超聲萃取-高效液相色譜法測定紡織品中二苯甲酮類防紫外線整理劑

吳 剛，虞慧芳，王力君，張明譽，李 丹

（1.浙江出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心，杭州311215；2.浙江省農業科學院，杭州310021；3.浙江立德產品技術有限公司，杭州311215）

超聲萃取-高效液相色譜法測定紡織品中二苯甲酮類防紫外線整理劑

吳 剛1，虞慧芳2，王力君3，張明譽3，李 丹3

（1.浙江出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心，杭州311215；2.浙江省農業科學院，杭州310021；3.浙江立德產品技術有限公司，杭州311215）

采用超聲萃取結合高效液相色譜，建立了一種提取和測定紡織品中8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的分析方法。樣品經提取、定容，采用Eclipse XDB-C18色譜柱分離，二極管陣列檢測器測定，外標法定量。討論了提取溶劑的選擇、方法檢測限與線性相關性、添加回收率與精密度及色譜條件的影響。結果表明：在1.0～10.0 μg/mL范圍內線性關系良好（R2＞0.99），在添加質量濃度為5.0、10.0、20.0 mg/kg時，棉布樣品平均回收率范圍為89.57%～105.03%，相對標準偏差（RSD）為3.06%～9.80%；滌綸樣品平均回收率范圍為98.80%～115.31%，相對標準偏差（RSD）為0.94%～5.63%；尼龍樣品平均回收率范圍為84.48%～118.88%，相對標準偏差（RSD）為1.06%～12.48%，方法檢出限（LOD）為0.06～0.2 mg/kg，方法定量限（LOQ）為0.19～0.67 mg/kg。該方法操作簡便、靈敏、準確，適合紡織品中8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的定性和定量分析。

紡織品；高效液相色譜；二苯甲酮類防紫外線整理劑；超聲萃取；測定

近年來由于臭氧空洞，紫外線增強，防紫外線輻射越來越受到人們的重視，防紫外線功能紡織品也受到人們的青睞。二苯甲酮類防紫外線整理劑是應用廣泛的一類防紫外線整理劑，結構均含有鄰羥基二苯甲酮的衍生物，有單羥基、雙羥基、三羥基、四羥基等衍生物，主要品種有：2，4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2，2'-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2'-二羥基-4，4'-二甲氧基二苯甲酮、2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮、5-氯-2-羥基二苯甲酮等［1-4］。然而，二苯甲酮類化合物具有刺激性和麻醉作用，長期接觸會出現頭疼、惡心、嘔吐、眩暈、嗜睡、感覺遲鈍，情緒急躁等反應。最近的研究表明：二苯甲酮類化合物是一種環境內分泌干擾物，它能引起包括人類、家禽及野生動物等各種生物的內分泌機能障礙［5-7］。雖然其他種類防紫外線整理劑不斷出現，但二苯甲酮類防紫外線整理劑的產量還在不斷增加，據報道［3-4］，國外市場上，二苯甲酮類防紫外線整理劑仍以年均5%的速度上升。因此，二苯甲酮類化合物對人類和生態環境的影響不可小覷。目前，國內尚無相關紡織品中二苯甲酮類防紫外線整理劑的液相色譜檢測方法的研究報道，僅見化妝品和食品包裝材料中部分紫外線吸收劑檢測方法的報道［8-10］。

1　試 驗

1.1材料與儀器

材料：甲醇、乙腈（HPLC級）；標準物質：2，4-二羥基二苯甲酮（純度≥98%）、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮（純度≥98%）、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮（純度≥98%）、2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮（純度≥99.9%）、2，2'-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮（純度≥98%）、2，2'-二羥基-4，4'-二甲氧基二苯甲酮（純度≥90%）、2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮（純度≥95%）、5-氯-2-羥基二苯甲酮（純度≥99%）等（日本東京化成工業株式會社）。

儀器：Agilent 1200液相色譜儀，配備帶DAD檢測器和自動進樣器（美國Agilent公司）；色譜柱，Eclipse XDB-C18，5 μm，4.6 mm（i.d.）×15 cm；超聲波發生器，工作頻率為40 kHz；0.45 μm有機相過濾頭（上海安譜公司）；Elma sonic P300H超聲波發生器，工作頻率為37 kHz（德國Elma公司）；50 mL帶螺旋蓋的玻璃管提取器等。

1.2方 法

1.2.1提 取

取5.0 g待測樣品，將其剪碎至5 mm×5 mm，混勻。稱取1.0 g上述剪碎樣品，精確至0.01 g，置于帶螺旋蓋的玻璃管提取器中，加入20 mL甲醇，使所有試樣浸沒于液體中，將提取器密封后，在超聲波發生器中超聲提取30 min。冷卻至室溫后，取適量上清液用0.45 μm有機相過濾頭過濾后，采用高效液相色譜進行測定。

1.2.2液相色譜條件

色譜柱為Eclipse XDB-C18，5 μm，4.6 mm× 15 cm；檢測波長258、286、338 nm；柱溫40℃；進樣體積10 μL；流動相A為乙腈，B為0.05%甲酸水溶液；洗脫梯度0～3 min，10%A～50%A；3～10 min，50%A～100%A，保持8 min；流速1.0 mL/min。

2　結果與分析

2.1提取溶劑的選擇

選擇提取溶劑時，不僅要考慮目標分析物在溶劑中的溶解度、溶劑與基質的相互作用，還要考慮不同提取溶劑對提取效率的影響［11］。8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的分子結構中均含有二苯甲酮基，但是支鏈結構有較大差異，含羥基較多的二苯甲酮類防紫外線整理劑極性明顯強于含羥基較少的二苯甲酮類防紫外線整理劑，其中2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮的極性強，隨著烷基碳鏈的增長，2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮極性減弱，8種物質中2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮的極性最弱。相對分子量除了2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮大于300 Da，其他6種化合物分子量比較接近，都易溶于甲醇、乙醇等有機溶劑。為確定合適的萃取溶劑，根據它們的理化性質，采用浸軋工藝制備了含有8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的棉布、滌綸和尼龍陽性樣品，分別考察了丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯和甲醇等不同極性的提取溶劑對自制陽性樣品的提取效果，結果見表1。由表1可知，在相同的提取條件下，棉布、滌綸和尼龍樣品中，甲醇對8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的提取效率均高于丙酮、乙酸乙酯和二氯甲烷酯的提取效率，其中甲醇對2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮、5-氯-2-羥基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮的提取效率明顯高于丙酮、乙酸乙酯和二氯甲烷酯的提取效率。而且，丙酮與二氯甲烷提取液顏色較深，提取的染料等雜質含量較多。為了盡量減少前處理步驟，同時兼顧樣品提取效率，因此，本文采用甲醇作為提取溶劑。

表1　4種不同萃取溶劑對3種樣品中8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的提取效果Tab.1 Extraction effects of 4 different extracting solvents on the 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents in the 3 kinds of samples mg/kg

2.2超聲萃取溫度的選擇

選取含有8種二苯甲酮類防紫外線整理劑自制棉布、滌綸和尼龍陽性樣品，剪成至5 mm×5 mm以下，混勻。分別準確稱取1.0 g上述剪碎樣品，精確至0.1 g，放入50mL具塞玻璃管中，加入20mL色譜甲醇，置于超聲波水浴中，設置常溫和70℃兩個不同的溫度，每個溫度設置6個平行樣，在頻率為37 KHz的超聲波浴中，對樣品超聲提取30min，其結果見表2。由表2可知，在相同的工作頻率下，常溫與70℃的水浴溫度中，超聲萃取效果差異并不顯著，為了實驗的方便，選擇常溫超聲萃取。

表2　不同水浴溫度對3種樣品超聲萃取結果Tab.2 The extraction results of different ultrasonic bath temperature in 3 kinds of samplesmg/kg

2.3液相色譜條件的選擇

選取的8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的紫外-可見光譜重疊圖如圖1所示。從圖1可以看出，2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮和2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮的最大吸收波長為338 nm；5-氯-2-羥基二苯甲酮的最大吸收波長為258 nm；2，4-二羥二苯甲酮、2，2'-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2'-二羥基-4，4'-二甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮和2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮的最大吸收波長均為286 nm，為了達到最佳檢測靈敏度，以此確定這8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的檢測波長。8種二苯甲酮類防紫外線整理劑分子結構式中均含有二苯甲酮基，但由于支鏈結構和羥基數量與位置有較大差異，分子極性也存在較大差異。其中2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮的極性強，隨著烷基碳鏈的增長，2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮極性減弱，8種物質中2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮的極性最弱。本文選用色譜柱E-clipse XDB-C18（5 μm，4.6 mm×15 cm），采用乙腈和0.05%甲酸水溶液作為流動相，進行梯度洗脫，8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的高效液相色譜圖如圖2所示。由圖2可見，8種化合物的色譜峰分離完全，峰形對稱且尖銳。

圖1　8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的紫外-可見光譜圖Fig.1 The UV-Vis spectrum of 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents

圖2　8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的高效液相色譜圖Fig.2 The HPLC chromatogram of 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents

2.4方法檢測限與線性相關性

采用外標定量的檢測方法，將8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的混合標準儲備液用甲醇配制成濃度分別為1、3、5、7和10 μg/mL的標準工作溶液。在所選定的色譜條件下進樣，每個濃度至少重復3次，得到峰面積的平均值，對進樣濃度與檢測器峰面積繪制標準工作曲線，峰面積與質量濃度成正比，其線性方程、相關系數及線性范圍如表3所示。結果表明，8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的線性關系都較好，相關系數均在0.99以上。以3倍信噪比（S/N）確定方法的最低檢出濃度（LOD），以10倍S/ N確定方法的最低定量檢出濃度（LOQ），求得二苯甲酮類防紫外線整理劑的最低檢出濃度和最低定量濃度。從表3的結果可以看出：二苯甲酮類防紫外線整理劑對DAD檢測器的響應靈敏度均較高，其中2，2'，4，4'-四羥基二苯甲酮的最低檢出濃度為0.06 mg/kg，其對應的最低定量濃度為0.19 mg/kg；2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮的最低檢出濃度最高，為0.20 mg/kg，其對應的最低定量濃度為0.67 mg/kg。

表3　8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的校正曲線線性方程及相關系數______Tab.3 The calibration curve equations and correlation coefficients of 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents

2.5方法添加回收率與方法的精密度研究

根據實際樣品面料使用情況，采用樣品加標的方式進行回收率與精密度試驗，對棉布、滌綸和尼龍3種貼襯的樣品進行了添加回收率試驗。分別在3種空白貼襯試樣中加入8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的混合標準溶液，添加質量濃度分別為5.0、10.0和20.0 mg/kg，每個質量濃度設置6個重復，按上述前處理和分析方法，測定8種二苯甲酮類防紫外線整理劑在試樣中的添加回收率，結果見表4。在所選用的儀器條件下，同一試樣的重現性較好，相對標準偏差均小于15%，表明本方法有較好的重現性。

3　結 論

本文采用超聲萃取提取紡織品中的8種二苯甲酮類防紫外線整理劑，通過優化提取工藝和液相色譜梯度洗脫條件，將8種化合物在18 min內進行了有效分離，色譜峰分離完全，峰形對稱且尖銳，響應均較好，進一步提高了檢測方法的檢測靈敏度與準確性。該方法靈敏度高、操作簡便、準確可靠，適合紡織品中8種二苯甲酮類防紫外線整理劑的測定。

表4　3種樣品中添加不同質量濃度的二苯甲酮類防紫外線整理劑回收率及相對標準偏差（n=6）Tab.4 Recovery rate and the relative standard deviations（RSD）obtained by 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents of different mass concentration in the 3 kinds of samples（n=6）

［1］黃茂福.化學助劑分析與應有手冊［M］.北京：中國紡織出版社，2001：1739-1766. HUANG Maofu.Manual of Analysis and Application of Chemical Additives［M］.Beijing：China Textile&Apparel Press，2001：1739-1766.

［2］錢如山，朱傳龍，顧嬌，等.紡織品抗紫外線整理劑的發展現狀［J］.上海工程技術大學學報，2013，27（3）：261-265. QIANRushan，ZHUChuanlong，GUJiao，etal. Development of uvioresistant finishing agent for textiles［J］. Journal of Shanghai University of Engineering Science，2013，27（3）：261-265.

［3］黃方千，李強林，楊東潔，等.有機紫外線吸收劑研究進展［J］.印染，2011，37（20）：47-52. HUANG Fangqian，LI Qianglin，YANG Dongjie，et al. Development of organic ultraviolet absorbers［J］.Dyeing& Finishing，2011，37（20）：47-52.

［4］寧培森，王克昌，丁著明.二苯甲酮類紫外線吸收劑的發展趨勢［J］.塑料助劑，2008，68（2）：7-10. NING Peisen，WANG Kechang，DING Zhuming，et al.The situation and developing trend of benzophenone derivatives ultraviolent absorber［J］.Plastic Additives，2008，68（2）：7-10.

［5］趙慧敏.二苯甲酮類紫外防曬劑的毒性效應及QSAR研究［D］.江門：五邑大學，2013：5. ZHAO Huimin.Research on Toxicity Effect and QSAR of Benzophenone UV-filters［D］.Jiangmen：Wuyi University，2013：5.

［6］ARCAAND H，LISA D，BENSON W H.Fish reproduction：an ecologically relevant indicator of endocrine disruption［J］. Environmental Toxicology and Chemistry，1998，17（1）：49-57.

［7］JEMBA P K.Excretion and ecotoxicity of pharmaceutical and personal care products in the environment［J］.Ecotoxicology and Environmental Safety，2006，63：113-130.

［8］艾連峰，郭春海，葛世輝，等.超高效液相色譜法同時測定食品接觸材料與食品模擬物中6種紫外吸收劑［J］.分析測試學報，2011，30（1）：13-17. AI Lianfeng，GUO Chunhai，GE Shihui，et al.Simultaneous determination of 6ultraviolet absorbers in food contact materials and food simulants by ultra performance liquidchromatography［J］.Journal of Instrumental Analysis，2011，30（1）：13-17.

［9］盧曉蕊，韓仰學，霍任鋒，等.防曬化妝品中5種紫外吸收劑的超高效液相色譜測定法［J］.環境與健康雜志，2010，27（4）：346-348. LUXiaorui，HANYangxue，HUORenfeng，etal. Determination of five kinds of ultraviolet absorbents in cosmetics by ultra performance liquid chromatography［J］. Journal of Environment and Health，2010，27（4）：346-348.

［10］何喬桑，徐娜，李晶，等.高效液相色譜法測定化妝品中的12種紫外吸收劑［J］.色譜，2011，29（8）：732-767. HE Qiaosang，XU Na，LI Jing，et al.Determination of 12 sunscreen agents in cosmetics by high performance liquid chromatography［J］.Chinese Journal of Chromatography，2011，29（8）：732-767.

［11］吳剛，湯富彬，趙珊紅，等.加速溶劑萃取-氣相色譜測定紡織品中磷酸酯類增塑劑［J］.絲綢，2014，51（3）：30-34. WU Gang，TANGFubin，ZHAOShanhong，etal. Determination of phosphate ester plasticizers in textiles with accelerated solvent extraction（ASE）-Gas Chromatography（GC）［J］.Journal of Silk，2014，51（3）：30-34.

Determination of diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents in textiles by HPLC coupled with ultrasonic extraction

WU Gang1，YU Huifang2，WANG Lijun3，ZHANG Mingyu3，LI Dan3
（1.Technology Center for Inspection&Quarantine of Zhejiang Exit-Entry Inspection&Quarantine Bureau，Hangzhou 311215，China；2.Zhejiang Agricultural Academy Sciences，Hangzhou 310021，China；3.Zhejiang Lead Product Technology Co.，Ltd.，Hangzhou 311215，China）

This paper puts forward a novel method to extract and determine 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents in textiles by ultrasonic extraction coupled with high performance liquid chromatography（HPLC）.The samples were extracted and redissolved in methanol，separated with Eclipse XDB-C18chromatographic column，determined by diode array detector and quantified by external standard method.This paper discussed the effects of selection of extraction solvent，the method detection limit and linear correlation，added recovery and precision as well as chromatographic conditions.The experimental result shows that good linearity（R2＞0.99）is observed between 1.0 and 10.0 μg/mL for all compounds.When added mass concentration is 5.0，10.0 and 20.0 mg/kg，the average recovery rate scope of cotton samples is 89.57%～105.03%，and relative standard deviation（RSD）is 3.06%～9.80%.The average recovery rate scope of polyester samples is 98.80%～115.31%，and relative standard deviation（RSD）is 0.94%～5.63%.The average recovery rate scope of nylon samples is 84.48%～118.88%，and relative standard deviation（RSD）is 1.06%～12.48%.The limit of detection（LOD）is 0.06～0.2 mg/kg and limit of quantitation（LOQ）is 0.19～0.67 mg/kg.The method is simple，sensitive and accurate，and is suitable for the qualitative and quantitative determination of 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents in textiles.

textiles；HPLC；diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents；ultrasonic extraction；determination

TS197

A

1001-7003（2016）09-0015-06 引用頁碼:091103

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.09.003

2016-01-12；

2016-07-05

國家質檢總局科研項目（2015IK305）

吳剛（1976-），男，高級工程師，博士，主要從事工業消費品檢測與標準研究。