烷基酚聚氧乙烯醚檢測方法的研究

徐東峰++++劉伯韜

摘要：為了考察烷基酚聚氧乙烯醚的分析方法，確定烷基酚聚氧乙烯醚的檢出限、定量限、精密度、線性關系，本文以高效液相色譜儀—熒光檢測器為分析儀器，以甲醇/乙腈-水系統為流動相對烷基酚聚氧乙烯醚進行分析。試驗結果表明，在所選擇的分析條件下烷基酚聚氧乙烯醚具有良好的準確性、靈敏度及穩定性；以FLD作為檢測器，以甲醇/乙腈-水（81/13：6）系統作為流動相的分析條件適合烷基酚聚氧乙烯醚的檢測分析。

關鍵詞：壬基酚聚氧乙烯醚；高效液相色譜法；檢出限；定量限；精密度；線性范圍

1 引言

烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）是常用的表面活性劑，在紡織行業中主要被用作整理劑、消泡劑、洗滌劑、分散劑、乳化劑、柔軟劑和染色助劑等[1]。由于APEO的降解產物烷基酚具有比母體更強的毒性和內分泌干擾能力，對環境和人類健康具有潛在的危害性，因此國際紡織協會及歐盟[2]都對紡織品中烷基酚聚氧乙烯醚的使用作了嚴格的限制。

在烷基酚聚氧乙烯醚中，以壬基酚聚氧乙烯醚居多，占80%以上；其次是辛基酚聚氧乙烯醚，占15%以上；十二烷基聚氧乙烯醚（DPEO）和二壬基酚聚氧乙烯醚（DNPEO）各占1%左右[3]。由于工業原料和生產工藝的原因，烷基酚聚氧乙烯醚通常為一系列不同聚合度同系物的混合物，產品的聚合度由平均環氧乙烷基團表示。

文獻中介紹的烷基酚聚氧乙烯醚的分析方法包括高效液相色譜法、氣相色譜法與高效液相色譜—質譜聯用法等。由于酚類成分較難揮發，用氣相色譜法檢測需先對樣品進行甲基化、硅烷化及乙酰化等衍生化操作，過程繁瑣且副產物較多，給分析過程帶來不便；因此目前多采用高效液相色譜法檢測烷基酚聚氧乙烯醚。檢測過程中通常使用的檢測器包括熒光檢測器[4]、電化學檢測器[5]、示差檢測器[6]、DAD檢測器[7]及質譜檢測器[8]。

為了考察烷基酚聚氧乙烯醚的分析方法，確定烷基酚聚氧乙烯醚的檢出限、定量限、精密度、線性關系，本試驗利用高效液相色譜儀—熒光檢測器和反相系統對辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚進行分析。

2 試驗

2.1 試驗原理

利用烷基酚聚氧乙烯醚具有被紫外光照射后受激發而發出熒光的特性，采用高靈敏度的高效液相色譜儀—熒光檢測器考察烷基酚聚氧乙烯醚的分析條件。

2.2 儀器與試劑

2.2.1 儀器

配有四元泵和自動進樣器的Agilent 1200高效液相色譜儀，Agilent G1321B型熒光檢測器，Agilent G1315D型DAD檢測器（均購自美國安捷倫公司）。

2.2.2 試劑

辛基酚聚氧乙烯醚混合標準品（由不同聚合度的OPEO組成，平均聚合度為9～10）；壬基酚聚氧乙烯醚混合標準品（由不同聚合度的NPEO組成，平均聚合度為9～10）購自美國Chemservice公司；甲醇、乙腈均為色譜純；試驗用水為經過Millipore系統過濾的去離子水。

2.3 色譜條件

色譜柱：安捷倫 Eclipse XDB-C18色譜柱（4.6×150mm）；流動相：甲醇/乙腈-水系統（體積比為81/13：6）；流速：1.0 mL/min；柱溫：35 ℃；激發波長：230 nm，發射波長：296 nm；進樣量：10 μL。

3 結果與討論

3.1 試驗結果

3.1.1 檢出限

取OPEO與NPEO標準品各1 g置于100 mL容量瓶中，用甲醇溶解定容至刻度，得到濃度為0.01g/mL的OPEO與NPEO標準品溶液，分別逐步稀釋得到濃度為0.025 μg/mL的辛基酚聚氧乙烯醚標準品溶液和濃度為0.1 μg/mL壬基酚聚氧乙烯醚標準品溶液，用高效液相色譜儀進行分析（見圖1和圖2）。

圖1 0.025 μg /mL OPEO吸收色譜峰

圖2 0.1 μg /mL NPEO吸收色譜峰

3.1.2 定量限

按照3.1.1的配制方法得到濃度為0.01 g/mL的OPEO與NPEO標準品溶液，分別逐步稀釋得到濃度為0.1 μg/mL的辛基酚聚氧乙烯醚標準品溶液與濃度為0.5 μg/mL的壬基酚聚氧乙烯醚標準品溶液，用高效液相色譜儀進行分析（見圖3和圖4）。

圖3 0.1 μg /mL OPEO吸收色譜峰

圖4 0.5 μg /mL NPEO吸收色譜峰

3.1.3 精密度

在相同條件下我們對適當濃度的OPEO標準品溶液與NPEO標準品溶液使用高效液相色譜儀采用相同的方法分別檢測3次，得到兩者的相對標準偏差分別為2.9%與1.7%（見圖5和圖6）。

圖5 3次檢測OPEO吸收色譜峰

圖6 3次檢測NPEO吸收色譜峰

3.1.4 線性范圍

3.1.4.1 OPEO

配制濃度為0.1μg/mL、1μg/mL、10μg/mL、100μg/mL和200μg/mL的辛基酚聚氧乙烯醚標準品溶液，利用高效液相色譜儀進行分析，得到各濃度標準品溶液的吸收峰（見圖7）。

圖7 5種濃度OPEO標準品溶液吸收峰對比

3.1.4.2 NPEO

配制濃度為0.5μg/mL、1μg/mL、10μg/mL、200μg/mL、400μg/mL的壬基酚聚氧乙烯醚標準品溶液，利用高效液相色譜儀進行分析，得到各濃度標準品溶液的吸收峰（見圖8）。

圖8 5種濃度NPEO標準品溶液吸收峰對比

3.2 分析與討論

3.2.1 檢出限的判定

通過對濃度為0.025 μg/mL的OPEO及濃度為0.1μg/mL的NPEO的分析，得到二者的信噪比，根據IUPAC分析術語綱要對于檢出限的定義（檢出限為S/N=2），確定0.025μg/mL與0.1 μg/mL分別為OPEO、NPEO的檢出限。endprint

3.2.2 定量限的判定

通過對濃度為0.1 μg/mL的OPEO及濃度為0.5 μg/mL的NPEO的分析，得到二者的信噪比，根據ICH指導原則對于定量限的定義（定量限為S/N=10），確定0.1 μg/mL與0.5 μg/mL分別為OPEO、NPEO的定量限。

3.2.3 精密度的分析

精密度試驗結果表明兩種標準品溶液的相對標準偏差均低于5%，說明本試驗條件可以滿足對目標化合物檢驗的精密度要求。

3.2.4 線性范圍的確定

3.2.4.1 OPEO

根據3.1.4.1得到的5種不同濃度OPEO標準品溶液的吸收峰面積判斷線性關系。表明辛基酚聚氧乙烯醚在0.1μg/mL～200μg/mL范圍內具有良好的線性關系，回歸方程為y = 34.04x-13.53，相關系數為R? = 0.999（見圖9）。

3.2.4.2 NPEO

根據3.1.4.2得到的5種不同濃度NPEO標準品溶液的吸收峰面積判斷線性關系。表明壬基酚聚氧乙烯醚在0.5μg/mL～400μg/mL范圍內具有良好的線性關系，回歸方程為y = 29600x-57.03，相關系數為R? = 0.999（見圖10）。

圖9 OPEO線性關系

圖10 NPEO線性關系

表1 烷基酚聚氧乙烯醚線性關系

3.2.5 檢測器的選擇

相關文獻[5-8]中報道的用于檢測烷基酚聚氧乙烯醚的檢測器通常有示差檢測器、熒光檢測器、DAD檢測器與質譜檢測器。

熒光檢測器比示差檢測器與DAD檢測器具有靈敏度高且色譜基線平穩不易波動的優點，如本試驗中OPEO、NPEO的檢出限分別為0.25μg/mL和0.1μg/mL，要明顯地低于使用DAD檢測器與示差檢測器得到的檢出限，與質譜檢測器能夠得到的檢出限相近。相對于質譜檢測器，熒光檢測器的設定更為簡潔，且所需的設備費用低。因此熒光檢測器適用于烷基酚聚氧乙烯醚的分析。

熒光檢測器的工作原理是利用紫外光照射某些化合物時它們可受激發發出熒光進行定性和定量，而許多化合物受紫外光照射后是不發出熒光的，所以使得熒光檢測器的應用范圍不如DAD檢測器與質譜檢測器廣泛。有文獻報道通過對化合物進行衍生化反應改變化合物結構使其具有受激發發出熒光的特性，從而可以使用熒光檢測器進行定性定量，但衍生化反應操作步驟繁瑣且對產率的影響條件較多。因此在使用熒光檢測器之前應首先判斷目標化合物是否可以用熒光檢測器檢測。

3.2.6 流動相的選擇

由于OPEO、NPEO標準品均為不同聚合度物質組成的混標，結構中包含許多環氧乙烷基團，可以與C18柱固定相緊密吸附，而相鄰聚合度的烷基酚聚氧乙烯醚之間只相差一個環氧乙烷基團，所以極性相差不大，用反相系統難以徹底分離（見圖11和圖12）。有文獻[9]報道利用氨基柱、硅膠柱對烷基酚聚氧乙烯醚混標進行分離可以將不同聚合度的化合物徹底分離，但通常需要30 min左右，所以在對烷基酚聚氧乙烯醚快速定性定量時建議采用本試驗所使用的方法（見圖13和圖14），出峰時間分別為4.2min與5.6 min。

圖11 甲醇-水（70：30）洗脫OPEO吸收峰

圖12 甲醇/乙腈-水（81/13：6）洗脫OPEO吸收峰

圖13 甲醇-水（70：30）洗脫NPEO吸收峰

圖14 甲醇/乙腈-水（81/13：6）洗脫OPEO吸收峰

4 結論

在本試驗條件下，辛基酚聚氧乙烯醚的檢出限為0.25μg/mL，定量限為0.1μg/mL，在0.1μg/mL～200μg/mL范圍內具有良好的線性關系。壬基酚聚氧乙烯醚的檢出限為0.1μg/mL，定量限為0.5μg/mL，在0.5μg/mL～400μg /mL范圍內具有良好的線性關系，并且二者均具有良好的精密度。說明本試驗所采用的試驗條件適合烷基酚聚氧乙烯醚的分析與檢測。

參考文獻：

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（作者單位：山東省纖維檢驗局紡織品質量檢驗中心）endprint