楊 華,于喜萍,崔 靜
(遼寧科諾紡織服裝檢測有限公司,遼寧 大連 116600)
2018年起,根據(jù)STANDARD 100 by OEKO-TEX的要求,喹啉被列入“其他化學殘留物”參數(shù)中,并按照要求“在考察中”。喹啉被用于生產(chǎn)著色劑和其他化學助劑。歐洲化學品管理局(European Chemicals Agency,ECHA)把喹啉列為致癌、致突變或致生殖毒性物質(zhì)(Carcinogenic,Mutagenic,Toxic to Reproduction,CMR),歐洲化學品管理局工作小組以“紡織品中的CMR物質(zhì)”為主題對喹啉展開了討論。2019年,OEKOTEX?協(xié)會的目標仍是致力于加強消費者保護和紡織與皮革價值鏈的可持續(xù)發(fā)展。OEKO-TEX?產(chǎn)品組合的現(xiàn)有標準已于2020年初再次修改更新,規(guī)定了喹啉的限量值。
喹啉也叫苯并吡啶、氮雜萘,是雜環(huán)芳香有機化合物,也是具有強烈臭味的無色吸濕性液體,分子式是C9H7N。喹啉微溶于水,易溶于很多有機溶劑。喹啉是冶金、染料、聚合物以及農(nóng)用化學品工業(yè)的重要中間體,也可用作消毒劑、防腐劑以及溶劑[1-2]。喹啉是有毒性的,短時間暴露在喹啉蒸汽中會導致鼻子、眼睛和呼吸道被腐蝕,也可能導致頭昏和惡心。
本研究采用高效液相色譜法對紡織品中的喹啉進行分離分析測試,使用峰面積法測定喹啉的質(zhì)量濃度,能夠準確反映紡織品中含有喹啉的情況[3]。
HPLC-1200高效液相色譜儀,二極管陣列檢測器(Diode Array Detector,DAD),四元泵,標準自動進樣器(美國Agilent公司);KQ-250DE型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);0.22 μm聚四氟乙烯(Poly Tetra Fluoroethylene,PTFE)過濾膜(安捷倫公司),一次性注射器(達美無菌注射器);甲醇(HPLC級,美國Fisher公司);磷酸二氫銨、磷酸氫二鈉、磷酸、氨水(分析純,國藥);實驗用水為購買的屈臣氏蒸餾水。
喹啉(CAS No.91-22-5,德國Dr. Ehrenstorfer GmbH公司),純度為98.0%,是市場最高純度標準樣品。
色譜柱[Eclipse XDB-C18(5 μmh4.6 mmh250 mm),美國Agilent公司],柱溫40 ℃;檢測波長254 nm;進樣體積10 μL。
DAD檢測器:紫外光譜圖;流速:1 mL/min。
以甲醇為溶劑,稱取適量的喹啉標準品,配制成質(zhì)量濃度合適的儲備溶液,通過稀釋,分別配制成質(zhì)量濃度為2,5,10,20,50 mg/L的梯度工作溶液。
取有代表性的樣品,剪成約5 mmh5 mm的小片,混合。從混合樣中稱取2.00 g,精確到0.01 g,置于反應器中。加入10 mL甲醇,旋緊蓋子,將反應器置于70 ℃超聲波水浴中超聲萃取1 h,冷卻至室溫后用0.22 μmPTFE過濾膜過濾至小進樣瓶中,用HPLC-DAD分析。
按上述分析條件,分別對5組不同質(zhì)量濃度的標準工作溶液進行測定,通過線性擬合,繪制出外標法標準曲線。再用相同的分析條件對試樣溶液進行測定,待出峰完畢后,通過峰面積積分計算,色譜工作站進行定量計算。
樣品中喹啉含量以質(zhì)量分數(shù)W計算,結(jié)果用mg/kg表示,按下列公式計算:
樣品中喹啉的質(zhì)量分數(shù)(mg/kg)=樣液中喹啉的峰面積×標準工作溶液中喹啉的質(zhì)量濃度×定容體積/標準工作溶液中喹啉的峰面積×試樣質(zhì)量。
通過全掃描,選定喹啉的紫外光譜掃描波長為254 nm,光譜圖見圖1。
圖1 喹啉的紫外光譜
染料中的喹啉主要以游離狀態(tài)存在,由于喹啉微溶于水,但易溶于很多有機試劑,因此使用有機溶劑超聲萃取方法進行樣品的前處理。
實驗選擇了不同的有機溶劑,包括甲醇、乙腈、異丙醇,進行直接萃取實驗,通過高效液相色譜儀進樣分析,甲醇萃取可以達到良好的色譜峰型,萃取效果最好,因此,萃取溶劑選用了甲醇。
2.2.1 方法一
流動相A:水;流動相B:甲醇;梯度洗脫:0 min,B 10%;2 min,B 50%;6 min,B 90%;8 min,B 10%;10 min,B10%。
2.2.2 方法二
流動相A:水;流動相B:甲醇;梯度洗脫:A∶B=50%∶50%。
比較兩種方法,方法二出峰時間快,峰型好,所以選用方法二。
配制一定質(zhì)量濃度的喹啉標準工作溶液,以喹啉的質(zhì)量濃度為橫坐標,喹啉的峰面積為縱坐標,通過線性擬合方法,對喹啉溶液作標準曲線,得到線性相關(guān)系數(shù)R2=0.999 9。由工作曲線可看出,喹啉在 2~50 mg/L有良好的線性關(guān)系,滿足測試要求。
用標準品配制2 mg/L的工作溶液,在此條 件下,重復進行8次喹啉測試,數(shù)值分別為2.00,1.98,1.96,2.02,1.99,1.97,2.00,2.01 mg/L,測試平均值為1.99 mg/L,標準偏差為0.020 3 mg/L,精密度用相對標準偏差(relative standard deviation,RSD)表示為1.02%。從計算結(jié)果可看出,在本方法的操作下,喹啉測試結(jié)果具有良好的精密度。
用不同基質(zhì)紡織品的空白樣品,分別制取8個樣品,各加入2 mg/L的喹啉標準溶液,按照標準方法進行前處理操作,計算方法檢出限(Method Detection Limit,MDL)和方法定量限(Method Quantification Limit,MQL)。本實驗使用的空白樣品為A:淺棕色純滌機織物;B:黑白灰三色混紡針織面料。
通過加標實驗,對樣品進行方法檢出限和定量限的驗證。根據(jù)貝塞爾公式進行計算:MDL=khSD,k取3;MQL=khSD,k取10。計算A基質(zhì)的方法檢出限為0.9 mg/kg,定量限為3.01 mg/kg。B基質(zhì)方法檢出限為1.33 mg/kg,定量限為4.45 mg/kg。
根據(jù)目前喹啉測試的要求,方法檢出限需小于10 mg/kg,通過實驗室的方法進行檢出限驗證,能夠滿足測試要求。
配制10 mg/L的喹啉標準工作溶液,用該方法進行空白加標回收實驗,回收率為101.0%。
以上數(shù)據(jù)驗證表明,采用高效液相色譜方法,使用DAD檢測器,在C18色譜柱上,用峰面積外標法定量,能夠完成對紡織品中喹啉質(zhì)量濃度的測定。
本方法操作簡單,分析時間短,準確度、精密度較高,能夠滿足客戶的測試需求。