超高效液相色譜－串聯質譜法測定紡織品中9種酚類化合物

溫裕云，陳志華，陳 婷，歐 延

（1.廈門大學海洋與地球學院，福建 廈門361102；2.福建遠東技術服務有限公司，福建 泉州362006）

含氯苯酚如五氯苯酚（pentachlorophenol，PCP）、四氯苯酚（tetrachlorophenol，TeCP）、三氯苯酚（trichlorophenol，TriCP）、二 氯 苯 酚 （dichlorophenol，DCP）以及鄰苯基苯酚（o－phenyl phenol，OPP）常用做紡織與皮革的防腐、防霉、防蛀劑，但由于其對人體具有較強毒性，國內外法律法規已對其禁用或限用［1－2］；壬基苯酚（nonylphenol，NP）、辛基苯酚（4－tert－octylphenol，OP）、雙酚 A（bisphenol A，BPA）等烷基酚類化合物具有良好的表面活性，常用做紡織和皮革工業的清洗劑、乳化劑、處理劑等，因其化學結構與雌性激素相似，屬典型的內分泌干擾物，對人類健康、環境安全產生的潛在風險廣受關注［3－5］，歐盟法規明確對其限用［1－2］；四溴雙酚 A（tetrabromobisphenol A，TBBPA）則是紡織品、塑料、橡膠、纖維和紙張工業中大量使用的溴代阻燃劑，因其用量巨大而引起的環境問題已經受到關注［6－7］，挪威于2007年提出的《消費性產品中禁用特定有害物質》法案（即PoHS法案）［8］明確禁用TBBPA，歐盟未來的RoHS 2.0指令也可能將其列入禁用范圍.因此，準確、快速檢測紡織品中上述9種酚類化合物對產品質量安全、環境健康具有重要的現實意義及應用需求.

盡管上述9種酚類化合物的測定已有國家／國際標準 和 相 關 的 研 究 報 道［9－19］，如 氣 相 色 譜 法 （GCECD）測定紡織品或皮革中的 PCP［9－10］、氣相色譜－質譜聯用法（GC－MS）測定紡織品中的多種含氯苯酚［11－13］、高效液相色譜法（HPLC－DAD）測定紡織品或皮革中的含氯苯酚［14－15］以及液相色譜－質譜聯用法（HPLC－MS）測定紡織品中的含氯苯酚和烷基酚［16－19］.但上述方法基本都是針對一種或幾種物質的測定，要得到符合法規要求的多個酚類組分的含量［1－2］，須采用多個不同的檢測方法，并且這些方法的測定流程比較繁瑣，花費時間長，測定成本高.

為滿足嚴格的法規要求及紡織產品質量控制的實際需要，本工作利用超高效液相色譜－串聯質譜（UHPLC－MS／MS）定性能力強、檢測靈敏度高、定量準確等優點，建立了同時測定紡織品中2，4－DCP、2，4，6－TriCP、2，3，4，6－TeCP、PCP、OPP、NP、OP、BPA、TBBPA 9種酚類化合物的方法.

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

Agilent 1290液相色譜儀；Agilent 6460三重串聯四極桿質譜儀，系統配置：Agilent JetStream Technologies（AJS）電噴霧離子源（ESI）接口，MassHunter工作站軟件；超聲波振蕩器（KQ－400KDE型高功率數控超聲波，昆山市超聲儀器有限公司）.

甲醇（LC－MS級，德國 Merck公司）；氨水（LCMS級，美國Sigma公司）；Mili－Q超純水；一次性過濾膜（聚四氟乙烯，0.22μm）.

標準品：NP購自Aldrich公司（工業級），為含不同支鏈壬基部分的異構體混合物；OP購自Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，為含不同支鏈辛基部分的異構體混合物；其他酚類化合物均購自Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，純度均大于99.5%，各待測組分的信息如表1所示.

1.2 標準溶液的配制

標準儲備液：分別稱取10mg表1中的標準品于10mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，配制成質量濃度為1.0mg／mL的標準儲備液.

使用時將標準儲備液用流動相（V（甲醇）∶V（水）＝30∶70）稀釋至所需濃度.

1.3 樣品前處理

取樣品3～5g，將其剪碎至約5mm×5mm，混勻.準確稱取樣品0.500g于具塞樣品瓶中，加入5 mL甲醇并于60℃、功率280W下，超聲萃取60min.冷卻至室溫，取約1mL萃取液過0.22μm聚四氟乙烯濾膜，待測定.

1.4 UHPLC－MS／MS分析條件

色譜分離使用 Zorbax Eclipse XDB－C18Extended RRHD （2.1mm×100mm，1.8μm）色譜柱，柱溫40℃，流動相A為含0.075%（體積分數，下同）氨水的水溶液（pH＝10.5）、B為甲醇，流速0.4mL／min，梯度洗脫程序為：0～2.5min，30%～40%B；2.5～4.5min，40%～95%B.進樣量1.0μL.

MS檢測條件：電噴霧負離子模式（ESI－）；干燥氣溫度：350℃；干燥氣流速：8.0L／min；霧化器壓力：241kPa；鞘氣溫度：380℃；鞘氣流速：8.0L／min；毛細管電壓：2 000V；噴嘴電壓：500V.定性和定量采用多重反應監測（MRM）模式，具體參數見表1，采用外標法定量.

2 結果與討論

2.1 色譜分離及MS測定條件優化

酚類物質為弱酸性物質，易在ESI－模式下形成［M－H］－母離子，通過實驗發現在流動相A（水相）中加入少量氨水可以促進酚類物質的電離，使待測組分的MS信號強度得到顯著提高，因此采用能耐受更寬pH 值 范 圍 的 Zorbax Eclipse XDB－C18Extended RRHD（2.1mm×100mm，1.8μm，2.0 ＜pH＜11.5）色譜柱進行實驗，并且考察了流動相A中加入不同濃度氨水（氨水的體積分數為0，0.01%，0.05%，0.075%，0.10%，0.15%）對靈敏度的影響.結果表明，所有組分的MS信號響應隨著氨水濃度增大而提高，并在大于0.10%時趨于平穩，待測組分2，4－DCP、TBBPA的保留時間隨著氨水濃度增大而增加，其他組分的保留時間基本不受氨水濃度的影響.因此綜合考慮MS信號響應、分離度、色譜柱在高pH下的壽命，最終采用的流動相A為含0.075%氨水的水溶液（pH＝10.5）.優化實驗條件下，各組分的分離情況如圖1，對應的保留時間見表1.

表1 目標組分的MRM分析參數Tab.1 MRM parameters for target compounds

為了獲得最佳的定性定量MRM參數，分別對2 mg／L的單組分標準溶液進樣，并采用儀器自帶的優化軟件Optimizer對碎裂電壓（fragmentor）、碰撞能量（collision energy）、定性與定量 MRM離子對進行優化，得到最佳MRM采集參數，見表1.此外，實驗還優化了干燥氣溫度、干燥氣流速、霧化氣壓力、鞘氣溫度、鞘氣流速、毛細管電壓、噴嘴電壓等離子源參數，以使大多數組分得到最佳的靈敏度，最終采用的離子源參數見1.4中的MS檢測條件.

2.2 樣品前處理條件的優化

紡織品中酚類測定的提取方法主要有水蒸汽蒸餾法［9］、超聲萃取法［10－13］、加速溶劑萃取法［14－16］.萃取溶 劑 主 要 有 碳 酸 鉀 水 溶 液［9，11］、甲 醇［10，12－13，17－18］、丙酮［19］等.據文獻［10，12－13，17－18］報道，甲醇為萃取溶劑進行超聲提取時萃取效果較好，可得到較高的回收率.因此，本文采用甲醇為萃取溶劑，對待測的9種酚類化合物進行超聲萃取，并使用自制的陽性樣品，對超聲萃取時間、萃取功率、萃取溫度等條件進行優化.實驗結果表明，溫度60℃、功率280W、時間為60 min時，各待測組分的萃取效率較高，各組分的加標回收率在82%～120%之間.

2.3 基質效應

盡管UHPLC－MS／MS測定待測酚類化合物時，母離子和子離子一一對應的MRM模式可以很大程度上去除基體雜質的干擾，但復雜樣品共提取基質成分和試樣前處理引入的雜質可能抑制或增強待測物在ESI源的離子化效率，進而影響方法的靈敏度，以及分析結果的準確度.

實驗中發現各待測組分的基質效應差異較大，即使采用某幾種穩定同位素標記的組分作為內標，也無法有效地消除或降低其他組分的基質效應，并且實際分析工作中對每個組分采用穩定同位素標記的內標進行定量，分析成本較高，所以本實驗采用萃取不同樣品基質（棉布、滌綸布）后的萃取液，來配制標準溶液，考察其基質效應，結果表明在加標質量濃度較低（2，4，6－TriCP 、2，4－DCP、TBBPA 質 量 濃 度 為1.0 mg／L，其他組分為0.05～0.2mg／L）時，回收率較低，大多數組分的回收率小于50%，基質對目標化合物的影響較顯著；當加標質量濃度較高時（2，4，6－TriCP、2，4－DCP、TBBPA質量濃度為5.0mg／L，其他組分為0.25～2.0mg／L），它們的回收率在80%～120%之間，表明在此質量濃度范圍內基質對目標化合物的影響并不顯著，因此要實現樣品中低質量濃度目標組分的準確測定，最好采用基質匹配（即采用萃取液配制標準溶液）的工作曲線進行定量.

2.4 方法的精密度及加標回收率

稱取7份樣品前處理優化時自制的陽性樣品，分別進行7次平行實驗，計算方法的精密度，結果見表2～3，各組分的相對標準偏差（RSD）在5.1%～9.7%之間.

圖1 9種酚類化合物的MRM色譜圖Fig.1 MRM chromatogram of 9phenols

表2 高濃度組加標回收率及精密度Tab.2 The recoveries of standard addition and precision of high concentration group

表3 低濃度組加標回收率及精密度Tab.3 The recoveries of standard addition and precision of low concentration group

由于不同組分靈敏度差異較大，因此根據不同濃度水平分成兩組進行加標回收實驗.以空白紡織樣品為基質，在10，20，50mg／kg（2，4，6－TriCP、2，4－DCP、TBBPA）和 1.0，2.0，5.0mg／kg（2，3，4，6－TeCP、PCP、BPA、OPP、OP、NP）的添加水平下進行樣品加標回收實驗，所得結果見表2～3，可以看出不同濃度的加標回收率在82%～120%之間.

表4 方法的LOQ和線性關系Tab.4 The LOQ and linearity of method

2.5 方法的定量限（LOQ）與線性范圍

方法的LOQ采用標準添加法進行測定，即在空白樣品中添加不同濃度的待測目標組分，前處理后按濃度由高至低檢測，直到獲得信噪比等于10（S／N＝10）的濃度，確定其為方法的LOQ，結果見表4.

用含30%（體積分數）甲醇的水溶液配制一系列標準溶液，其中2，4－DCP、2，4，6－TriCP、TBBPA 質量濃度均為 0.5，1.0，2.0，5.0，10.0mg／L，2，3，4，6－TeCP、PCP、BPA、OPP、OP、NP質量濃度均為0.05，0.1，0.2，0.5，1.0mg／L；在優化的色譜與 MS條件下進行測定，以標準工作溶液中目標組分的質量濃度（x，mg／L）為橫坐標，目標組分的定量離子對峰面積（y）為縱坐標繪制標準曲線，結果見表4，表明9種酚類化合物在各自的質量濃度范圍內有良好的線性關系，相關系數均大于0.998 5.

2.6 實際樣品測定

用建立的方法對可能含有待測酚類化合物的紡織品樣品進行測定，并與本實驗室采用GC－MS測定的結果進行比較，如表5所示.結果表明，在含有酚類化合物的陽性樣品中，2種方法都能給出準確的定性、定量結果，計算2種方法所得結果的En值［20］均小于1，表明2種測定方法的結果基本一致.圖2為空白天然纖維（棉布）樣品中添加9種酚類化合物的MRM色譜圖，加標濃度為2.0mg／kg.

表5 實際樣品測定結果Tab.5 The results of sample analysis mg／kg

圖2 天然纖維（棉布）中添加9種酚類化合物的MRM色譜圖Fig.2 MRM chromatograms of natural sample（cotton）spiked with 9phenols

3 結 論

建立了UHPLC－MS／MS同時測定紡織品中多個禁用酚類物質的方法，具有樣品前處理步驟簡捷、儀器分析速度快、靈敏度好、能較有效去除基體雜質干擾等優點，滿足歐盟法規或國內外紡織品生態標準限量的測定要求，也可以作為GC－MS測定時陽性樣品的確證方法.

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