文/范娟
萘單取代物是指萘稠環(huán)中的氫原子有一個(gè)被其他原子或者官能團(tuán)所取代的化合物。萘單取代物是重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、染料和有機(jī)合成等行業(yè)。1-甲基萘和2-甲基萘可做纖維助染劑、表面活性劑,也可用生產(chǎn)增塑和殺蟲劑,1-氯萘可用于生產(chǎn)染料、木材防腐劑、殺菌劑。
萘單取代物屬于多環(huán)芳烴類化合物,與多環(huán)芳烴具有相似的毒性,是一類高風(fēng)險(xiǎn)有機(jī)污染物;其中萘的氯取代物由于具有較高的親脂性,易在生物體內(nèi)累積,從而產(chǎn)生毒性,具有比母體萘更高致畸、致癌和致突變毒性。由于萘單取代物廣泛用于紡織品的生產(chǎn),因此開展紡織品中萘單取代物的檢測,對(duì)維護(hù)消費(fèi)者的健康權(quán)益具有十分重要的意義。目前萘單取代物的測定方法研究的較少,主要應(yīng)用于化妝品、地下水和食用油等樣品基質(zhì),在紡織品中未見有報(bào)道。本文采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,建立了一種紡織品中的萘單取代物定性定量分析的方法。
儀器:氣質(zhì)聯(lián)用儀7890B/5977B(Agilent公司);AL204型電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司],超聲波清洗機(jī)(英國PRIMA公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀R210(瑞士Buchi公司)。
試劑:正己烷、丙酮、二氯甲烷為色譜純。
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):2-甲基萘、1-甲基萘和1-氯萘購自德國Dr.Ehrenstorfer。
氣相色譜條件:D B—5 M S毛細(xì)管柱(30m×0.25mm×0.25μm);載氣為高純氦,純度〉99.999%;恒定流速1.0mL/min;進(jìn)樣口溫度為250℃;不分流進(jìn)樣;采用程序升溫,初始溫度60℃,以20℃/min 的速度升溫至220℃,保持2分鐘。
MS 條件:色譜-質(zhì)譜接口溫度為280℃;離子源為電子轟擊電離(EI),電離能量70 eV,離子源溫度230℃,四級(jí)桿溫度150℃,溶劑延遲3.0min;定性采用全掃描,定量采用選擇離子掃描。
分別稱取適量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),用正己烷將每種物質(zhì)配制成濃度約500mg/L各單標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。分別移取5mL各單標(biāo)儲(chǔ)備液至50mL容量瓶中,用正己烷稀釋定容,得到濃度約50mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,再配制成所需濃度。
將樣品剪為5mm×5mm小塊,稱取1g(精確至0.1mg)于50mL具塞提取器,加入20mL丙酮+正己烷(體積比1∶1),在(60±2)℃條件下超聲萃取60min,取出后冷卻至室溫,將提取液轉(zhuǎn)移至100mL梨形瓶中,在35℃水浴中減壓蒸發(fā)旋轉(zhuǎn)至近干,加入2mL正己烷溶解樣液,0.45μm濾膜將樣液過濾至進(jìn)樣小瓶中,用氣相色譜質(zhì)譜儀測試。
3種萘單取代物在優(yōu)化的儀器條件下,可以在色譜柱實(shí)現(xiàn)有效分離,總離子流色譜圖見圖1。根據(jù)所得質(zhì)譜圖,選擇主要特征離子作為定性離子,并將豐度高的特征離子作為定量離子,選擇結(jié)果和保留時(shí)間見表1。
圖1 3種萘單取代物的總離子流色譜圖
表1 3種萘單取代衍生物的保留時(shí)間和定性、定量參數(shù)
2.2.1 提取溶劑的選擇
萘單取代物是非極性物質(zhì),根據(jù)相似相溶原理,考察了丙酮、二氯甲烷、正己烷、丙酮+正己烷(體積比1∶1)、丙酮+二氯甲烷(體積比1∶1)、正己烷+二氯甲烷(體積比1∶1)這幾種溶劑對(duì)目標(biāo)物的提取能力,按1.4試驗(yàn)條件,以自制的棉、滌綸和羊毛陽性樣為基質(zhì),對(duì)比相同超聲條件下目標(biāo)物的回收率。結(jié)果顯示:對(duì)棉織物,除二氯甲烷外的溶劑提取率都較高,其中丙酮+二氯甲烷(體積比1∶1)、丙酮+正己烷(體積比1∶1)提取回收率都達(dá)98%;對(duì)于滌綸和羊毛,6 種提取溶劑均有較高的提取率,但丙酮+正己烷的提取率更高,綜合3種基質(zhì)的提取效率,最終選擇丙酮+正己烷(體積比1∶1)為最佳萃取溶劑。
2.2.2 提取溫度的選擇
設(shè)置30℃、40℃、50℃、60℃、70℃5種不同的溫度,按1.4試驗(yàn)條件,考察不同溫度條件下對(duì)樣品提取回收率的影響,結(jié)果見圖2~圖4。從圖中可以看出,隨著萃取溫度的升高,回收率逐漸增加并達(dá)到最大值,對(duì)棉、滌綸和羊毛織物溫度達(dá)到60℃時(shí)回收率都達(dá)95%以上,此后再升高溫度基本沒有變化,因此提取溫度選擇60℃。
圖2 提取溫度對(duì)2-甲基萘提取回收率的影響
圖3 提取溫度對(duì)1-甲基萘提取回收率的影響
圖4 提取溫度對(duì)1-氯萘提取回收率的影響
2.2.3 提取時(shí)間的選擇
設(shè)置10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min和80min,考察不同時(shí)間條件下對(duì)樣品提取回收率的影響。結(jié)果見圖5~圖7??梢钥闯觯S著萃取時(shí)間的增加,目標(biāo)物回收率逐漸增加并達(dá)到最大值,棉、滌綸和羊毛織物均在60min時(shí)提取回收率達(dá)到最大值,此后再延長時(shí)間回收率基本沒有變化,因此超聲萃取時(shí)間確定為60min。
圖5 提取時(shí)間對(duì)2-甲基萘提取回收率的影響
圖6 提取時(shí)間對(duì)1-甲基萘提取回收率的影響
圖7 提取時(shí)間對(duì)1-氯萘提取回收率的影響
2.2.4 萃取次數(shù)的選擇
取自制陽性樣品,按1.4試驗(yàn)條件提取,移出提取液,定容上機(jī)測試,計(jì)算第一次提取的回收率。在第一次提取的殘?jiān)性俅渭尤?0mL萃取液提取,移出提取液上機(jī)測試,計(jì)算第二次提取的回收率。通過比較提取的回收率發(fā)現(xiàn),一次提取的回收率都在95%以上,二次提取的回收率均在2%以下,說明一次提取基本完全。為提高檢測效率,降低檢測成本,選用一次提取就能滿足檢測需求。
分別配制0.05mg/L~5mg/L的3種萘單取代物工作溶液,在優(yōu)化的色譜分離條件和質(zhì)譜條件下,以目標(biāo)物峰面積為縱坐標(biāo),以目標(biāo)物濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,并分別以3倍信噪比和10倍信噪比計(jì)算其定性檢出限和定量檢出限,結(jié)果見表2。
表2 3種萘單取代物的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限
采用以上優(yōu)化的試驗(yàn)方法,選用空白棉、羊毛和滌綸樣品,分別添加檢測低限、2倍檢測低限、10倍檢測低限3個(gè)濃度水平的萘單取代物,每個(gè)濃度平行試驗(yàn)7次。結(jié)果如表3所示??芍悍治鑫锏幕厥章蕿?4.3%~105.6%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.3%~7.1%,說明本方法對(duì)萘單取代物的測定具有較好的準(zhǔn)確度和精密度。
表3 3種萘單取代物的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差
本文通過對(duì)提取溶劑、提取溫度和提取時(shí)間等前處理?xiàng)l件的優(yōu)化,建立了測定紡織品中3種萘單取代物GC/MS分析方法。通過試驗(yàn)分析,3種萘單取代物在一定的濃度范圍線性良好,檢出限低,建立的分析方法樣品前處理簡單,分析快速、靈敏,適合紡織品中3種萘單取代物日常檢測。