胡婷婷，李玲，張威，張勛，李燕鷺，宋清蓮，劉少桐，李愛軍

（1.長春海關(guān)技術(shù)中心，長春 130062； 2.吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室，長春 130000；3.吉林省遼源市食品質(zhì)量安全檢測中心，吉林遼源 136200）

阻燃劑是用來降低高分子聚合物材料的可燃性、提高其自熄性、抑制燃燒時火焰?zhèn)鞑サ囊环N助劑［1］。隨著溴系阻燃劑在世界范圍內(nèi)逐步禁用，作為其主要替代產(chǎn)品的磷系阻燃劑，因阻燃性能好、具備增塑和潤滑的特性，在紡織品、室內(nèi)裝潢材料、聚氨酯泡沫和涂料等材料中廣泛應(yīng)用，并呈逐年上升趨勢［2］。研究表明［1］，部分磷系阻燃劑具有明顯的毒性，長期接觸會引起甲狀腺疾病、肝臟損傷、免疫系統(tǒng)功能衰退、運動神經(jīng)受損等，且具有高度致癌性。2019 年12 月底，新冠肺炎疫情爆發(fā)，全球防疫物資嚴(yán)重緊缺，其生產(chǎn)過程中會使用磷系阻燃劑以提高阻燃性能，醫(yī)用防護(hù)物資的檢測標(biāo)準(zhǔn)［3-6］中對阻燃性能有明確要求，因此亟需建立一種測定防護(hù)物資中磷系阻燃劑的方法。筆者針對防疫物資中常用的三-（氮環(huán)丙基）-氧化膦（TEPA）、磷酸三（β-氯乙基）酯（TCEP）、三-(2，3-二溴丙基)-磷酸酯（TRIS）3 種磷系阻燃劑的檢測方法開展了研究。

對于磷系阻燃劑的檢測，一般通過超聲萃取、固相萃取、微波萃取等方式進(jìn)行提取，利用氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法等進(jìn)行定性定量分析，其中氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法靈敏度較低，檢出限較高［7-10］。近年來，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法因靈敏度高、檢出限低，而常用于磷系阻燃劑的檢測。曾云想等［1］報道了采用SPE-UPLC-MS／MS 測定紡織品中8 種有機(jī)磷酸酯阻燃劑；張楠等［2］報道了超高效液相色譜-質(zhì)譜法測定紡織品中禁用的9 種有機(jī)磷阻燃劑；劉丹等［11］報道了ASE-UPLC-MS／MS 法測定紡織品中禁用的有機(jī)磷阻燃劑；孫多志等［12］報道了LC-MS／MS 法測定童車紡織品中的3 種有機(jī)磷阻燃劑。

目前尚未有防護(hù)物資中磷系阻燃劑測定的相關(guān)研究報道。筆者采用丙酮超聲提取提取，液相色譜-質(zhì)譜／質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式測定［11-13］，外標(biāo)法定量，對口罩、防護(hù)服、防護(hù)帽及防護(hù)鞋套等防疫物資［14-15］中的三-（氮環(huán)丙基）-氧化膦（TEPA）、磷酸三（β-氯乙基）酯（TCEP）、三-(2，3-二溴丙基)-磷酸酯（TRIS）3 種磷系阻燃劑進(jìn)行定性和定量檢測。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

三重四級桿質(zhì)譜儀：API 4500 型，美國AB SCIEX 公司。高效液相色譜儀：ExionLC 型，日本島津公司。分析天平：AL204 型，感量值為0.1 mg，瑞士梅特勒-托利多公司。

渦旋振蕩器：VORTEX-GENIES2 型，美國賽默飛世爾科技公司。

超聲波清洗機(jī)：KQ-1000KDB 型，昆山市超聲儀器有限公司。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：R-210 型，瑞士歩琪有限公司。

高速冷凍離心機(jī)：GL-20G-Ⅱ型，上海安亭科學(xué)儀器廠。

粉碎機(jī)：MM400 型，德國萊馳公司。

純水儀：Milli-Q 型，美國密理博公司。

三-（氮環(huán)丙基）-氧化膦：純度大于88%，批號為0610-RB-0043，美國CATO 公司。

磷酸三（β-氯乙基）酯：純度大于98.7%，批號為G752132，德國Dr. Ehrenstrofer 公司。

三-(2，3-二溴丙基)-磷酸酯：純度大于93.9%，批號為169730，德國Dr. Ehrenstrofer 公司。

丙酮、乙腈：均為色譜純，美國TEDIA 公司。甲酸銨：優(yōu)級純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

實驗用水為經(jīng)純水系統(tǒng)處理的二級水。

TEPA、TCEP、TRIS 單標(biāo)準(zhǔn)儲備液：質(zhì)量濃度均為1 000 mg／L，分別取適量TEPA、TCEP、TRIS，用乙腈溶解并定容，即得。

TEPA、TCEP、TRIS 混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液：質(zhì)量濃度均為10 mg／L，取適量的TEPA、TCEP、TRIS 單標(biāo)準(zhǔn)儲備液混合，用乙腈稀釋并定容，即得。

所有儲備液均在4℃的暗環(huán)境中密封保存。

系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作液：以乙腈為溶劑，分別加入適量TEPA、TCEP、TRIS 混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液，配制成TEPA、TCEP、TRIS 質(zhì)量濃度分別為2、5、10、50、100、200 μg／L 的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，即配即用。

1.2 樣品制備及儲存

取口罩、防護(hù)服、防護(hù)帽及防護(hù)鞋套試樣500 g，剪成10 mm×10 mm 的碎片，用粉碎機(jī)制成小于5 mm×5 mm 的碎片，將粉碎后的樣品裝入潔凈的樣品袋內(nèi)，密封標(biāo)記，常溫存放。

1.3 樣品處理

準(zhǔn)確稱取2.0 g 試樣于50 mL 離心管中，加入20 mL 丙酮溶劑，渦旋混合均勻，超聲提取15 min，將提取液過濾后收集于100 mL 濃縮瓶中，再用15 mL 丙酮重復(fù)提取一次，合并濾液于濃縮瓶中，于45℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，用2 mL 乙腈溶解殘余物，過0.2 μm 有機(jī)相濾膜過濾后上機(jī)測試。

1.4 儀器工作條件

1.4.1 色譜條件

色譜柱：SB C18型色譜柱(150 mm×2.1 mm，3.5 μm，美國安捷倫科技有限公司)；柱溫：30 ℃；進(jìn)樣體積：10 μL；流動相：10 mmol／L甲酸銨溶液（A相），乙腈（B 相），流量為0.25 mL／min；洗脫梯度程序見表1。

表1 梯度洗脫程序

1.4.2 質(zhì)譜條件

離子源：電噴霧離子源正離子模式（ESI+）；掃描模式：多反應(yīng)監(jiān)測掃描模式（MRM）；噴霧電壓：5.5 kV；離子源溫度：550 ℃；霧化氣壓力（GS1）：310 kPa；輔助加熱氣壓力（GS2）：310 kPa；氣簾氣壓力（CUR）：207 kpa；碰撞氣壓力（CAD）：48 kPa；質(zhì)譜參數(shù)見表2。

表2 3 種磷系阻燃劑的質(zhì)譜分析參數(shù)

2 實驗部分

2.1 質(zhì)譜條件

分別將3 種磷系阻燃劑用甲醇稀釋成1.0 ng／mL，用流動注射泵以10.0 μL／min 的流量注入質(zhì)譜儀，在ESI+模式下優(yōu)化質(zhì)譜參數(shù)。具體操作為：（1）在一級質(zhì)譜（Q1）的掃描模式下，分別得到3 種物質(zhì)的準(zhǔn)分子離子峰，確定去簇電壓（Declustering Potential，DP）；（2）在MS2 掃描模式下，確定各待測物的二級質(zhì)譜碎片信息，并確定其相對應(yīng)的最優(yōu)碰撞能量（Collision energy，CE），選擇其中響應(yīng)值最大的兩對作為定量和定性子離子；（3）結(jié)合噴霧電壓、離子源溫度、霧化氣壓力（GS1）、輔助加熱氣壓力（GS2）、氣簾氣壓力（CUR）及碰撞氣壓力（CAD）等信息，建立3 種物質(zhì)的多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）方法。

2.2 流動相及梯度洗脫程序

在電噴霧電離模式下，待測物在不同流動相組成和配比時會產(chǎn)生不同的電離效果，考察了乙腈-水、乙腈-0.1%甲酸水溶液、乙腈-10 mmol／L 甲酸銨水溶液3 種流動相體系的出峰情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在乙腈-10 mmol／L 甲酸銨水溶液的條件下，［M+H］+峰的離子化效率明顯高于不含甲酸銨的體系，且3種待測物的響應(yīng)值和分離度更好，峰形較好，因此選擇腈-10 mmol／L 甲酸銨水溶液作為流動相，并進(jìn)行梯度洗脫。3 種磷系阻燃劑的總離子流色譜圖如圖1 所示，保留時間列于表3。

圖1 3 種磷系阻燃劑的總離子流色譜圖

表3 3 種磷系阻燃劑的保留時間

2.3 提取溶劑的選擇

考慮到3 種待測物都較易溶于乙醇、丙酮及氯仿等有機(jī)溶劑，分別試驗3 種溶劑對防疫物資中磷系阻燃劑的提取效率。試驗結(jié)果表明，丙酮的提取效率較高，主要原因是丙酮可較好地潤濕防疫物資樣品，快速將待測物從樣品中萃取出來，從而達(dá)到較好的提取效果，因此選用丙酮作為提取溶劑。

2.4 提取條件的優(yōu)化

對陽性樣品分別進(jìn)行振蕩、浸提和超聲提取，結(jié)果顯示3 種方式提取效率相差不大，但超聲提取可在較短時間內(nèi)達(dá)到更好的提取效果，因此選用超聲方式對樣品進(jìn)行提取。

分別選擇對超聲時間為5、10、15、20、30、40、50、60 min 進(jìn)行考察，試驗結(jié)果表明，20 min 內(nèi)，樣品隨超聲時間增長，提取回收率升高，20 min 以上，回收率基本穩(wěn)定，超聲20 min 達(dá)最大回收率，最終確定超聲20 min。

2.4 線性關(guān)系與測定低限

在1.4 儀器工作條件下分別測定2、5、10、50、100、200 μg／L 的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，以3 種待測物的質(zhì)量濃度（x）為橫坐標(biāo)，色譜峰面積（y）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別以3 倍和10 倍的信噪比所對應(yīng)的質(zhì)量濃度作為方法的檢出限與定量限。3 種磷系阻燃劑的質(zhì)量濃度線性范圍、相關(guān)系數(shù)、線性方程、檢出限、定量限列于表4。

表4 線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限

由表4 可知，3 種待測物的質(zhì)量濃度在2～200 μg／L 范圍內(nèi)與色譜峰面積線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均不小于0.999 6，各待測物的檢出限均為2.0 ng／g，定量限均為6.0 ng／g。

2.5 加標(biāo)回收與精密度試驗

分別向口罩、防護(hù)服、防護(hù)帽及防護(hù)鞋套陰性樣品中加入2.0、5.0 和20.0 ng／mL 三個水平的磷系阻燃劑混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，每個添加水平測定10個平行樣品，結(jié)果列于表5。由表5 可知，3 中待測物的平均加標(biāo)回收率為71.5%～110.0%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.77%～9.47%，說明本方法有較好的精密度與準(zhǔn)確度。

表5 3 種磷系阻燃劑的回收率和精密度試驗結(jié)果

3 結(jié)語

以丙酮超聲提取，采用HPLC-MS／MS 方法同時定性定量檢測防疫物質(zhì)中3 種磷系阻燃劑，本方法選擇性好，靈敏度高，檢出限低，簡便快速，可以滿足防疫物質(zhì)中磷系阻燃劑檢測工作的需要，對規(guī)范防疫物資市場具有重要意義。