章宦勝,王寧,唐玉紅,魏小春
(溫州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院/國(guó)家鞋類質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(溫州),浙江 溫州 325007)
燃燒性能不合格的兒童玩具由于其燃燒速度過快或燃燒后產(chǎn)生熔融,易導(dǎo)致兒童燒傷,燙傷,甚至危及生命,因此絕大多數(shù)兒童玩具需進(jìn)行化學(xué)阻燃整理[1]。隨著溴代阻燃劑在世界范圍逐步禁用,作為其主要替代品的有機(jī)磷阻燃劑在兒童玩具中廣泛應(yīng)用,并呈逐年上升趨勢(shì)。四(2-氯乙基)-2,2-二(氯甲基)-1,3-亞丙基二磷酸脂(V6)是一種新型的有機(jī)磷阻燃劑,由于其具有阻燃效率高、相容性好、熱穩(wěn)定性高、揮發(fā)性低、用量少、無色無味等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于兒童玩具阻燃處理[2]。然而,V6 阻燃劑性質(zhì)十分穩(wěn)定,具有生物累積性,很難通過物理、化學(xué)和生物的方法降解,具有顯著的毒性效應(yīng)。兒童接觸V6 阻燃劑會(huì)影響其神經(jīng)和生殖發(fā)育,干擾甲狀腺激素的分泌,永久損傷兒童智力發(fā)育和行為能力,且有導(dǎo)致癌癥的風(fēng)險(xiǎn)[3-4]。目前,對(duì)V6 阻燃劑的研究主要集中在紡織品方面,而在兒童玩具領(lǐng)域研究較少,且主要檢測(cè)方法為氣相色譜-質(zhì)譜法[5-10]。本文采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)兒童玩具中V6 阻燃劑的測(cè)定進(jìn)行研究,試驗(yàn)結(jié)果表明,本文建立的方法檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)單便捷、靈敏度高、重復(fù)性好,可為兒童玩具中V6 阻燃劑的測(cè)定提供方法依據(jù)。
高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(1260/6495A 型),美國(guó)Agilent公司;超聲波發(fā)生器(P120H 型),德國(guó)ELMA 公司;水浴恒溫振蕩器(WF-HWD-A 型),溫州市萬豐檢測(cè)設(shè)備有限公司;分析天平(精確至0.0001g),德國(guó)Sartorius 公司;電子天平(精確至0.001g),德國(guó)Sartorius 公司。
V6 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),純度98.0%,德國(guó)Dr.Ehrenstorfer 公司生產(chǎn);甲醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯均為色譜純,購(gòu)于上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;乙酸銨,色譜純,美國(guó)Sigma-Aldrich 公司生產(chǎn)。
稱取適量V6 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)于10 mL 容量瓶中,用甲醇定容,配制成質(zhì)量濃度約為1000 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,4 ℃避光保存。移取適量體積的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至10 mL 容量瓶中,用甲醇定容,制得質(zhì)量濃度10 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)中間溶液,4 ℃避光保存。臨用時(shí),分別取標(biāo)準(zhǔn)中間液適量,以甲醇為溶劑,配制成質(zhì)量濃度分別為5,10,20,40,80,100,200,400,800 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,用于制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
準(zhǔn)確稱取1.0 g(精確至1 mg)剪碎的試樣(任意一邊長(zhǎng)度不大于3 mm)于30 mL 頂空瓶中,加入10 mL 甲醇后加蓋密封。待試樣完全浸濕后將頂空瓶置于超聲波發(fā)生器中超聲60 min。超聲結(jié)束后,將萃取液降至室溫后用0.22 μm 有機(jī)濾膜過濾凈化,移取適量?jī)艋笕芤褐吝M(jìn)樣瓶中密封,供HPLC-MS/MS 測(cè)定。
1.5.1 色譜條件
色譜柱:InfinityLab Poroshell 120 EC-C18(3.0 mm×50 mm,2.7 μm);柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量:5μL;流速0.3 mL/min;流動(dòng)相A為5 mmol 乙酸銨溶液;流動(dòng)相B 為100%乙腈。色譜梯度洗脫方法見表1。
表1 超高效液相色譜梯度洗脫方法Tab.1 Gradient elution ofhigh performance liquid chromatography
1.5.2 質(zhì)譜條件
電離方式:ESI+;毛細(xì)管電壓:4000 V;干燥氣溫度:180 ℃;干燥氣流速:17 L/min;鞘氣溫度:350 ℃;霧化器壓力:35 psi;監(jiān)測(cè)模式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM);V6 多反應(yīng)監(jiān)測(cè)參數(shù)見表2。所得V6的總離子流色譜圖見圖1。
表2 V6 的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)參數(shù)Tab.2 MRMparameters ofV6
比較了水-甲醇,水-乙腈,5 mmol 乙酸銨溶液-甲醇和 5 mmol 乙酸銨溶液-乙腈流動(dòng)相體系下V6 的峰型和靈敏度,結(jié)果如圖2 所示。結(jié)果表明,水-甲醇和5 mmol 乙酸銨溶液-甲醇體系造成V6 的峰型較寬,水-乙腈體系造成V6 檢測(cè)靈敏度降低,5 mmol 乙酸銨溶液-乙腈體系使得V6 有較好的峰型和靈敏度。
將鞘氣溫度分別設(shè)定為200℃、250℃、300℃、350℃、400℃,比較了不同鞘氣溫度條件下V6 的響應(yīng)值,結(jié)果如圖3 所示。結(jié)果表明,隨著鞘氣溫度的升高,V6 的響應(yīng)值呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。在鞘氣溫度達(dá)到350 ℃后基本達(dá)到平衡,溫度繼續(xù)上升,V6 的響應(yīng)值并沒有明顯的升高,綜合考慮選擇350 ℃為鞘氣溫度。
2.3.1 提取方式的選擇
本研究采用振蕩提取、超聲提取、索氏提取三種方式對(duì)紡織品陽性樣品進(jìn)行提取,通過比較提取效果以確定合適的萃取方式。分別取1.0 g 的陽性樣品,10 mL 甲醇40 ℃振蕩提取2 h、10 mL 甲醇40 ℃超聲提取1 h、150 mL 甲醇索氏提取6 h(每小時(shí)循環(huán)4次)后濃縮定容至10 mL。所得萃取液經(jīng)凈化后進(jìn)行HPLC-MS/MS 儀器檢測(cè),所得檢測(cè)值見圖4。從圖中可以看出,對(duì)于該紡織品陽性樣品,超聲提取所得檢測(cè)值高于振蕩提取和索氏提取,所用時(shí)間也少于后兩者,因此本實(shí)驗(yàn)選用超聲提取作為萃取方式。
2.3.2 提取溶劑的選擇
稱取相同質(zhì)量的紡織品陽性樣品,分別用相同體積的甲醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯進(jìn)行超聲,所得超聲提取液經(jīng)凈化后進(jìn)行HPLC-MS/MS 檢測(cè),所得檢測(cè)值如圖5 所示。從結(jié)果可以看出,甲醇的提取效果最好,丙酮次之,乙腈和乙酸乙酯提取效果較差。因此將甲醇確定為本實(shí)驗(yàn)的萃取溶劑。
2.3.3 提取溫度的選擇
稱取相同質(zhì)量的陽性樣品,以甲醇為溶劑,分別于30℃、40℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃溫度下超聲提取30 min,所得檢測(cè)值如圖6 所示。結(jié)果顯示,隨著提取溫度的提高,陽性樣品的V6 含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。在溫度達(dá)到40 ℃后基本達(dá)到平衡,溫度繼續(xù)上升,所測(cè)得的V6 含量并沒有明顯的提升,提取效果增加不明顯,因此選擇40 ℃為提取溫度。
2.3.4 提取時(shí)間的選擇
稱取相同質(zhì)量的陽性樣品,以甲醇為溶劑在40 ℃條件下分別超聲提取20 min、30 min、40 min、50 min、60 min、70 min,所得V6 檢測(cè)值見圖7。從圖中可以看出,隨著超聲提取時(shí)間的延長(zhǎng),V6 提取量逐漸提高,在60 min 時(shí)達(dá)到最大值,超過60 min 時(shí),V6 提取量略微下降,綜合考慮提取效果與檢測(cè)效率,提取時(shí)間確定為60 min。
按照1.3 的方法配制V6 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,經(jīng)液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀所建方法進(jìn)行檢測(cè),所得峰面積為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。經(jīng)線性擬合所得方程為y=509.6x-1146.8,線性相關(guān)系數(shù)為0.9999。證明該方法在5~800 μg/L 濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
采用空白樣品中加標(biāo)的方法,按照1.4 和1.5 進(jìn)行試驗(yàn)操作,所得譜圖進(jìn)行信噪比計(jì)算,將信噪比>3 時(shí)對(duì)應(yīng)的V6 添加量作為方法的檢出限。在添加水平為0.04 mg/kg 時(shí),信噪比>3,因此將該方法檢出限定為0.04 mg/kg。
選用空白白色棉布為基質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),添加水平分別為0.05、2.0、8.0 mg/kg,試驗(yàn)步驟同1.4 和1.5,每個(gè)添加水平做6 次獨(dú)立平行試驗(yàn)。試驗(yàn)所得回收率和精密度結(jié)果列于表3,其中精密度以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)表示。從表中可以看出,該方法中V6 的回收率在95%~105%之間,重復(fù)條件下的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1%~3%之間,表明方法的回收率高、精密度好。
表3 方法的精密度和回收率Tab.3 Precision and recovery ofthe method
對(duì)兒童玩具中V6 阻燃劑的HPLC-MS/MS 測(cè)定方法進(jìn)行研究,確定了提取方式、提取溶劑種類、提取時(shí)間、提取溫度、HPLC-MS/MS 儀器參數(shù)等條件。方法在5~800 μg/L 濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,檢出限為0.04 mg/kg,回收率在95%~105%范圍內(nèi),相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1%~3%之間,該法檢測(cè)速度快、靈敏度高、重現(xiàn)性好,可用于兒童玩具中低含量V6 阻燃劑的檢測(cè)分析。