黃思靜， 汪義杰， 朱 斌， 徐昕榮

(1.華南理工大學(xué)分析測(cè)試中心，廣東廣州 510640;2.珠江水利科學(xué)研究院，廣東廣州 510611)

水基膠是由能分散或能溶解于水中的成膜材料制成的膠粘劑，又稱為水溶性膠粘劑。水溶性膠粘劑主要有水性聚氨酯(APU)、水性丙烯酸、聚醋酸乙烯乳液(PVAc)、EVA等，主要應(yīng)用于木材加工、包裝印刷、織物與制鞋等行業(yè)，在煙草行業(yè)也有應(yīng)用[1]。世界衛(wèi)生組織(WHO)和美國環(huán)境保護(hù)局(EPA)均將甲醛列為潛在危險(xiǎn)致癌物與重要的環(huán)境污染物，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致突變物之一[2]。

目前，報(bào)道較多且較成熟的甲醛的測(cè)定方法主要有分光光度法及高效液相色譜法等[3 - 6]。本文采用超高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜法(UPLC-TOF MS)測(cè)定水基膠中甲醛，建立的方法靈敏度高、重復(fù)性好、定量準(zhǔn)確，能更加快速檢測(cè)水基膠中的甲醛。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent1290/Bruker maXis impact超高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用儀(德國，Bruker)；BS 110S 型電子天平(德國，Sartorius)；SPH-401新型微量振蕩器(金壇市國旺實(shí)驗(yàn)儀器廠)；臺(tái)式離心機(jī)(美國，Denville)。

甲醛-2,4-二硝基苯腙(濃度1.0 mg/mL，美國AccuStandard公司)。乙腈(色譜純，德國Merck公司)；H3PO4(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；衍生化試劑2,4-二硝基苯肼(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。準(zhǔn)確稱取0.1 g 2,4-二硝基苯肼固體于1 000 mL棕色容量瓶中，加入6 mL H3PO4后，用乙腈定容。實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

1.2 樣品制備

稱取0.5 g試樣(精確至0.1 mg)于50 mL具塞三角瓶中，加入25.0 mL去離子水后，置于振蕩器上振蕩提取15 min。準(zhǔn)確移取5.0 mL提取液至離心管中，常溫下12 000 r/min離心20 min，靜置后，準(zhǔn)確移取1 mL上層清液于10 mL容量瓶中，加入1 mL衍生化試劑后用乙腈定容，放置15 min進(jìn)行衍生化。然后用有機(jī)濾膜(0.22 μm) 過濾，濾液待UPLC-TOF MS分析，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

1.3 分析條件

色譜條件：ZORBAX RRHD SB-C18色譜柱(50×2.1 mm，1.8 μm)，柱溫25 ℃，流動(dòng)相A：水，流動(dòng)相B：乙腈；梯度洗脫程序：0～1.0 min，70%A;1.0～2.0 min，70%～20%A;2.0～4.0 min，20%A;4.0～5.0 min，20%～70%A，5.0～6.0 min，70%A；流速0.2 mL/min；進(jìn)樣量：5.0 μL；檢測(cè)波長(zhǎng)：352 nm。

質(zhì)譜條件：電噴霧離子源(ESI)，離子化方式：正離子模式；噴霧電壓：3 500 V；載氣溫度：180 ℃；載氣流量：8.0 L/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取條件

甲醛易溶于水，水基膠樣品可用去離子水提取。參考《煙用水基膠 甲醛的測(cè)定 高效液相色譜法》(YC/T 332-2010)[7]，稱取0.5000 g樣品至50 mL具塞三角瓶中，加入25 mL去離子水，分別振蕩10、15、20、25、30 min，結(jié)果表明振蕩提取10 min后，甲醛含量即達(dá)到最大。實(shí)驗(yàn)選擇振蕩提取15 min。

2.2 衍生條件

樣品振蕩提取后，準(zhǔn)確移取1 mL上清液于10 mL容量瓶中，加入1.0、2.0、3.0、4.0 mL衍生試劑，用乙腈定容后進(jìn)行衍生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，衍生劑如果用量過大會(huì)導(dǎo)致衍生物峰高過高或衍生物沉淀析出。根據(jù)不同樣品中甲醛含量的高低需要調(diào)節(jié)衍生試劑的加入量。正常情況下，該實(shí)驗(yàn)中選擇加入1.0 mL衍生劑即可滿足大部分樣品的需要，如果在測(cè)試過程中出現(xiàn)衍生劑峰面積過小的情況，則需要加大衍生劑的含量。另外，還實(shí)驗(yàn)了衍生反應(yīng)時(shí)間。分別反應(yīng)5、10、15、20、25 min后進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)衍生10 min后甲醛含量已達(dá)到最大值，且基本趨于穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)選取衍生反應(yīng)時(shí)間為15 min，以使樣品充分反應(yīng)。

2.3 色譜-質(zhì)譜條件優(yōu)化

圖1 甲醛-二硝基苯腙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(a)和樣品(b)的色譜圖Fig.1 Chromatograms of formaldehyde-2,4-dinitrophenyl hydrazone standard(a) and sample(b)

圖2 甲醛-2,4-二硝基苯腙化合物的質(zhì)譜圖Fig.2 The mass spectrum of formaldehyde-2,4-dinitrophenylhydrazone

對(duì)甲醛-二硝基苯腙進(jìn)行UPLC分析，從二極管陣列檢測(cè)器在190～400 nm波長(zhǎng)掃描所得紫外光譜圖(圖略),甲醛-二硝基苯腙在352、360、372 nm處都有較好的吸收峰，但是在352 nm處響應(yīng)值最大。實(shí)驗(yàn)采用常用的乙腈-水流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫，當(dāng)乙腈的體積比為80%時(shí)，甲醛-二硝基苯腙出峰時(shí)間為3.38 min，6.00 min內(nèi)即可完成數(shù)據(jù)采集。圖1為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和樣品的色譜圖。圖1a中峰1是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的色譜峰，圖1b中峰1是樣品中甲醛-二硝基苯腙的色譜峰。

甲醛衍生化后的衍生物為甲醛-2,4-二硝基苯腙，對(duì)其進(jìn)行正、負(fù)離子模式掃描，結(jié)果顯示在正離子模式下，m/z211.05 為該化合物的分子離子峰，也是最強(qiáng)峰，其正離子模式下質(zhì)譜圖見圖2。在EIC(Extracted Ion Chromatogram)模式下，優(yōu)化質(zhì)譜儀的參數(shù)，發(fā)現(xiàn)甲醛-2,4-二硝基苯腙保留時(shí)間為3.52 min。

2.4 工作曲線和檢出限

準(zhǔn)確移取一定量的1.0 mg/L甲醛-2,4-二硝基苯腙溶液至容量瓶中，用乙腈定容，并且梯度稀釋，配制5個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別取標(biāo)準(zhǔn)溶液上機(jī)測(cè)定。檢測(cè)甲醛的線性范圍為0.0146～8.93 mg/L，線性相關(guān)系數(shù)r2=0.9990。按3倍信噪比(S/N)計(jì)算檢出限為0.5 mg/kg。

2.5 回收率和精密度

選擇一個(gè)濃度合適的水基膠樣品，加入甲醛-2,4-二硝基苯腙標(biāo)樣濃度為1.02、6.40、40.0 mg/L(相當(dāng)于甲醛濃度是0.146、0.914和5.71 mg/kg)，分別進(jìn)行8次平行測(cè)定，結(jié)果見表1。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于10%，回收率為94.43%～105.27%，說明方法有較好的精密度和準(zhǔn)確度。

表1 甲醛的回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=8)

2.6 樣品測(cè)定

取6個(gè)水基膠樣品S1～S6，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析測(cè)定，測(cè)得甲醛含量分別為13.20、5.80、25.70、11.00、1.80、9.20 mg/kg，可見甲醛均有不同程度的檢出，個(gè)別樣品甲醛含量較高。

3 結(jié)論

本文采用超高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜法測(cè)定水基膠中的甲醛。該方法測(cè)定甲醛線性范圍0.0146～8.93 mg/L，線性相關(guān)系數(shù)r2=0.9990，檢出限為0.5 mg/kg。建立的方法具有快速高效、精密度高、準(zhǔn)確度好等優(yōu)點(diǎn)，適合于水基膠中甲醛的測(cè)定。