閆繼芳, 何嘉進, 王曉芳, 楊曉, 王銀磊, 喬云

(1. 北京金印聯(lián)國際供應(yīng)鏈管理有限公司,北京 102600; 2. 北京印刷學(xué)院,北京 102600;3. 北京綠色印刷包裝產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司,北京 102600)

雙酚A(BPA),學(xué)名2,2-二(4-羥基苯基)丙烷,簡稱二酚基丙烷,白色晶體、可燃、難揮發(fā),溶于乙醇、甲醇、丙酮等,微溶于四氯化碳,不溶于水,是一種典型內(nèi)分泌干擾物,也叫環(huán)境雌激素(環(huán)境荷爾蒙),即使很低的劑量也會干擾正常性激素的分泌,可能引發(fā)生育問題、性早熟、影響胸部發(fā)育和生殖功能,甚至導(dǎo)致各種與激素相關(guān)的癌癥,對人類健康造成一定危害。[1]雙酚A 在工業(yè)上是合成聚碳酸酯(PC)和環(huán)氧樹脂等材料的原材料,是世界上使用最廣泛的工業(yè)化合物之一,廣泛用于食品包裝材料、水瓶、奶瓶、易拉罐、罐頭、嬰幼兒玩具、眼鏡片以及其他日用品的制造過程。 近年來,隨著各國對雙酚A 危害的重視,全球許多國家和地區(qū)出臺了一系列的法律法規(guī)限制雙酚A 的使用和含量,如對食品接觸兒童用品中雙酚A 進行禁用[2-7],歐盟玩具指令將雙酚A 列為限制物質(zhì)之一[8]。

目前圖書市場,嬰幼兒書籍占比越來越高,0 ～3 歲的嬰幼兒因其自身的行為發(fā)展規(guī)律,此階段的嬰幼兒通過口腔感觸外界,抓到東西容易放入口中撕咬,稱為口欲期,對這一階段的小孩來說,書籍是具有類玩具的功能的,為了減小雙酚A 對嬰幼兒的危害,書刊中的雙酚A 應(yīng)滿足玩具對雙酚A 的要求。 蒙念[9]、王玫[10]等分別探討了油墨中雙酚A 的檢測方法,紙、紙板中雙酚A 的檢測方法有國家標(biāo)準(zhǔn)[11],書刊中雙酚A 的檢測方法目前還沒見發(fā)表。 因此,本文建立了書刊中雙酚A 的檢測方法,并對實驗條件進行了探討。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

高效液相色譜儀(島津LC-16,熒光檢測器);電子天平(SQP,賽多利斯);恒溫振蕩器(常州國華電器有限公司);超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品(安譜);甲醇(色譜純);超純水(屈臣氏);膜過濾器(0.2μm)。

1.2 實驗方法

1.2.1 提取

將雙酚A 加入油墨中,攪拌均勻,然后用IGT印刷適性儀打樣,將干燥后的樣品裁切成小塊,稱0.5g 樣品(精確到0.1mg),加入5ml 甲醇(筆者建議提取時盡量不加入水,加入水會使紙張中的填料、纖維等物質(zhì)分散于水中,造成后期過濾困難),放入恒溫振蕩器或超聲波清洗器,萃取一定時間,取出,冷卻至室溫,用0.2μm 的微孔膜過濾器過濾后,用HPLC-FLD 測試。

1.2.2 測試色譜條件

色譜柱:C18 反相色譜柱;

檢測波長:FLD 激發(fā)波長277nm,發(fā)射波長313nm;

流動相:甲醇和水;流速:0.8ml/min;柱溫:35℃;

進樣量:20μL。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制

取1ml 雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品(1mg/ml,甲醇作溶劑),用甲醇定容至10ml 得到100mg/L 標(biāo)準(zhǔn)儲備液,取1ml 標(biāo)準(zhǔn)儲備液(100mg/L),用甲醇定容至20ml得到5mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)儲備液,然后配置標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,濃度分別為0.02mg/L、0.03mg/L、0.05mg/L、0.10mg/L、 0.20mg/L、 0.40mg/L、 0.60mg/L、0.80mg/L、1.00mg/L。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 工作曲線、方法檢出限及定量限

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線建立

以甲醇∶水=45 ∶55 為流動相,標(biāo)準(zhǔn)工作溶液依次進行HPLC-FLD 分析,以目標(biāo)組分的峰面積(Y)對相應(yīng)的濃度(X)作標(biāo)準(zhǔn)曲線,其回歸方程、相關(guān)系數(shù)、方法檢出限、定量限如表1 所示。

表1 雙酚A 線性范圍、方程式、相關(guān)系數(shù)及檢出限

從圖1 可以看出,雙酚A 在0.02 ～1.00mg/L 范圍內(nèi)線性較好。

圖1 雙酚A 工作曲線圖

2.1.2 方法檢測限的驗證

0.03mg/L 的標(biāo)液進行HPLC-FLD 分析,其S/N 值為18.6,預(yù)估方法檢出限為0.005mg/L,稀釋標(biāo)液進行HPLC-FLD 分析,S/N 值為3.3 時,此時的標(biāo)液濃度為方法檢出限,通過測試,方法檢出限為0.004mg/L。

2.2 流動相比例確定

流動相中由于甲醇、水的極性不同,雙酚A 與它們的相互作用力不同,當(dāng)甲醇與水的比例變化時,目標(biāo)化合物出峰時間不同。 當(dāng)流動相甲醇/水的比例為65/35 時,標(biāo)液中目標(biāo)化合物在6.28min左右出峰,不含雙酚A 的樣品,在6.5min 左右出峰,在此樣品中加入標(biāo)液,目標(biāo)化合物在6.25min左右出峰,基質(zhì)中6.5min 出峰,兩個峰未分離開,影響目標(biāo)化合物判斷,如圖2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)1:標(biāo)液圖譜;數(shù)據(jù)2:不含雙酚A 樣品圖譜;數(shù)據(jù)3:不含雙酚A 樣品加標(biāo)圖譜

根據(jù)經(jīng)驗,甲醇比例越高,出峰越早,為了減少雜質(zhì)峰的干擾,目標(biāo)化合物一般在5min 后出峰,故應(yīng)減小甲醇比例,增大水的比例,將目標(biāo)化合物峰與雜質(zhì)峰分離開,當(dāng)甲醇/水比例分別為65/35、50/50、45/55 時,目標(biāo)化合物出峰時間分別為6.28min 左右、23min 左右、36.3min 左右,如圖3中的數(shù)據(jù)3、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)1 所示,且當(dāng)甲醇/水比例為45/55 時,目標(biāo)峰與雜質(zhì)峰可分離開,且通過標(biāo)準(zhǔn)工作液驗證,目標(biāo)峰的出峰時間為36.3min。 繼續(xù)提高水的比例,雙酚A 的峰形會展寬,因此確定流動相中甲醇/水的比例為45/55。

圖3 數(shù)據(jù)1:醇水=4555;數(shù)據(jù)2:醇水=5050;數(shù)據(jù)3:醇水=6535;數(shù)據(jù)4:標(biāo)液圖譜(醇水=4555)

2.3 提取方式選擇

采用3 因素3 水平(L9(34))正交試驗設(shè)計選擇合適的提取方式。 其結(jié)果如表2、表3 所示。 表2 為恒溫水浴振蕩方式試驗設(shè)計及結(jié)果,A、B、C 為影響提取的3 個因素,分別為溫度(℃)、振蕩頻率(rpm)、振蕩時間(min),溫度的3 個水平分別為35℃、50℃、70℃,振蕩頻率的3 個水平分別為100rpm、150rpm、200rpm,振蕩時間的3 個水平分別為30min、60min、90min。 表3 為超聲方式試驗設(shè)計及結(jié)果,D、E、F 為影響提取的3 個因素,分別為溫度(℃)、功率(%)、超聲時間(min),溫度的3 個水平分別為35℃、50℃、70℃,功率的3 個水平分別為50%、70%、90%,超聲時間的3 個水平分別為20min、40min、60min。

表2 恒溫水浴振蕩方式試驗設(shè)計及結(jié)果

從表2 可知,恒溫水浴振蕩方式,影響提取效果的主要因素是溫度,其次是振蕩頻率,再次是時間,溫度越高,提取的結(jié)果越高,振蕩方式優(yōu)選條件為溫度70℃、振蕩頻率150rpm、振蕩時間30min。從表3 可知,超聲方式,影響提取效果的主要因素是溫度、其次是時間、再次是功率,超聲方式優(yōu)選條件為溫度70℃、功率70%、超聲時間40min。 從表2、表3 可知,與超聲方式提取印刷品中的雙酚A相比,恒溫水浴振蕩方式略優(yōu)。 本論文中采用恒溫水浴振蕩方式,溫度70℃、振蕩頻率150rpm、振蕩時間30min。

表3 超聲方式試驗設(shè)計及結(jié)果

2.4 回收率試驗

為了評價方法的準(zhǔn)確性,對印刷品實際樣品進行加標(biāo)回收試驗,其結(jié)果如表4 所示。 從表4 可知,不同的加標(biāo)量,其回收率均達到滿意結(jié)果。

表4 回收率試驗結(jié)果

2.5 儀器重復(fù)性

將印刷品裁成5mm*5mm 的紙片,稱重0.5g,加入5ml 甲醇,恒溫水浴振蕩提取(溫度70℃、振蕩頻率150rpm、振蕩時間30min),用0.2μm 的微孔膜過濾器過濾后上機測試,測定10 次,其結(jié)果如表5 所示。

表5 儀器重復(fù)性10 次測試結(jié)果

2.6 方法重復(fù)性

將印刷品裁成5mm*5mm 的紙片,稱重0.5g,加入5ml 甲醇,恒溫水浴振蕩提取(溫度70℃、振蕩頻率150rpm、振蕩時間30min),用0.2um 的微孔膜過濾器過濾后上機測試,提取10 個樣品,其結(jié)果如表6 所示。

表6 重復(fù)10 次樣品測試結(jié)果

3 結(jié)論

本文通過正交試驗設(shè)計,獲得印刷品中雙酚A的前處理方法,同時,優(yōu)化流動相中甲醇與水的比例,使得目標(biāo)組分得到很好的分離。 該方法操作簡便、檢出限低,準(zhǔn)確性和重復(fù)性好,能快速準(zhǔn)確測定印刷品中的雙酚A,可以充分滿足日常檢測需要。