Florisil固相萃取柱檢測皮革中六價鉻的應用研究

應佳燕，柯樂，涂小娟，蔣曉婷，王亮，馬賀偉（嘉興學院材料與紡織工程學院，浙江嘉興314001）

Florisil固相萃取柱檢測皮革中六價鉻的應用研究

應佳燕，柯樂，涂小娟，蔣曉婷，王亮，馬賀偉
（嘉興學院材料與紡織工程學院，浙江嘉興314001）

基于標準ISO 17075-2015中內容，考察了Florisil固相萃取柱在檢測皮革內六價鉻過程中適用性。結果表明，該類型的固相萃取柱可有效脫除樣品萃取液中的顏色，而對萃取液中六價鉻無吸附。顏色脫除效果與柱子內填料量相關。采用容量為1 000 mg/6 mL的柱子，樣品萃取液中顏色脫除率在80%～95%之間，六價鉻回收率在97.2%～112.3%之間。采用2根萃取柱串聯脫色，顏色脫除率可達98%。方法的回收率及重復性結果滿意，檢測限2.5 mg/kg，可滿足日常分析檢測及相關法規要求。

六價鉻；檢測；脫色；固相萃取；Florisil

六價鉻因其毒性而受到國內外重點關注。皮革因其加工過程中使用了可能轉化為六價鉻的三價鉻［1］，從而使皮革中的六價鉻成為企業的常規檢測質量指標，而且該指標隨著2015年5月歐盟REACH法規中針對皮革中六價鉻含量限制的生效而受到皮革企業及檢測實驗室的重視。該法規中明確規定“與人體接觸部分的皮革部件中六價鉻（VI）含量不得超過3 mg/kg”。該法規的實施對皮革中六價鉻含量的準確測定提出了更高的技術要求。

關于皮革中六價鉻的測定方法，國內外發布實施的代表性標準為GB/T 22807和ISO 17075。標準中均規定采用pH=8的磷酸鹽緩沖溶液對樣品中的六價鉻進行萃取，萃取液經二苯卡巴肼衍生化后，采用分光光度計對六價鉻含量進行測定。然而采用pH=8的磷酸鹽溶液對深色皮革樣品進行萃取時，容易導致皮革中染料進入萃取液中，對測定結果的干擾非常明顯，極易超出限值（3 mg/kg）的要求。這導致消除萃取液的顏色干擾成為檢測皮革內六價鉻過程中的關鍵技術問題［2］。

離子交換［3］、毛細管電泳［4］、絮凝沉淀［5］、吸附脫色［6-7］及固相萃取［8-10］等技術用于消除萃取液顏色的干擾研究均有報道，其中以固相萃取脫色技術研究較多，同時因其操作的簡便性，被標準GB/T 22807和 ISO 17075所推薦采用。固相萃取柱的效果依賴于柱內的填料，然而已有研究文獻［9-10］中所認為的合適填料類型并不一致，這為企業選擇脫色用固相萃取柱造成了困擾。本實驗基于國際標準ISO 17075-2015中所推薦的Florisil固相萃取柱為脫色手段，對該柱子的適用性進行考察，為準確、簡便地測定皮革中的六價鉻含量提供參考。

1實驗部分

1.1主要儀器和試劑

主要設備：分光光度計（使用波長540 nm，比色皿2 cm）、振蕩器（圓角型水平振蕩，頻率50～150次/min）、膜式過濾器（聚酰胺微孔濾膜，0.45 μm）、固相萃取裝置、具塞錐形瓶等。

主要溶液：磷酸二氫鉀溶液（0.1 mol/L）、磷酸溶液（70%）、磷酸鹽緩沖溶液（pH≈8.0）、二苯卡巴肼丙酮溶液（10 g/L）、六價鉻標準溶液（1 mg/L），各溶液配制方法見ISO 17075-2015。

Florisil固相萃取柱商品規格為500 mg/6 mL和1 000 mg/6 mL，來自市售的三個不同品牌。固相萃取柱使用前均先用5 mL甲醇淋洗活化，然后用5 mL蒸餾水淋洗后備用。皮革樣品來自國內不同的制革企業。

1.2實驗方法

1.2.1皮革中六價鉻的測定

檢測過程參照ISO 17075-2015中的要求進行，操作簡述如下：向250 mL具塞錐形瓶中加入100 mL磷酸鹽緩沖溶液（pH≈8.0），然后向錐形瓶內通入氮氣5 min（流量約40 mL/min），加入2 g剪碎后的皮革樣品，加塞后置于振蕩器上振搖3 h（溫度20～25℃），然后用膜過濾器將錐形瓶內液體過濾至100 mL具塞燒瓶中，取適量濾液加入活化后的Florisil柱子中，棄去初流出的5 mL液體，收集25 mL液體，準確移取10 mL至25 mL容量瓶中，加入約10 mL蒸餾水，再加入0.5 mL磷酸溶液和0.5 mL二苯卡巴肼丙酮溶液，用磷酸二氫鉀溶液定容至刻度、搖勻，放置15 min后用分光光度計測定 540 nm下的吸光度。基于標準工作曲線計算樣品中六價鉻含量。

1.2.2標準工作曲線繪制

分別移取0.5～20 mL的六價鉻標準溶液（0.5、1.0、5.0、10.0、 20.0 mL），加入到25 mL容量瓶中，然后向每個容量瓶中加入0.5 mL磷酸和0.5 mL二苯卡巴肼丙酮溶液，再用磷酸二氫鉀溶液定容至刻度、搖勻，靜置15 min后用分光光度計測定540 nm處吸光度。根據濃度和吸光度對應關系繪制標準工作曲線（六價鉻濃度范圍0.02～0.8 mg/L）。

1.2.3固相萃取柱對萃取液的脫色

按照1.2.1中的操作對樣品進行萃取，選擇萃取液顏色較深的溶液。然后將該溶液加入固相萃取柱中，收集25 mL液體，檢測脫色前后的液體在540 nm處的吸光度，評價脫色效果。

1.2.4固相萃取柱對六價鉻的吸附考察

分別移取 5.0、10.0及20.0 mL的六價鉻標準溶液，加入到100 mL容量瓶中，用磷酸二氫鉀溶液定容至刻度、搖勻（六價鉻濃度0.05、0.1、0.2 mg/L）。取該溶液10 mL加入到25 mL容量瓶中，按照1.2.2中操作顯色后，測定吸光度E1。

同時分別將三種溶液加入到活化后的Florisil固相萃取柱中，棄去初流出的5 mL液體，收集約25 mL液體，準確移取10 mL至25 mL容量瓶中，然后按照1.2.2中操作進行顯色，測定吸光度E2。根據E1和E2計算六價鉻回收率，評價固相萃取柱對六價鉻的吸附效果。

1.2.5方法的回收率和重復性

按照1.2.1中的操作，篩選出不含有六價鉻的樣品，得到濾膜過濾后的該樣品萃取液。取兩只50 mL容量瓶，分別加入0.3和1.0 mL的六價鉻標準溶液，然后用該萃取液稀釋并定容至刻度、搖勻。將該溶液分別加入到活化后的Florisil固相萃取柱中，收集至少20 mL液體（棄去初流出的5 mL液體），準確移取該溶液10 mL至25 mL容量瓶中，然后按照1.2.2中操作進行顯色，測定吸光度。一式六份，計算重復性和回收率。

表1 Fl ori si l固相萃取柱對六價鉻的吸附效果

2結果與討論

2.1 Fl ori si l固相萃取柱的脫色效果

Florisil主要由二氧化硅和氧化鎂組成，是一種硅膠鍵合氧化鎂的材料，屬于強極性、高活性、弱堿性的吸附劑。已有的文獻［6，9］中證實了該類吸附劑對皮革萃取液中的顏色具有較好的吸附性能。實驗中，考察了三種不同來源的 Florisil固相萃取柱（1 000 mg/6 mL）對于不同皮革萃取液顏色的脫除效果，以波長540 nm處吸光度值進行評價。結果表明，針對所篩選的10塊深色皮革樣品，三種不同來源的萃取柱脫色效果基本相同。未脫色的萃取液吸光度在0.4～0.8之間，脫色后萃取液吸光度均在0.01～0.1之間，顏色脫除率在80%～95%之間，證實了Florisil填料對萃取液中的顏色具有較好的脫除效果。

考慮到脫色效果與Florisil填料用量相關，實驗中進一步考察了規格為500 mg/6 mL的Florisil固相萃取柱的脫色效果。結果表明，在收集相同體積的流出液時，所得液體中顏色較明顯，萃取液的吸光度高于0.1，表明殘留的顏色將對后續的檢測造成干擾。由于目前市售的Florisil固相萃取柱最大容量為1 000 mg/6 mL，所以優選該容量的萃取柱使用。但使用時，應控制加入的萃取液體積不超過30 mL。

2.2 Fl ori si l固相萃取柱對六價鉻的吸附效果

采用Florisil固相萃取柱脫色過程中，要求六價鉻不被柱內填料所吸附，即該過程中溶液中的六價鉻應完全進入到流出液中，該因素決定了該柱子是否能被應用。實驗中對三種不同來源的Florisil固相萃取柱對六價鉻的吸附效果進行了考察，計算了六價鉻的回收率，結果列于表1中。從表中可見，對于六價鉻濃度為0.02～0.08 mg/L的萃取液，三種Florisil固相萃取柱對應的六價鉻回收率均在98.6%～112.3%之間，回收率結果滿意。這表明使用Florisil固相萃取柱脫色時，六價鉻不會被吸附保留于柱內，而全部進入到流出液中。基于此，實驗中選擇了固相萃取柱A進行后續的實驗。

2.3方法的回收率、重復性及檢測限

篩選出不含有六價鉻的2個樣品，得到其萃取液，進行加標，然后對方法的回收率（R）、重復性（RSD）進行考察，并計算檢測限，結果列于表2中。從表中可見，對于不同的樣品萃取液，平均加標回收率與表1中基本一致，在97.2%～109.4%之間。重復測量結果之間的相對標準偏差（RSD）在5.8%～12.7%之間，表明結果的重復性較好。根據樣品質量、最終定容體積及吸光度，統計出方法檢測限為2.5 mg/kg。這表明方法的靈敏度滿足當前歐盟法規（3 mg/kg）的要求。

2.4 Fl ori si l固相萃取柱的實際應用

實驗中基于Florisil固相萃取柱的脫色技術，對20塊染色皮革樣品中六價鉻的含量進行了測定，重點考察樣品萃取液中顏色的脫除效果。結果表明，1塊皮革中被檢測出六價鉻，含量8.5 mg/kg。脫色效果方面，18塊樣品的萃取液顏色得到有效脫除（540 nm處吸光度值小于0.03），而2塊皮革樣品的脫色后吸光度值大于0.1，表明溶液中顏色殘余明顯。實驗中將該流出液再次脫色處理，所得萃取液在540 nm處吸光度值小于0.03，顏色脫除率達到98%。這表明部分樣品萃取液中雜質及染料含量較高，容易使Florisil固相萃取柱達到飽和，從而降低脫色效果，該問題可以通過固相萃取柱串聯脫色的途徑進行解決，證實Florisil固相萃取柱適用于實際樣品的測定。

表2方法的回收率、重復性及檢測限（n=6）

3結論

Florisil固相萃取柱適用于皮革內六價鉻檢測過程中萃取液的脫色。該柱子對萃取液中的六價鉻基本無吸附保留。采用1 000 mg/6 mL的市售商品柱可以有效脫除大部分樣品萃取液中顏色。該過程操作簡單、可靠性高，可應用于實際皮革樣品的測試。

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Application of Florisil Based Solid Phase Extraction for Determining Hexavalent Chromium in Leather

YING Jia-yan，KE Le，TU Xiao-juan，JIANG Xiao-ting，WANG Liang，MA He-wei
（College of Material and Textile Engineering，Jiaxing College，Jiaxing 314001，China）

The application of florisil based solid phase extraction（FSPE）in the procedure of determining hexavalent chromium in leather，was investigated according to the standard ISO 17075-2015.The results indicate that FSPE can effectively remove the color in the extraction solution，but adsorb no hexavalent chromium ion.The effect of color removal is related with the dosage in the cartridge.For the FSPE with capacity of 1 000 mg/6 mL，the color removal is between 80%-95%，and hexavalent chromium recovery is beween 97.2%-112.3%.The tadem FSPE can remove about 98%color of the solution.The developed procedure presents satisfied recovery and precision，with detection limit of 2.5 mg/mg，which certify that FSPE is suitable for analyzing hexavalent chromium in leather.

hexavalent chromium；test；color removal；solid phase extraction；florisil

葉永和，教授級高級工程師/副院長兼總工程師，主要從事質量技術監督控制的研究，E-mail:954512481@qq.com。