王衛(wèi)華，邵明武，馬聯(lián)弟

(中國計量科學研究院，北京 100013)

鄰苯二甲酸酯(PAEs)類化合物作為增塑劑被廣泛應用于玩具、食品包裝、個人護理品等數(shù)百種日常產品中。由于和聚合物間沒有化學鍵合，在產品使用過程中鄰苯二甲酸酯會遷移出來而被人體攝入。研究表明，鄰苯二甲酸酯具有類雌激素作用，干擾內分泌，有致癌性［1–2］，尤其是嬰幼兒常常把玩具、嬰兒奶嘴等放入口中，這些物品中含有的鄰苯二甲酸酯從而得以進入唾液，進而進入消化系統(tǒng)，給嬰幼兒肝臟、生殖系統(tǒng)、腎臟造成損害，甚至引發(fā)癌癥［2］。因此很多國家和地區(qū)對兒童玩具及護理產品中鄰苯二甲酸酯的含量有明確的限量規(guī)定，歐盟和美國大多規(guī)定鄰苯二甲酸酯的總含量不得超過0.1%，我國相應限量標準也在制定過程中。

目前常用的塑料中鄰苯二甲酸酯提取方法有索氏提取法［3–4］、超聲提取法［2］、微波萃取法［5］，常用溶劑有二氯甲烷、乙酸乙酯等，提取后直接進樣或經固相萃取柱凈化后進樣。此外還有溶解沉淀法［1，6］，采用四氫呋喃溶解樣品后，加入正己烷或甲醇沉淀聚合物，取清液測定。常用測定儀器有氣相色譜儀、液相色譜儀、氣相色譜–質譜聯(lián)用儀。筆者基于中、日、韓計量比對，研究了超聲波輔助萃取同位素稀釋質譜測定PVC中鄰苯二甲酸方法，由韓國標準科學研究院(KRISS)負責樣品制備及均勻性、穩(wěn)定性檢驗，測定6種常見鄰苯二甲酸酯，結果滿意。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜–質譜聯(lián)用儀：6890N/5975B型，美國安捷倫科技有限公司；

精密電子天平：XP26型，分辨力為0.001 mg，瑞士梅特勒–托利多集團；

分析天平：CP324S型，分辨力為0.1 mg，德國賽多利斯集團；

超聲波清洗儀：8510型，美國必能信(Branson)科技有限公司；

高速冷凍離心機：3–18K型，德國西格瑪(Sigma)公司；

冷凍研磨機：Sample Pre 6870型，美國SPEX公司；

玻璃樣品瓶：瓶蓋帶聚四氟乙烯襯墊；

鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)：純度不小于99.9%，美國Chemservice公司；

鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)：純度不小于98.4%，美國Chemservice公司；

鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)：純度不小于99.0%，美國Sigma-Aldrich公司；

鄰苯二甲酸丁芐酯(BBP)：純度不小于98.8%，美國Sigma-Aldrich公司；

鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)：純度不小于99.6%，美國Sigma-Aldrich公司；

鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)：純度不小于98.0%，德國Dr. Ehrenstorfer公司；

同位素內標：6種鄰苯二甲酸酯D4標記物純度均不小于98%，美國劍橋同位素實驗室(CIL)；

甲醇、四氫呋喃：色譜純，德國Merck公司。

1.2 溶液配制

1.2.1 標準溶液和同位素標記溶液

使用XP26型精密電子天平分別稱取6種鄰苯二甲酸酯及其氘代試劑純品各約50 mg至小玻璃稱量托中(精確至0.001 mg)，記錄稱量質量后轉移至250 mL磨口錐形瓶中，根據(jù)純品稱取質量和甲醇密度，準確加入一定體積的甲醇(約100 mL)，混合均勻，得到500 μg/mL的鄰苯二甲酸酯標記和非標記溶液，用棕色安瓿瓶分裝，每瓶5 mL，冷藏待用。

根據(jù)樣品初測得到的各組分濃度，分別取約2 mL單一標準儲備液，用甲醇配制為混合標準和混合同位素標記物溶液，使得各組分濃度約為9.0～10.0 μg/mL，并盡量保證標記物和非標記物混合溶液中相應組分的濃度一致，用于樣品制備時同位素標記物的添加及工作標準的配制。

1.2.2 標準工作溶液

根據(jù)樣品處理后待測液的濃度，取適量混合標準溶液及混合同位素標記物溶液配制工作標準，使工作標準和樣品中待測物濃度、同位素標記物濃度均保持一致。同時，樣品待測液由甲醇和四氫呋喃按體積比2∶1組成，應向工作標準中準確添加適量四氫呋喃保持其體系與待測液相同。

1.3 樣品制備

接收到同一批樣品共3瓶，每瓶10 g，樣品為PVC塑料顆粒，直徑約2～3 mm。分析前將每瓶樣品分別進行冷凍研磨，整瓶樣品均研磨至粉末狀后用玻璃瓶密封冷藏儲存，待測。

使用萬分之一天平準確稱取0.05 g PVC粉末樣品至20 mL玻璃樣品瓶中，加入5 mL四氫呋喃至樣品中，密封，室溫下超聲30 min加速樣品溶解。樣品完全溶解后，向其中加入同位素內標的甲醇混合溶液5 mL(其同位素內標含量與樣品中待測物含量須一致)，精確記錄加入內標重量后，再次加入5 mL甲醇，搖勻，使聚氯乙烯聚合物形成沉淀。靜置約5 min，取適量上層清液至1.5 mL離心管中，于4℃以20 000 r/min高速離心5 min，將上清液轉移至進樣瓶中進樣測定。

處理每批樣品時，同時做一份空白樣品，除不加樣品外，其它步驟與樣品處理相同。

1.4 儀器工作條件

1.4.1 氣相色譜條件

色 譜 柱：HP–5MS 型 (30 m×0.32 mm，0.25 μm)； 進樣體積：1 μL；進樣方式：不分流進樣；載氣：高純氦氣；柱流量：1 mL/min，恒流模式；升溫程序：50℃保持1 min，以10℃/min升溫至220℃，保持5 min，再以5℃/min升溫至280℃，保持5 min。

1.4.2 質譜條件

EI源；電離能量：70 eV；接口溫度：280℃；離子源溫度：230℃；四極桿溫度：150℃；采用分段選擇離子方式監(jiān)測，分段時間及選擇離子見表1。

表1 目標物及標記物選擇離子

2 結果與討論

2.1 樣品前處理方法的優(yōu)化

在美國消費品安全委員會(CPSC)標準方法［6］基礎上，前處理采用四氫呋喃對聚氯乙烯樣品進行溶解的方法，為更好地保障樣品完全溶解、目標物充分提取，增加了超聲波輔助萃取步驟，并選擇超聲30 min以保證萃取效果；在沉淀溶劑的選擇上，主要對比了正己烷和甲醇的沉淀效果，結果表明這兩種沉淀試劑對測定結果沒有明顯影響，但甲醇沉淀的樣品溶液更加澄清，沉淀更為完全，因此確定甲醇為沉淀溶劑；此外，采用了同位素稀釋質譜法，以同位素試劑為內標，消除了回收率、進樣體積誤差等因素對測定結果的影響。

需要注意的是，不少塑料材質的實驗器皿中含有鄰苯二甲酸酯，在實驗過程中容易造成干擾，因此應盡量減少使用塑料制品。同時，實驗過程中還發(fā)現(xiàn)處理好的樣品置于色譜進樣瓶中擱置時間太長也可能使干擾增多，以DEHP，DNOP為例，處理好后當天測定(圖1)與隔天測定(圖2)對比，出現(xiàn)了許多干擾物，可能是由于樣品瓶蓋與樣品溶劑作用產生，因此樣品制備好后應盡快測定。在使用單點法–同位素稀釋質譜法測定時，標準工作溶液與樣品溶液中待測物含量、同位素內標含量應盡可能一致，否則測定結果會有偏差。

圖1 樣品處理后當天測定譜圖

圖2 樣品處理后隔天測定譜圖

2.2 氣相色譜–質譜條件的選擇與優(yōu)化

采用HP–5MS柱對樣品進行分離測定，由于鄰苯二甲酸酯類化合物種類多，樣品提取液中存在較多干擾物，在方法優(yōu)化過程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)DBP，DEHP色譜峰存在干擾，導致峰形不對稱、測定結果重復性差，經過升溫程序的優(yōu)化，降低初始溫度、升溫速率，提高了目標物與干擾物的分離度。

在質譜選擇離子的選擇上，首先考慮目標物質譜圖上豐度最高的離子，但除DMP外，其余目標物豐度最高的離子均為m/z149，不具備特征性，若選擇低質量端的離子，質譜本底易對結果產生影響，因此，以豐度較高、質量數(shù)較大為原則選擇了定量離子；同時，為提高單個離子的掃描速率，提高目標物靈敏度，采用分段掃描方式采集數(shù)據(jù)，取得了較好的定量結果。

2.3 樣品選擇離子色譜圖

經過儀器條件優(yōu)化，在最終確定的1.4儀器工作條件下，樣品的選擇離子色譜圖如圖3。

圖3 樣品選擇離子色譜圖

2.4 測定結果的不確定度

比對樣品共3瓶，均來自同一批樣品，經過預備實驗初步測定各待測物濃度后，正式測定時每瓶樣品平行測定兩次，分兩天進行。每次測定時3瓶樣品各取一份子樣，同時做一份試劑空白樣品，防止測定過程中引入干擾物。

定量方法采用單點校正法，儀器測定時按照空白→標準→樣品→標準順序進行，每個樣品重復測定3次，取3次測定平均值作為一個有效結果。樣品中各組分含量按式(1)計算：

式中：cs——PVC樣品中待測組分濃度，μg/g；

Is——儀器測得樣品中待測組分與其同位素標記物峰面積比；

Istd——儀器測得標準中各組分與其同位素標記物峰面積比；

mi,s——樣品中添加內標溶液質量，g；

mi，std——標準中添加內標溶液質量，g；

Wstd——標準溶液中鄰苯二甲酸酯的絕對量，μg；

ms——取樣質量，g。

由計算公式分析可知，測定所用同位素稀釋質譜法所得結果不確定度主要來源于樣品、內標、標準的稱量和配制過程，儀器測定的重復性及標準物質純度定值的不確定度。本次比對采用重量法配制標準溶液過程引入的不確定度很小，可以忽略，在不確定度評估過程中主要考慮儀器重復性及標準物質純度引入的不確定度。最終測定結果及擴展不確定度數(shù)據(jù)(k=2)列于表2。

表2 測定結果及擴展不確定度

2.5 比對結果

最終統(tǒng)計的中國、韓國、日本3國計量院比對結果顯示，除DEP測定結果相對標準偏差為2.4%以外，其它5種鄰苯二甲酸酯相對標準偏差為0.7%～1.2%，所有測定結果的相對擴展不確定度為1.8%～4.9%，3家實驗室的測定結果取得很好的一致性。

中日韓3國實驗室均采用溶解–沉淀法進行樣品前處理，GC/IDMS法測定。采用四氫呋喃溶解樣品后，韓國、日本計量院使用正己烷沉淀聚合物，中國使用甲醇沉淀，結果表明這兩種不同的沉淀溶劑對該樣品的測定結果無明顯影響。

4 結語

采用四氫呋喃為提取溶劑、超聲波輔助萃取目標物，再以甲醇沉淀高聚物分子后，冷凍離心取上清液進行GC/MS分析，采用同位素稀釋質譜法測定PVC中6種鄰苯二甲酸酯增塑劑，該方法準確度高、操作簡便。應用該方法對中日韓國家計量院比對樣品進行測定，測定結果相對標準偏差為0.7%～3.0%，6種鄰苯二甲酸酯測定結果與其它兩國取得等效一致，證明了該方法的可靠性。

［1］李丹，周明輝，劉瑩峰，等.溶解–沉淀–GC/MS法測定聚氯乙烯塑料中的鄰苯二甲酸酯類增塑劑［J］.塑料科技，2010，38(3):92–96.

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［3］GB/T 22048–2008 玩具及兒童用品 聚氯乙烯塑料中鄰苯二甲酸酯增塑劑的測定［S］.

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［6］CPSC–CH–C1001–09.3 Standard Operating Procedure for Determination of Phthalates［S］.