文/連秋燕
烷基酚(AP)和烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)是一種具有親水和疏水基團(tuán)的表面活性劑,因其具備乳化、滲透、增容、分散、去污等功能,被廣泛運(yùn)用于紡織、洗滌、造紙等行業(yè)。羽絨羽毛制品因其輕便暖和的良好性能,深受消費(fèi)者的喜愛。羽絨羽毛制品在生產(chǎn)過程中必須經(jīng)過多道洗滌工序,最終才能投入使用,羽絨成品中可能會(huì)殘留AP和APEO。AP和APEO屬于環(huán)境激素,被列入禁用物質(zhì),其被生物體吸收后會(huì)影響生物的內(nèi)分泌,降低免疫能力,擾亂生物的內(nèi)分泌系統(tǒng),最新羽絨服裝標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14272—2021對羽絨服中羽絨的AP 和APEO 含量進(jìn)行了限制。我國是羽絨羽毛生產(chǎn)大國,建立羽絨中AP和APEO的檢測方法可以提高羽絨制品的質(zhì)量,保障消費(fèi)者的生命安全和合法權(quán)益。
檢測AP和APEO方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜法、熱裂解-氣質(zhì)聯(lián)用法、液相色譜法和高效液相-質(zhì)譜法。筆者實(shí)驗(yàn)室借鑒了生活用紙中烷基酚聚氧乙烯醚的測試方法,將其運(yùn)用到羽絨樣品中AP和APEO的測定,采用超聲前處理方法來提取羽絨中的AP和APEO并研究了超聲提取溫度、提取時(shí)間等前處理?xiàng)l件對測定結(jié)果的影響,期望為其他檢測實(shí)驗(yàn)室提供一些參考和借鑒。
液相色譜(1290 Infinity,美國安捷倫有限公司)-串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜儀(6410B,美國安捷倫有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(BUCHI R-210,瑞士Buchi公司);超聲波處理器(KQ-500E,昆山市超聲儀器有限公司)。
甲醇、甲酸銨等試劑為色譜純。烷基酚(AP)和烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)標(biāo)準(zhǔn)品購買自上海安譜。
烷基酚(AP)和烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)標(biāo)準(zhǔn)品的配制過程如下:用天平(精度為0.01mg)稱取一定質(zhì)量(約10.0 mg)的烷基酚(AP)和烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)標(biāo)準(zhǔn)品,用甲醇溶液配制成濃度約為1000mg/L的母液,而后用甲醇溶液逐級(jí)稀釋得到濃度為0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L、0.8mg/L、1.0mg/L的烷基苯酚(AP)和烷基苯酚聚氧乙烯醚(APEO)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
準(zhǔn)確稱取0.5 g羽絨樣品(精確至0.0001 g),放到200 mL具塞提取器中,加入80 mL甲醇,渦旋混勻至所有羽絨被完全浸沒,后放入70℃超聲波萃取儀中超聲萃取60min。冷卻至室溫后轉(zhuǎn)移至梨形燒瓶中,多次潤洗羽絨制品,并濾干羽絨制品,將所有液體都轉(zhuǎn)移至燒瓶中,在40℃條件下,低真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至近干,轉(zhuǎn)移2.0毫升甲醇至燒瓶中,用尼龍濾膜過濾后通過液相色譜-質(zhì)譜測定。如果待測樣品中APEO含量較高,需對待測樣液進(jìn)行稀釋后再上機(jī)測試。
1.5.1 色譜分離條件
液相色譜柱:C反相柱,2.1mm ×100mm,3 μm粒徑。
流速:0.2mL/min;柱溫:40℃;檢測器:質(zhì)譜檢測器;進(jìn)樣體積:10 μL;流動(dòng)相:A:甲醇;B:0.01mol/L甲酸銨溶液;梯度洗脫程序如表1所示。
表1 色譜柱梯度洗脫程序
1.5.2 質(zhì)譜分析條件
離子源:電噴霧離子源(ESI)。掃描方式:正離子和負(fù)離子掃描。
檢測方式:選擇離子檢測(SIM)。電噴霧電壓:-4000 V;EMV: -200V。離子源溫度:350℃。
AP和APEO相關(guān)參數(shù)優(yōu)化如表2所示。
表2 AP和APEO的SIM監(jiān)測離子以及掃描方式
樣品的前處理過程參考了GB/T 23322—2018和國內(nèi)外文獻(xiàn)中對于羽絨樣品的前處理方法,甲醇作為萃取溶劑萃取效率高。因此,我們以甲醇作為萃取溶劑。試驗(yàn)考察了不同溫度下檢出壬基苯酚聚氧乙烯醚(NPEO)的陽性樣品的提取效率,羽絨陽性樣品在40℃、50℃、60℃、65℃、70℃條件下萃取,結(jié)果如圖1所示。
圖1 萃取溫度對NPEO提取效率的影響
超聲溫度對提取效果影響很大,隨著溫度的增加,萃取效率逐漸增加,在70℃達(dá)到最大提取效率。考慮甲醇的沸點(diǎn)為64.6℃,所以試驗(yàn)選取70℃為最佳萃取溫度。筆者建議萃取過程中,萃取瓶要密封,萃取結(jié)束后要冷卻至室溫再打開瓶蓋,否則會(huì)出現(xiàn)甲醇爆沸現(xiàn)象。本文在70℃條件下比較了不同時(shí)間的超聲提取效果。發(fā)現(xiàn)在60 min時(shí),萃取效率最高,再增加時(shí)間對提取效率影響很小。為了節(jié)省檢測時(shí)間,實(shí)驗(yàn)室選擇60 min作為超聲時(shí)長。
采用甲醇和純水作為流動(dòng)相,AP和APEO質(zhì)譜信號(hào)較弱。這很可能是由于AP和APEO在純水中很難離子化引起的,為了增強(qiáng)離子化效應(yīng),在水相中添加了0.01 mol/L的甲酸銨,此時(shí)AP和APEO在質(zhì)譜上響應(yīng)能夠達(dá)到檢測要求。為了使得羽絨中的AP和APEO能按各自適宜的容量因子達(dá)到良好的分離,試驗(yàn)優(yōu)化了梯度洗脫程序。優(yōu)化后的梯度洗脫程序見1.5.1。
質(zhì)譜分析中離子源采用電噴霧離子源,掃描方式為正離子掃描、負(fù)離子掃描兩種。檢測方式是選擇離子掃描(SIM)。優(yōu)化后得到的AP和APEO選擇監(jiān)測離子如表2所示。優(yōu)化后的AP和APEO選擇離子流圖如圖2所示。
圖2 AP和APEO選擇離子流圖,OP、NP、OPEO和NPEO的濃度為1.0 mg/L
在本方法試驗(yàn)所確定的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜條件下,對5種不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行分析測定后發(fā)現(xiàn)AP和APEO的特征離子峰面積與濃度成良好的線性關(guān)系(線性相關(guān)性系數(shù)都大于0.997),得到的AP和APEO的回歸方程、線性系數(shù)、定量限以及定量限處的信噪比等參數(shù)如表3所示。在陰性羽絨樣品中加入低濃度AP和APEO并進(jìn)行多次試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在定量限處AP和APEO信噪比都大于10,能夠保證羽絨樣品中低濃度的AP和APEO能夠被檢測,完全滿足GB/T 14272—2021對AP和APEO的檢測要求(AP和APEO限量值范圍為0.25mg/kg~0.5mg/kg)。
表3 AP和APEO的線性回歸方程、線性回歸系數(shù)、定量限和信噪比
本試驗(yàn)選取了實(shí)驗(yàn)室的陰性羽絨樣品,分別添加0.25mg/kg、0.5mg/kg、2.5mg/kg3個(gè)濃度水平的AP和APEO進(jìn)行試驗(yàn)。AP和APEO的回收率數(shù)據(jù)如表4所示。
表4 羽絨樣品中AP和APEO的加標(biāo)回收率
本方法的加標(biāo)回收率在80.00%~97.20%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.95%~7.01 %范圍,符合日常檢測的要求。
本實(shí)驗(yàn)室對大量的純羽絨樣品和羽絨服中的羽絨樣品進(jìn)行了檢測,通過對隨機(jī)抽取的18件羽絨服中的羽絨樣品進(jìn)行分析后,發(fā)現(xiàn)其中有13個(gè)羽絨樣品檢出AP和APEO,檢出率約為72%,測定具體數(shù)值如表5所示。
表5 實(shí)際樣品中AP和APEO的測定結(jié)果 mg/kg
試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)大部分羽絨樣品檢測出的都是NP的同分異構(gòu)體,屬于假陽性,所以O(shè)P和NP都是未檢出。OPEO和NPEO的檢出率比較高,不過OPEO檢出的數(shù)值比較小,NPEO只要有檢出,都是比較高,超出了GB/T 14272—2021規(guī)定的限量值(100mg/kg),屬于不合格樣品。
本研究通過液相色譜-質(zhì)譜法建立了羽絨羽毛中AP和APEO的定性定量分析方法,該方法采用簡單超聲萃取,具有前處理簡單,檢測靈敏度高、定量限低的特點(diǎn),并且回收率和準(zhǔn)確度都能滿足日常分析要求。運(yùn)用于羽絨服中羽絨樣品AP和APEO的檢測,可為羽絨羽毛中AP和APEO檢測標(biāo)準(zhǔn)的制定提供技術(shù)支持,為我國羽絨制品的出口保駕護(hù)航。