食品用塑料包裝材料中雙酚A和壬基苯酚的高效液相色譜-熒光法測定

汪仕韜, 紀麗君, 龔 珊, 夏寶林, 張維益, 殷晶晶, 姚衛(wèi)蓉

(1.江陰市食品安全檢測中心，江蘇江陰 214431;2.蘇州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，江蘇蘇州 215104;3.江南大學食品學院，江蘇無錫 214122)

雙酚A(Bisphenol A,BPA)是生產(chǎn)高分子材料的原料，如生產(chǎn)聚碳酸酯(PC)飲用水杯、塑料水桶、食品內(nèi)罐涂料、牙科復合材料/密封膠[1]。壬基苯酚(Nonyl Phenol,NP)是一種重要的精細化工原料和中間體，主要用于生產(chǎn)表面活性劑、也用于抗氧劑、紡織印染助劑、潤滑油添加劑、農(nóng)藥乳化劑、樹脂改性劑、樹脂及橡膠穩(wěn)定劑等領(lǐng)域。研究發(fā)現(xiàn)，雙酚A能導致內(nèi)分泌失調(diào)，威脅著胎兒和兒童的健康。癌癥和新陳代謝紊亂導致的肥胖也被認為與此有關(guān)。壬基苯酚的雌激素樣效應和生物毒性也被大量體內(nèi)外實驗證明，其對生物體產(chǎn)生的不良作用包括對內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的影響以及促癌作用等。

近年來，研究者對食品中雙酚A和壬基苯酚污染情況報道較多。中國疾病預防控制中心研究團隊對雙酚A和壬基苯酚膳食暴露研究發(fā)現(xiàn)，雙酚A和壬基苯酚普遍存在于中國食品中，在144份樣品中，分別有143份樣品被檢出有壬基苯酚，72份樣品中檢測有雙酚A[2]；Keith等[3]建立了壬基苯酚和雙酚A的檢測方法，證實了壬基苯酚廣泛存在于各種動物源性食品中；Casajuana等[4]采用氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)對商業(yè)全脂牛奶中鄰苯二甲酸酯，壬基苯酚，雙酚A和雙酚A二縮水甘油醚進行了測定。食品中雙酚A和壬基苯酚的暴露更多是因為食品包裝材料中的遷移導致，因而，建立食品包裝材料中雙酚A和壬基苯酚檢測方法具有很好的應用價值。目前雙酚A和壬基苯酚的檢測方法主要有高效液相色譜法(HPLC)[5,6]、液相色譜-質(zhì)譜法(LC-MS/MS)[7 - 9]及氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)[10,11]等。本文選取合適的溶劑，采用超聲萃取對塑料包裝材料中雙酚A、壬基苯酚進行提取，通過高效液相色譜-熒光法(HPLC-FLD)進行檢測，方法操作簡便，分析速度快，靈敏度高。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Acquity e2695液相色譜儀，配2474熒光檢測器(Waters公司)；XS205DU電子天(梅特勒-托利多)；氮吹裝置、超聲波儀(可控溫)(上海安譜)；艾科浦純水儀(重慶頤洋企業(yè)發(fā)展有限公司)；液氮粉碎儀(江陰市鼎浩機械設(shè)備有限公司)。

壬基苯酚標準品溶液(1 000 mg/L，溶于甲醇，O2SI)；雙酚A標準品(Sigma)；甲醇、乙酸乙酯、乙醇、丙酮(色譜純，上海安譜)；正己烷(農(nóng)殘級，上海安譜)。0.22 μm PTFE濾膜(上海安譜)。

1.2 液相色譜條件

色譜柱:C18反相柱，250 mm×4.6 mm×5.0 μm；流動相：甲醇-水(體積比為87∶13)；流速:1.0 mL/min；柱溫:40 ℃；熒光檢測器:激發(fā)波長225 nm，發(fā)射波長302 nm；進樣量：10 μL。

1.3 標準曲線繪制

雙酚A標準儲備溶液(1 000 mg/L)：準確稱取0.1 g雙酚A于100 mL容量瓶中，用甲醇定容；雙酚A、壬基苯酚標準中間溶液(100 mg/L)：分別移取1 mL雙酚A標準儲備溶液和1 mL壬基苯酚標準品溶液(1 000 mg/L)于10 mL容量瓶中，用甲醇定容；雙酚A、壬基苯酚標準工作溶液：以甲醇為溶劑，配制系列標準工作混合液，其中系列混合液中雙酚A、壬基苯酚的濃度分別為0.01 mg/L、0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L。以色譜峰面積為縱坐標，待測物濃度為橫坐標繪制標準曲線，根據(jù)保留時間與線性關(guān)系對樣品中目標物進行定性定量分析。

1.4 樣品處理

根據(jù)試樣狀態(tài)，將試樣剪碎至5 mm×5 mm(膜袋類)以下或粉碎至1 mm(非膜袋類)以下，稱取1 g上述試樣，精確至0.1 mg，置于具塞試管中，加入20 mL的甲醇，密閉，將試樣充分浸潤后，放入超聲波清洗器中，在50±5 ℃的條件下，超聲60 min。待具塞試管冷卻至室溫后，將萃取液完全轉(zhuǎn)移至容量瓶中，并用10 mL甲醇分二次洗滌具塞試管，合并以上溶液，在氮吹裝置上用氮氣吹干或用其他方法濃縮至近干。用甲醇定容至5.00 mL，過0.22 μm PTFE濾膜，濾液供高效液相色譜儀測定。若試樣中目標物含量超出線性范圍可進行適當稀釋?？瞻自囈褐苽湎嗤?。

2 結(jié)果與討論

2.1 激發(fā)波長與發(fā)射波長的確定

固定發(fā)射光的波長，改變激發(fā)光的波長，記錄雙酚A和壬基苯酚熒光強度隨激發(fā)波長的變化曲線，從而選擇最佳激發(fā)波長；再固定所選擇的激發(fā)光波長，掃描發(fā)射光的波長，記錄發(fā)射光強度與發(fā)射光波長的關(guān)系曲線，從而選擇最佳發(fā)射波長。實驗參照標準(SN/T 3716-2013)《電子電氣產(chǎn)品中壬基苯酚及壬基苯酚聚氧乙烯醚的測定》中儀器條件，首先設(shè)置發(fā)射波長為310 nm，對雙酚A和壬基苯酚單標準溶液分別進行激發(fā)波長模式掃描(200～300 nm)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者在225 nm、275 nm有最大激發(fā)波長；再確定激發(fā)波長為225 nm，對雙酚A和壬基苯酚單標準溶液分別進行發(fā)射波長模式掃描(250～400 nm)，二者在302 nm處有最強熒光發(fā)射。而在對陽性樣品檢測中發(fā)現(xiàn)，若以275 nm為激發(fā)波長時，樣品中干擾物較多，故采取激發(fā)波長225 nm，發(fā)射波長302 nm為熒光檢測條件。

2.2 萃取溶劑的選擇

選取經(jīng)過篩選的含雙酚A、壬基苯酚的陽性樣品，采用不同溶劑，按1.4樣品處理方法進行萃取并測量，計算樣品經(jīng)各溶劑萃取后雙酚A、壬基苯酚含量，如圖1所示。結(jié)果表明，丙酮萃取的效果最好，甲醇和乙酸乙酯次之，正己烷萃取效果較差，由于丙酮是有毒試劑，且液相色譜有機流動性為甲醇，考慮到儀器系統(tǒng)的適配性，后續(xù)實驗采用甲醇為溶劑進行樣品的萃取。

2.3 方法學考察

2.3.1 標準曲線及方法檢出限按1.2所述色譜條件下，各成分標準溶液分別在6個濃度點，平行測定3次。以平行測定的平均峰面積與標準濃度繪制標準曲線，得線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)。根據(jù)3倍信噪比計算儀器檢出限，以稱量1 g試樣進行萃取處理，定容體積至5.00 mL后計算得方法檢出限(MDL)，結(jié)果見表1。各成分在各自濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，標準色譜圖(濃度均為0.1 mg/L)見圖2。

2.3.2 重復性及回收率實驗選取已測得含量的塑料材料剪碎至5 mm×5 mm以下，稱取1 g試樣，置于具塞試管中，按1.4中方法處理后測定，根據(jù)各物質(zhì)保留時間定性、標準曲線定量。樣品進行6次平行試驗。分析結(jié)果見表2。平行樣品的相對標準偏差(RSD)為2.77%～3.33%，重復性較好。

圖1 不同溶劑萃取后雙酚A、壬基苯酚含量Fig.1 Contents of BPA and NP in sample extracted by different solvent

圖2 雙酚A和壬基苯酚標準品色譜圖(c=0.1 mg/L)Fig.2 Chromatogram of BPA and NP(c=0.1 mg/L)

表1 雙酚A、壬基苯酚線性回歸及方法檢出限

表2 樣品中雙酚A和壬基苯酚含量

同時對該陽性樣品加入兩個含量水平的標準溶液，每一含量水平各做6個平行樣，按1.4中方法處理后測定，計算回收率和標準偏差，結(jié)果見表3。加標回收率在93.07%～107.54%之間，RSD在1.9%～4.5%之間，方法可靠。

表3 加標回收試驗

圖3 典型樣品色譜圖Fig.3 Chromatogram of typical sample

2.4 樣品測定

為了考察方法的適用性，實驗選取16種不同食品接觸包裝材料，對其雙酚A和壬基苯酚進行測定，每組樣品平行測定2次，取其平均值。測定發(fā)現(xiàn)，有5種產(chǎn)品中檢測出雙酚A，含量在0.12～22.35 mg/kg范圍內(nèi)；3種產(chǎn)品中檢測出壬基苯酚，含量在0.55～150.68 mg/kg范圍內(nèi)。典型樣品色譜圖見圖3。

3 結(jié)論

本文建立了食品用塑料包裝材料中雙酚A和壬基苯酚的高效液相色譜熒光檢測方法。樣品剪碎后溶解于甲醇，超聲萃取，采用HPLC-FLD法檢測?？疾炝朔椒ㄖ袃煞N目標物的線性相關(guān)性、檢出限、精密度、回收率等指標，雙酚A和壬基苯酚在0.01～1.0 mg/L范圍內(nèi)線性良好，方法檢出限均為0.05 mg/kg。該方法樣品處理簡單，檢出限低，適用于食品用塑料包裝材料雙酚A和壬基苯酚含量測定，為塑料包裝材料產(chǎn)品質(zhì)量控制及產(chǎn)品改進提供技術(shù)支撐，為相關(guān)檢測標準的制訂提供技術(shù)參考。