肖灣,馬紅青,趙霞
(上海市質量監(jiān)督檢驗技術研究院,上海 201114)
雙酚A(二酚基丙烷, 簡稱BPA),分子式C15H16O2,是一類重要的有機化工原材料,可應用于化妝品、農(nóng)藥、涂料等精細化學品[1],也可應用于皮革的涂飾、印染、加脂等工藝。BPA 是一種內分泌干擾物質,對人的生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等有不良影響,嚴重時能夠致癌、致畸、致突變[2],已引起國際社會的普遍重視。各國紛紛出臺法律、法規(guī)對BPA 使用進行了嚴格的限制[3],導致與其物理和化學性質相似的雙酚F(4,4'- 二羥基二苯基甲烷,簡稱BPF)、雙酚S(4,4'- 二羥基二苯砜,簡稱BPS)作為替代物應用于工業(yè)生產(chǎn)中。BPS、BPF 和BPA 具有類似的化學結構,同樣具有內分泌干擾作用和生理毒性[4,5]。2023 年1 月,REACH 法規(guī)將雙酚S 列入高度關注物質候選清單。
目前,BPA、BPS、BPF 檢測方法主要有氣相色譜- 質譜法[6]、高效液相色譜法[7]、分光光度法[8]、電化學分析法[9]等,其中氣相色譜- 質譜法前處理繁瑣,需要衍生酚類物質后測定,分光光度法靈敏度不高,電化學分析法選擇性低等。高效液相色譜法無需衍生步驟,直接測定,具有前處理簡單,靈敏度高,選擇性好等優(yōu)點,被廣泛應用。皮革中同時測定BPA、BPS、BPF 有關方法較少,一般只測其中一種物質,如田姝等建立了高效液相色譜法測定皮革產(chǎn)品中雙酚A含量的方法[10],吳澤穎等建立了高效液相色譜法測定皮革產(chǎn)品中雙酚S 含量的方法[11],同時測定皮革中BPA、BPS、BPF 的檢測方法未見報道。本文建立的高效液相色譜同時測定皮革中BPA、BPS、BPF 含量的方法無需衍生可直接測定,具有前處理簡單、效率高、結果準確等優(yōu)點。該方法既可加強皮革和毛皮制品質量監(jiān)管,又可為消費者使用到更加安全的皮革和毛皮制品提供技術保障。
儀器:1260 型高效液相色譜儀- 二極管陣列檢測器(安捷倫科技有限公司);BSA224S-CW 型電子分析天平(賽多利斯科學儀器有限公司);SK8210HP型超聲波清洗器(上海科導超聲儀器有限公司);Mlili-Q 型超純水系統(tǒng)(美國密理博有限公司)。
標準物質、試劑、材料:雙酚A、雙酚S、雙酚F(北京曼哈格生物科技有限公司);甲醇(色譜純,國藥集團有限公司);0.22μ m 有機相過濾器(上海安譜實驗科技有限公司);皮革樣品(市售皮鞋);Zorbax SB型液相色譜柱(安捷倫科技有限公司)。
準確稱取1.0 g 皮革試樣(3 mm× 3 mm 的小塊),精確至0.0001 g,置于玻璃反應器中,加入20 mL 甲醇,在60℃下超聲處理30 min,潷出萃取液于圓底燒瓶,再用20 mL 甲醇重復處理一次,將收集的萃取液用旋轉蒸發(fā)儀濃縮至近1 mL,殘余的甲醇用氮氣緩慢吹干,然后加入2 mL 甲醇振蕩充分溶解,將溶液經(jīng)0.22μ m 微孔濾膜過濾后進行測定。
色譜柱:C18,5μ m,4.6 mm× 150 mm;色譜柱溫度:30℃;流動相:A 為甲醇,B 為水;紫外檢測器選定檢測波長:277 nm;流速:0.8 mL/min;進樣量:10μ L。梯度洗脫程序:0~12 min 時,A 為65%,12.0~12.1 min 時,A 升 為100%,保 持6.9 min,19.0~19.1 min 時,A 降為65%,保持5.9 min。
準確稱取雙酚A、雙酚S、雙酚F 標準物質各10.0 mg,用甲醇稀釋定容至10 mL,得到濃度為1000 mg/L 的混合標準儲備溶液。用甲醇稀釋混合標準儲備溶液,配制濃度分別為1 mg·L-1、5 mg·L-1、10 mg·L-1、20 mg·L-1、30 mg·L-1系列混合標準工作液。
2.1.1 色譜分離行為
按照儀器工作條件對10 mg·L-1混合標準工作液進行測定,所得色譜圖見圖1。
圖1 標液色譜圖Fig.1 Chromatogram of standard sample
2.1.2 檢測波長的選擇
采用二極管陣列檢測器,在波長200 nm~400 nm 范圍內分別對10 mg/L 的BPA、BPS、BPF 進行掃描,所得光譜圖見圖2。BPA 在226 nm 和280 nm 附近有強吸收,BPF 在228 nm 和277 nm 附近有強吸收,BPS 在260 nm 和235 nm 附近有強吸收,為避免其他雜質的干擾與保證所有化合物均有較好的信噪比,確定選擇檢測波長為277 nm。
圖2 標液光譜圖Fig.2 Spectrogram of standard sample
2.1.3 流動相的選擇
通過改變流動相的溶劑組成與體積比優(yōu)化色譜條件。在甲醇- 水(體積比50∶50)、乙腈- 水(體積比50∶50)兩種流動相條件下,甲醇- 水流動相條件下的BPA、BPS、BPF 的色譜峰信號響應強度均大于乙腈- 水流動相條件下BPA、BPS、BPF 的色譜峰信號響應強度。通過改變甲醇- 水流動相的體積比來比較三種物質的分離效果和峰形發(fā)現(xiàn),甲醇- 水體系(體積比65∶35)條件下,3 種物質的色譜峰形尖銳對稱,分離效果較好,基線平穩(wěn)。實際樣品在甲醇- 水體系(體積比65∶35)條件下的檢測過程中發(fā)現(xiàn)色譜柱有雜質殘留導致出現(xiàn)目標物質重復性差,而在12.0~12.1 min 時,將甲醇升為100%,保持6.9 min,能消除殘留,改善目標物質重復性。在優(yōu)化的色譜條件下,BPA、BPS、BPF 的分離效果良好,色譜峰信號響應強度高,峰形尖銳對稱,重復性好。
2.1.4 提取溶劑的選擇
由于皮革是一種天然材料,并且加工過程中使用各種添加劑,必須選取合適的溶劑將目標物質萃取完全,同時盡可能保留其他成分,消除對目標物質的干擾。因此選擇甲醇、二氯甲烷、正己烷三種溶劑對空白樣品分別進行加標試驗。結果表明,甲醇對3種待測物的提取效果最好,并且甲醇是強極性溶劑與脂溶性的雜質不互溶,所得色譜圖雜峰少,目標物峰型對稱。因此,選用甲醇作為樣品的提取溶劑。
分別取10μ L 的BPA、BPS、BPF 系列混合標準工作液,按所建立的試驗方法進行測定。以質量濃度為橫坐標,峰面積為縱坐標擬合曲線。BPA、BPS、BPF 的線性范圍均為1 mg·L-1~30 mg·L-1。由于樣品前處理是將1 g 試樣稀釋定容至2 mL,換算成樣品中各目標物的含量應為2 mg·kg-1~60 mg·kg-1。由表1 可知,BPA、BPS、BPF 線性相關系數(shù)均大于0.9995,線性良好。以3 倍的信噪比作為檢出限,BPA、BPS、BPF 的檢出限均小于0.64 mg·kg-1。
表1 線性方程、相關系數(shù)和方法檢出限Tab.1 Linear equation,correlation coefficient and method detection limit
選取空白樣品,分別進行了低(2 mg·kg-1)、中(20 mg·kg-1)、高(60 mg·kg-1)共3 個濃度水平的回收率實驗,重復6 次實驗,計算加標回收率和精密度,試驗結果見表2。在添加濃度范圍內,BPA、BPS、BPF的平均回收率在85.8%~97.1%之間, 相對標準偏差(RSD)為0.11%~2.22%,表明方法具有良好的回收率和精密度。
表2 方法的回收率和精密度Tab.2 Recovery and precision of the method
應用本方法對收集的30 份鞋類皮革樣品進行了測定,結果見表3。結果顯示,4 份樣品有檢出,其中3 份樣品中BPS 檢出,兩份樣品BPF 檢出,所有樣品BPA 均未檢出。
表3 樣品分析結果Tab.3 Analytical results of samples
本文建立了皮革中BPA、BPS、BPF 的高效液相色譜檢測方法。各物質在1 mg·L-1~30 mg·L-1范圍內相關系數(shù)均大于0.9995,平均回收率為85.8%~97.1%,檢出限均小于0.64 mg·kg-1,重復性良好。該方法操作簡單、靈敏度好,效率高,適用于皮革中BPA、BPS、BPF 的檢測。