/kg 的浓度，测试结果回收率在91～99.1%之间，相对偏差在3.6%左右，依据GB/T 27417-2017《合格评定化学分析方法确认和验证指南》[10]方法回收率偏差范围规定加标量在0.1～1 mg/kg，回收率为80～110%，该方法满足检测要求。

3.3 精密度

精密度由三个不同浓度范围的加标回收率来测定，对于在相同皮革基质的条件下，进行三个浓度的加标测试分别为：0.5mg/kg、0.8 mg/kg、1.6 mg/kg 测试结果如表4

根据表4 可知，依据GB/T 27417-2017《合格评定化学分析方法确认和验证指南》[11]方法回收率偏差范围规定加标量在0.1～1 mg/kg，回收率为80%～110%；加标量在1～100 mg/kg，回收率在90%～110%。而研究的三个加标回收率均在90%～101%之间，满足方法确认的要求。

表4 精密度测试数据

4 结语

此研究的结果表明，采用超声萃取-气质联用法测定皮革中邻苯基苯酚含量的方法具有可行性。该实验的参数为：采用不分流模式进样，以丙酮作为萃取溶剂，在70 ℃水浴超声70 min，通过气质联用仪进行分析，检出限为0.1 mg/kg，方法回收率在90%～101%之间，相对标准偏差3.6%，标准曲线相关系数0.999，重现性好，测试数据准确可靠，无需进行衍生化，缩短实验进程，操作简便。