高效相色譜-熒光檢測法測定塑料兒童玩具中苯唑類熒光增白劑

2020-09-29 03:51:08周雯鸝陳茂龍朱紹華

分析測試學(xué)報 2020年9期

周雯鸝，陳茂龍，許宙，朱紹華，丁利*

(1.長沙理工大學(xué) 化學(xué)與食品工程學(xué)院，湖南長沙 410114；2.長沙海關(guān)技術(shù)中心，湖南長沙 410004)

圖1 4種熒光增白劑(FWAs)的分子結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagrams of four fluorescent whitening agents(FWAs)

1 實驗部分

1.1 儀器、材料與試劑

Waters 2695高效液相色譜儀(美國Waters公司)，配備熒光檢測器及色譜工作站；超離心研磨儀(德國Fritsch公司)；KQ5200B超聲波振蕩器(昆山超聲儀器有限公司)；AX224ZH分析天平(感量:0.000 1 g，常州OHAUS公司)。三氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF,分析純，德國默克公司)；乙腈(色譜純，美國天地有限公司)，熒光增白劑標(biāo)準(zhǔn)品：FWA 135(純度98%)、FWA 367(純度98%)、FWA 368(純度98.5%)、FWA 184(純度98.5%)均購于梯希愛(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司；水為超純水(英國ELGA超純水儀制備)。實驗用兒童玩具均購于本地超市(湖南長沙)。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確稱取4種熒光增白劑標(biāo)準(zhǔn)品各0.1 g，分別用三氯甲烷配制成FWAs單標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液(1 mg/mL)。各移取1.0 mL單標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液于100 mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度線，配制成10 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于4 ℃冷藏避光保存。使用時用乙腈稀釋成適當(dāng)質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3 樣品前處理

選取代表性樣品，將其磨成粉末狀，混勻后稱取1.0 g(精確至0.01 mg)于50 mL具塞錐形瓶中，加入20 mL乙腈-三氯甲烷(6∶4，體積比)溶液，在40 ℃下超聲萃取30 min。將提取液轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中離心，取上清液過0.45 μm有機(jī)濾膜，供高效液相色譜儀測定。

1.4 液相色譜條件

色譜柱：Waters SunFire C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)；流速：1 mL/min；柱溫：35 ℃；進(jìn)樣量：10 μL；流動相A：乙腈，B：水；梯度洗脫程序：0～3 min，70%～95%A；3～20 min，95%A；20～23 min，95%～70%A；23～25 min，70%A；熒光激發(fā)波長：360 nm；發(fā)射波長：430 nm。

圖2 4種熒光增白劑(10 μg/L)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖Fig.2 Chromatogram of four FWAs(10 μg/L) mixing standard solution1:FWA 135；2:FWA 367；3:FWA 368；4:FWA 184

2 結(jié)果與討論

2.1 HPLC條件的確定

進(jìn)一步探討了不同溫度(25、30、35 ℃)對分離效果的影響。結(jié)果顯示，隨著溫度升高，洗脫時間逐漸減短，分離效率提高，但考慮到三氯甲烷的沸點較低，當(dāng)柱溫過高時，可能會導(dǎo)致溶劑揮發(fā)，樣品在柱中析出，對色譜柱造成影響。因此，實驗最終選擇35 ℃作為洗脫時的柱溫。

在上述優(yōu)化條件下，以Waters SunFire C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)對目標(biāo)物進(jìn)行分離，4種熒光增白劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(10 μg/L)的液相色譜圖如圖2所示，目標(biāo)物可以實現(xiàn)較好的分離，且色譜峰對稱，峰形較好。

圖3 不同提取溶劑對4種FWAs回收率的影響Fig.3 Effects of different extraction solutions on recoveries of 4 FWAsA：acetonitrile；B：DMF；C：chloroform；D：acetonitrile-chloroform( 4∶6)；E：acetonitrile-chloroform( 5∶5)；F：acetonitrile-chloroform(6∶4)

圖4 不同提取時間對4種FWAs回收率的影響Fig.4 Effects of different extraction times on recoveries of 4 FWAs

2.2 提取條件的選擇

2.3 工作曲線與檢出限

將“1.2”配制的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋，配制成FWA 135的質(zhì)量濃度為1、2.5、5、25、100 μg/L，其他3種FWAs為2、5、10、50、100、200 μg/L的系列梯度混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。以分析物的峰面積(y)對質(zhì)量濃度(x,μg/L)進(jìn)行線性回歸，4種熒光增白劑的線性方程見表1。4種熒光增白劑在各自的線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)(r2)均不小于0.999 3。以S/N≥3為檢出限(LOD)，F(xiàn)WA 135的檢出限為0.5 μg/L，F(xiàn)WA 367、FWA 368、FWA 184的檢出限均為1 μg/L(見表1)。

表1 4種分析物的線性范圍、相關(guān)系數(shù)(r2)與檢出限(LOD)Table 1 Linear ranges，correlation coefficients(r2) and limits of detection(LOD) of four analytes

2.4 回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

在陰性樣品中添加標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收率實驗，3個濃度水平分別為0.1、0.4、2.0 mg/kg，每個水平進(jìn)行6次平行實驗，連續(xù)5天重復(fù)操作。實驗結(jié)果如表2，4種熒光增白劑的加標(biāo)回收率為84.2%～106%，其日內(nèi)和日間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均在1.2%～8.4%之間。方法的準(zhǔn)確度和精密度符合方法學(xué)要求。

表2 4種分析物在3個加標(biāo)水平下的日內(nèi)和日間回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 2 Intra- and inter-recoveries and RSDs of four analytes at three spiked levels

2.5 實際樣品分析

選取市售樂高等手接觸、磨牙棒口接觸的10種不同類型、不同價位、不同顏色的兒童玩具，采用所建立的方法進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示，在8種樣品(分別為嬰幼兒使用的磨牙棒到學(xué)齡兒童使用的飛行棋)中均檢出一定含量的熒光增白劑，其中FWA 367和FWA 184的檢出率較高，含量分別為0.02～108.10 mg/kg和0.02～403.30 mg/kg。價格較低、顏色為黃色的塑料玩具中熒光增白劑的檢出率遠(yuǎn)大于其他顏色的樣品，如Sample 1中FWA 367的含量為108.10 mg/kg。磨牙棒等口接觸型玩具中也檢出一定量的熒光增白劑，主要為FWA 184，含量為5.92 mg/kg。從飛行棋玩具中檢出的熒光增白劑含量最高，主要為FWA 184，含量為403.30 mg/kg，典型陽性樣品的色譜圖如圖5所示。由于兒童與玩具密切接觸，熒光增白劑極大可能從玩具中遷移出，從而對兒童安全造成影響。