磁固相萃取-高效液相色譜法測定紡織品中8種雙酚類仿雌激素

吳國堅，徐韻揚，蔣 偉，顧 虎，丁 杰，秦 鑫

(1.杭州市質量技術監督檢測院，浙江 杭州 310019； 2.杭州市余杭區質量計量監測中心，浙江 杭州 310019)

雙酚類仿雌激素(bisphenol-mimicking estrogens)指具有2個羥苯基化學結構的一類仿雌激素物質，主要包括雙酚A(BPA)、雙酚B(BPB)、雙酚F(BPF)、雙酚S(BPS)、雙酚Z(BPZ)等。雙酚A(BPA)廣泛用于涂層原料以及作為紡織品整理劑等，其化學結構與雌性激素相似，又被稱為仿雌激素，人體吸收后易誘發性早熟，且在環境中易產生聚集，目前歐盟REACH法規對紡織品中雙酚A提出禁限要求。四溴雙酚A(TBB-PA)被用作紡織品、塑料和紙張工業中的溴代阻燃劑，已被歐盟RoHS2.0指令納入禁用范圍。隨著雙酚A(BPA)等禁限用，其他相似結構的雙酚類化合物開始在實際產品中使用。但是有相關研究表明，引起致癌效應的主要原因是該類仿雌激素中雙酚結構。因此，研究建立紡織品中雙酚類仿雌激素檢測方法具有重要的意義。

目前，國內外關于雙酚類仿雌激素的檢測研究的報道主要在食品及食品包裝材料，有液相色譜串聯質譜測定水果中雙酚A和雙酚S、金-石墨烯修飾電極電化學檢測塑料瓶中雙酚A、UPLC-MS/MS法檢測易拉罐啤酒中雙酚A含量、食品用塑料包裝材料中雙酚A等。

隨著人們紡織品質量安全意識的逐漸加強，研究紡織品中禁限用物質檢測方法勢在必行。雙酚類仿雌激素的危害已暴露在大眾面前，但是紡織品中關于雙酚類化合物檢測方法的研究還停留在對雙酚A和雙酚S 2個物質上，主要有超聲波萃取-氣相色譜串聯質譜測定3種環境類雌激素、液相色譜串聯質譜測定紡織品中雙酚S等。有關紡織品中雙酚類仿雌激素檢測方法的研究鮮有報道，目前紡織品中雙酚A檢測標準僅有SN/T 4424—2016 《進出口紡織品 雙酚A的測定 液相色譜法》，該法采用超聲波萃取對單一的雙酚A進行測定，目標物單一不夠全面。因此本文采用磁固相萃取紡織品中雙酚類仿雌激素，利用高效液相色譜法測定含量，并對實際樣品進行方法移植應用。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

1200高效液相色譜儀(DAD檢測器，安捷倫科技有限公司)；Milli-Q超純水儀(德國默克密理博科技有限公司)；ZORBAX SB-C18色譜柱(4.6 mm×150 mm，3.5 μm)。

8種雙酚類仿雌激素：雙酚BP(BPBP)、雙酚AF(BPAF)、雙酚A(BPA)、雙酚S(BPS)、雙酚B(BPB)、雙酚F(BPF)、雙酚AP(BPAP)、雙酚Z(BPZ)均來自德國Dr. Ehrenstorfer公司。

甲醇、乙腈、四氫呋喃均為色譜純(TEDIA)；磁性固相萃取材料：石墨烯G-FeO(自制)；超純水 (18.2 MΩ·cm)。

1.2 標準溶液配制

標準儲備液：準確稱量8種雙酚類仿雌激素標準品10.0 mg至10 mL容量瓶，采用甲醇定容，配置成質量濃度為1 000 mg/L的標準儲備液。

標準工作溶液：分別移取各仿雌激素標準儲備液，配制成質量濃度為0.5、2.0、10.0、25.0、100.0 mg/L的混合標準工作液。

1.3 試樣前處理

準確稱取1.0 g剪成5 mm×5 mm大小的織物試樣，置于50 mL萃取管中，加入甲醇20 mL，然后加入20 mg磁性石墨烯G-FeO材料，在超聲波輔助下于35 ℃水浴中萃取20 min。萃取完成后，使用磁鐵分離磁性石墨烯，再用1.5 mL甲醇對石墨烯進行超聲2 min洗脫，重復3次，合并洗脫液并定容至5 mL，用0.22 μm有機膜濾膜過濾后，待儀器分析。

1.4 色譜條件

采用ZORBAX SB-C18型號色譜柱(4.6 mm×150 mm，3.5 μm)，甲醇為流動相A，0.1 mmol/L碳酸氫銨水溶液為流動相B，進樣體積為10 μL，柱溫為35 ℃，紫外線波長為220 nm，流速為1.0 mL/min。梯度洗脫：0～1 min，35%A；2～15 min，(35%～80%)A；15～25 min，(35%～100%)A；25～35 min，100%A；35～36 min，(100%～35%)A。8種雙酚類仿雌激素的高效液相色譜圖見圖1。

圖1 8種雙酚類仿雌激素的液相色譜圖Fig.1 HPLC Chromatogram of 8 bisphenol-mimicking estrogens

2 結果與討論

2.1 磁固相萃取條件的確定

目標物隨磁性材料在外部磁場的作用下一起被遷移出基質，再用合適的溶劑洗脫出來。磁性固相萃取過程中的磁性材料用量、溫度、時間是磁性吸附的關鍵因素，采用正交試驗法對磁性吸附重要因素進行優化。

為確定最佳的磁性吸附條件，試驗選取萃取載體體積、時間、溫度和磁性材料用量為關鍵因素，設計(3)正交試驗，各因素選取水平及試驗設計見表1。

試驗設計1：于20 ℃水浴中，稱取加標質量濃度為25.0 mg/L的實驗室加標陽性樣品 1.0 g ，加入甲醇10 mL，再加入10 mg石墨烯G-FeO材料超聲波輔助下進行磁性固相萃取15 min，然后待下一步解吸條件優化。

試驗設計2～9操作步驟參照試驗設計1，具體條件如表1所示的正交試驗因素水平表。

不同因素選取水平以及試驗結果見表2，結果指標采用8種雙酚類仿雌激素試驗回收率與試驗1之差的絕對值總和來表示，指標越小說明萃取效果越好。采用極差分析法得出磁性吸附的顯著因素。

由表2可知，8種雙酚類仿雌激素在試驗2和3條件下效果較好，吸附溫度是主要因素，載體體積用量是次要因素。由此，得出最優條件為：于35 ℃水浴中加入15 mg石墨烯G-FeO在超聲波輔助下進行磁性固相萃取25 min。

表1 正交試驗因素水平表Tab.1 Orthogonal experimental design table

表2 正交試驗結果Tab.2 Results of orthogonal experiment

試驗在洗脫液pH值為7時，考察水、甲醇、乙腈3種洗脫劑在20 min條件下對8種雙酚類仿雌激素的洗脫效果，具體見圖2。結果表明，采用甲醇和乙腈作為洗脫劑都能取得較好的洗脫效果，考慮后續色譜分析采用甲醇為流動相，為降低色譜分析基噪，因此選擇甲醇作為洗脫劑。

圖2 不同洗脫劑對8種雙酚類仿雌激素回收率的影響Fig.2 Effect of different desorption solvents on the recoveries of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens

試驗考察了在pH值為7時，以甲醇為洗脫劑，洗脫時間為3、6、9、15、20 min條件下的8種雙酚類仿雌激素的洗脫效果(見圖3)。由圖3可知，當洗脫時間達增加到9 min時，各待測物的回收基本完成，回收率達到最理想值，因此洗脫時間選擇9 min。

圖3 洗脫時間對8種雙酚類仿雌激素回收率的影響Fig.3 Effect of different desorption time on the recoveries of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens

洗脫液pH值會改變8種雙酚類仿雌激素分子帶電形式和影響吸附劑表面電荷及密度。試驗通過HCl溶液和NaOH溶液來完成洗脫液pH值的調節，考察以甲醇為洗脫劑，洗脫時間為9 min，pH值在4.0～11.0 范圍內對目標物的洗脫影響(見圖4)。試驗結果顯示，隨著pH值的升高，洗脫效果逐漸增強，當pH值為7～8時洗脫效果達到最強，進一步提高洗脫液的pH值，洗脫效果開始下降，因此試驗在洗脫過程中調節洗脫液pH值至7。

圖4 pH值對8種雙酚類仿雌激素回收率的影響Fig.4 Effect of different pH value on the recoveries of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens

2.2 方法評估

按.節優化后的條件對質量濃度為0.5、2.0、20.0、25.0、100.0 mg/L的系列混合標準溶液進行試驗。結果表明，8種雙酚類仿雌激素在質量濃度為0.5～100.0 mg/L范圍內具有良好線性關系，線性相關系數均大于0.999。按信噪比=3計算，方法檢出限(LOD)為0.08～0.20 mg/kg，具體見表4。

表4 8種雙酚類仿雌激素的線性范圍、線性方程、相關系數和檢出限Tab.4 Liner relationships,liner range,correlation coefficients,and LOD of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens

通過向陰性的標準貼襯中添加混合標準溶液，測試回收率。通過添加10.0 mg/L和25.0 mg/L質量濃度的混合標準液，每個加標質量濃度按優化后條件測試6次，8種雙酚類仿雌激素平均加標回收率為90.3%～104.2%，相對標準偏差(RSD)為1.2%～4.8%。紡織品中8種雙酚類仿雌激素的加標回收率和相對標準偏差結果見表5。

2.3 實際樣品分析

按本文方法對10個日常試驗的紡織品樣品進行測試，結果發現一份兒童服裝樣品中檢出雙酚B，含量為2.4 mg/kg，其余物質沒有檢出。圖5是實際樣品經磁固相萃取檢測出雙酚B(BPB)的譜圖。由圖可知，本文方法適用性較好，可應用于不同紡織品中雙酚類仿雌激素的檢測。

表5 紡織品中8種雙酚類仿雌激素的加標回收率和相對標準偏差(n=6)Tab.5 Recoveries and RSDs of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens in textiles at spiked levels(n=6)

圖5 實際樣品檢出雙酚B的色譜圖Fig.5 Chromatogram of the BaP in textile sample

3 結 論

通過對紡織品中8種雙酚類仿雌激素磁性固相萃取檢測方法的研究，運用正交試驗從磁性材料用量、萃取時間、萃取溫度和萃取劑體積4個方面對磁性吸附前處理過程進行分析，采用單因子變量試驗從洗脫時間、洗脫劑種類和洗脫液pH值3個方面對脫附過程進行分析，建立高效液相色譜分析法，并對線性范圍、檢出限、回收率以及精密度等參數進行方法評價，得出以石墨烯G-FeO為磁性固相吸附劑的磁固相萃取前處理技術可以實現紡織品中8種雙酚類仿雌激素的有效萃取，建立的磁固相萃取-高效液相色譜法可以實現紡織品中8種雙酚類仿雌激素的定性和定量分析，可為進一步研究紡織品中雙酚類仿雌激素殘留狀況提供技術依據。