超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定紡織品中

超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定紡織品中9種酚類化合物溫裕云1,2基金項目：福建省泉州市豐澤區(qū)科技項目（2012FZ17）及遠東技術服務有限公司委托項目*通信作者：yywen@,陳志華2基金項目：福建省泉州市豐澤區(qū)科技項目（2012FZ17）及遠東技術服務有限公司委托項目*通信作者：yywen@（1.廈門大學海洋與地球?qū)W院，福建廈門，361102；2.福建遠東技術服務有限公司，福建泉州，362006；）摘要：建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（UHPLC-MS/MS）同時測定紡織品中2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚、2,3,4,6-四氯苯酚、五氯苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、鄰苯基苯酚、雙酚A、四溴雙酚A等9種酚類化合物的方法。樣品在密閉萃取瓶中于60℃用甲醇超聲萃取1h后，待測酚類化合物用ZorbaxXDB-C18色譜柱分離，電噴霧負離子模式（ESI-）電離、多重反應監(jiān)測模式（MRM）測定，外標法定量。方法優(yōu)化了超聲萃取條件、色譜分離條件及質(zhì)譜碎裂電壓、碰撞能量等質(zhì)譜測定條件。優(yōu)化實驗條件下，方法相對標準偏差（RSD）為5.1%(PCP)~9.7%(2,3,4,6-TeCP)(n=7)，對9種酚類物質(zhì)3個濃度水平的加標回收率在82%(2,3,4,6-TeCP)~120%(OP)之間，方法定量限（LOQs）在0.03(PCP)~1.5(TBBPA)mg/kg之間，線性范圍為0.05~10mg/L。方法具有樣品處理方法簡單、分析速度快、選擇性好、靈敏度高等特點，能同時完成紡織品中9種酚類化合物的定性與定量分析。關鍵詞：紡織品；液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜；酚類化合物；中圖分類號:X131.2含氯苯酚如五氯苯酚（PCP）、四氯苯酚（TeCP）、三氯苯酚（TriCP）、二氯苯酚（DCP）以及鄰苯基苯酚（OPP）常用做紡織與皮革的防腐、防霉、防蛀劑，但由于其對人體具有較強毒性，國內(nèi)外法律法規(guī)已對其禁用或限用ADDINNE.Ref.{A9EF2504-3948-44E6-9B73-13617E04B9D2}[1-2]；壬基苯酚（NP）、辛基苯酚（OP）、雙酚A（BPA）等烷基酚類化合物具有良好的表面活性，常用做紡織和皮革工業(yè)的清洗劑、乳化劑、處理劑等，因其化學結(jié)構(gòu)與雌性激素相似，屬典型的內(nèi)分泌干擾物，對人類健康、環(huán)境安全產(chǎn)生的潛在風險廣受關注ADDINNE.Ref.{A0F4A879-97BC-4A17-A784-A276EAB3B64C}[3-5]，歐盟法規(guī)明確對其限用ADDINNE.Ref.{DB290BF9-B2F7-487E-98B5-C8D531C79D94}[1-2]；四溴雙酚A（TBBPA）則是紡織品、塑料、橡膠、纖維和紙張工業(yè)中大量使用的溴代阻燃劑，因其用量巨大而引起的環(huán)境問題已經(jīng)受到關注ADDINNE.Ref.{9D4A7C1B-FB7C-4DF9-80C6-37488FEA6AB1}[6-7]，挪威于2007年提出的《消費性產(chǎn)品中禁用特定有害物質(zhì)》法案，即PoHS提案ADDINNE.Ref.{2B1D9DEA-75C3-441C-9204-ECD25CD7852E}[8]也包括PBBPA，歐盟未來的RoHS2.0指令也可能在將其列入其中。因此，準確、快速檢測紡織品中上述9種酚類化合物對產(chǎn)品質(zhì)量安全、環(huán)境健康具有重要的現(xiàn)實意義及應用需求。盡管上述9種酚類化合物的測定已有國家/國際標準和相關的研究報道[9-19]，如氣相色譜法（GC-ECD）測定紡織品或皮革中的PCP[9-10]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）測定紡織品中的多種含氯苯酚[11-13]、高效液相色譜法（HPLC-DAD）測定紡織品或皮革中的含氯苯酚[14-15]以及液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（HPLC-MS）測定紡織品中的含氯苯酚和烷基酚[16-19]。但上述方法基本都是針對一種或幾種物質(zhì)的測定，要得到符合法規(guī)要求的多個酚類組分的含量ADDINNE.Ref.{2C665015-8F93-4784-A2AD-0C33FC7581A9}[1-2]，須采用多個不同的檢測方法，并且這些方法的測定流程比較繁瑣，花費時間長，測定成本高。為滿足嚴格的法規(guī)要求及紡織產(chǎn)品質(zhì)量控制的實際需要，本工作利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（UHPLC-MS/MS）定性能力強、檢測靈敏度高、定量準確等優(yōu)點，建立了同時測定紡織品中DCP、TriCP、TeCP、PCP、OPP、NP、OP、BPA、TBBPA等9種酚類化合物的方法。1實驗部分1.1儀器及試劑Agilent1290液相色譜儀；Agilent6460三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀，系統(tǒng)配置：AgilentJetStreamTechnologies(AJS)電噴霧離子源（ESI）接口，MassHunter工作站軟件。超聲波振蕩器（KQ-400KDE型高功率數(shù)控超聲波，昆山市超聲儀器有限公司）。甲醇（LC-MS級，德國Merck公司）；氨水（LC-MS級，美國Sigma公司）；Mili-Q超純水；一次性過濾膜（聚四氟乙烯，0.22μm）。標準品：壬基苯酚購自Aldrich公司（工業(yè)級），為含不同支鏈壬基部分的異構(gòu)體混合物；辛基苯酚購自Dr.EhrenstorferGmbH公司，為含不同支鏈辛基部分的異構(gòu)體混合物；其它酚類化合物均購自Dr.EhrenstorferGmbH公司，純度均大于99.5%，各待測組分的信息如表1示。1.2標準溶液的配制標準儲備液：分別稱取10mg表1中的標準品于10mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容，配制成質(zhì)量濃度為1.0mg/mL的標準儲備液。使用時將標準儲備液用流動相（V(甲醇):V(水)=30:70,）稀釋至所需濃度。1.3樣品前處理取樣品3~5g，將其剪碎至約5mm×5mm大小，混勻。準確稱取樣品0.500g于具塞樣品瓶中，加入5mL甲醇并于60℃、功率280W下，超聲萃取60min。冷卻至室溫，取約1mL萃取液過0.22μm聚四氟乙烯濾膜，待測定。1.4UHPLC-MS/MS分析條件色譜分離使用ZorbaxEclipseXDB-C18ExtendedRRHD（2.1×100mm,1.8μm）色譜柱，柱溫40℃，流動相A為含0.075%氨水的水溶液（pH=10.5）、B為甲醇，流速0.4mL/min，梯度洗脫程序為:0～2.5min,30%～40%B；2.5～4.5min,40%～95%B。進樣量1.0μL。質(zhì)譜檢測條件：電噴霧負離子模式（ESI-）；干燥氣溫度：350℃；干燥氣流速：8.0L/min；霧化器壓力：241kPa；鞘氣溫度：380℃；鞘氣流速：8.0L/min；毛細管電壓：2000V；噴嘴電壓：500V。定性和定量采用多重反應監(jiān)測（MRM）模式，具體參數(shù)見表1，采用外標法定量。2結(jié)果與討論2.1色譜分離及質(zhì)譜測定條件優(yōu)化酚類物質(zhì)為弱酸性物質(zhì)，易在電噴霧負離子模式（ESI-）下形成[M-H]-母離子，通過實驗發(fā)現(xiàn)在流動相A（水相）中加入少量氨水可以促進酚類物質(zhì)的電離，使待測組分的質(zhì)譜信號強度得到顯著提高，因此采用能耐受更寬pH值范圍的ZorbaxEclipseXDB-C18ExtendedRRHD（2.1mm×100mm,1.8μm,2.0<pH<11.5）色譜柱進行實驗，并且考察了流動相A中加入不同濃度氨水（氨水與水的體積比為0%,0.01%,0.05%,0.075%,0.1%，0.15%）對靈敏度的影響。結(jié)果表明，所有組分的質(zhì)譜信號響應隨著氨水濃度增大而提高，并在大于0.1%時趨于平穩(wěn)，待測組分2,4-DCP、TBBPA的保留時間隨著氨水濃度增大而增加，其它組分的保留時間基本不受氨水濃度的影響。因此綜合考慮質(zhì)譜信號響應、分離度、色譜柱在高pH下的壽命，最終采用的流動相A為含0.075%氨水的水溶液（pH=10.5）。優(yōu)化實驗條件下，各組分的分離情況如圖1，對應的保留時間見表1。為了獲得最佳的定性定量MRM參數(shù)，分別對2mg/L的單組分標準溶液進樣，并采用儀器自帶的優(yōu)化軟件Optimizer對碎裂電壓（Fragmentor）、碰撞能量（Collisionenergy,CE）、定性與定量MRM離子對進行優(yōu)化，得到最佳MRM采集參數(shù)，見表1。此外，實驗還優(yōu)化了干燥氣溫度、干燥氣流速、霧化氣壓力、鞘氣溫度、鞘氣流速、毛細管電壓、噴嘴電壓等離子源參數(shù)，以使大多組分得到最佳的靈敏度，最終采用的離子源參數(shù)見1.4中的質(zhì)譜條件。2.2樣品前處理條件的優(yōu)化紡織品中酚類的測定的提取方法主要有水蒸汽蒸餾法ADDINNE.Ref.{806EEEE2-1619-482D-B97C-873E61D36B7D}[9]、超聲萃取法ADDINNE.Ref.{15FED123-8C1C-4537-B30C-BE76686F187B}[10-13]、加速溶劑萃ADDINNE.Ref.{C7D04787-9217-4564-AC31-DA1BCB6B1FEE}[14-16]取法。萃取溶劑主要有碳酸鉀水溶液ADDINNE.Ref.{2D658743-622A-40FF-8993-4D35C5362556}[9,11]、甲醇ADDINNE.Ref.{AA3897BC-60CC-4F1A-9911-DB8DD0E8DE98}[10,12-13,17-18]、丙酮ADDINNE.Ref.{77A8BA5E-FDA0-49BD-B0E4-EE18502CFC79}[19]等。據(jù)文獻ADDINNE.Ref.{3F9645D1-909B-4418-87A9-E57734DDCC17}[10,12-13,17-18]報道，甲醇為萃取溶劑進行超聲提取時萃取效果好，可得到較高的回收率。因此，本文采用甲醇為萃取溶劑，對待測的9種酚類化合物進行超聲萃取，并使用自制的陽性樣品，對超聲萃取時間、萃取功率、萃取溫度等條件進行優(yōu)化。實驗結(jié)果表明，溫度60℃、功率280W、時間為60min時，各待測組分的萃取效率較高，各組分的加標回收率在82%~120%之間。2.3基質(zhì)效應盡管UHPLC-MS/MS測定待測酚類化合物時，母離子和子離子一一對應的多反應監(jiān)測模式（MRM）可以很大程度上去除基體雜質(zhì)的干擾，但復雜樣品共提取基質(zhì)成分和試樣前處理引入的雜質(zhì)可能抑制或增強待測物在ESI源的離子化效率，進而影響方法的靈敏度，以及分析結(jié)果的準確度。實驗中發(fā)現(xiàn)各待測組分的基質(zhì)效應差異較大，即使采用某幾種穩(wěn)定同位素標記的組分作為內(nèi)標，也無法有效地消除或降低其他組分的基質(zhì)效應，并且實際分析工作中對每個組分采用穩(wěn)定同位素標記的內(nèi)標進行定量，分析成本較高，所以本實驗采用萃取不同樣品基質(zhì)（棉布、滌綸布）后的萃取液，來配制標準溶液，考察其基質(zhì)效應，結(jié)果表明在加標濃度較低（2,4,6-TriCP、2,4-DCP、TBBPA濃度為1.0mg/L,其他組分為0.05~0.2mg/L）時，回收率較低，大多組分小于50%，基質(zhì)對目標化合物的影響較顯著；當加標濃度為較高時（2,4,6-TriCP、2,4-DCP、TBBPA濃度為5.0mg/L，其他組分為0.25~2.0mg/L），它們的回收率在80~120%之間，表明在此濃度范圍內(nèi)基質(zhì)對目標化合物的影響并不顯著，因此要實現(xiàn)樣品中低濃度目標組分的準確測定，最好采用基質(zhì)匹配（即采用萃取液配制標準溶液）的工作曲線進行定量。2.4方法的精密度及加標回收率稱取7份樣品前處理優(yōu)化時自制的陽性樣品，分別進行7次平行實驗，計算方法的精密度，結(jié)果見表2，各組分的相對標準偏（RSD）在5.1%~9.7%之間。由于不同組分靈敏度差異較大，因此根據(jù)不同濃度水平分成兩組進行加標回收實驗。以空白紡織樣品為基質(zhì)，在10,20,50mg/kg（2,4,6-TriCP、2,4-DCP、TBBPA）和1.0,2.0,5.0mg/kg（2,3,4,6-TeCP、PCP、BPA、OPP、OP、NP）的添加水平下進行樣品加標回收實驗，所得結(jié)果見表2，不同濃度的加標回收率在82%~120%之間。2.5方法的定量限與線性范圍方法的定量限（LOQ）采用標準添加法進行測定，即在空白樣品中添加不同濃度的待測目標組分，前處理后按濃度由高至低檢測，直到獲得信噪比等于10（S/N=10）的濃度，確定其為方法的LOQ，結(jié)果見表3。用含30%甲醇的水溶液配制2,4-DCP、2,4,6-TriCP、TBBPA濃度為0.5、1.0、2.0、5.0、10.0mg/L；2,3,4,6-TeCP、PCP、BPA、OPP、OP、NP濃度為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0mg/L的系列標準溶液，在優(yōu)化的色譜與質(zhì)譜條件下進行測定，以標準工作溶液中目標組分的質(zhì)量濃度（x:mg/L）為橫坐標，目標組分的定量離子對峰面積（y）為縱坐標繪制標準曲線，結(jié)果見表3，表明9種酚類物質(zhì)在各自的濃度范圍內(nèi)有良好的線性關系，相關系數(shù)均大于0.9985。2.6實際樣品測定用建立的方法對可能含有待測酚類化合物的紡織品樣品進行測定，并與本實驗室采用GC-MS測定的結(jié)果進行比較，如表4所示。結(jié)果表明，在含有酚類化合物的陽性樣品中，兩種方法都能給出準確的定性、定量結(jié)果，計算兩種方法所得結(jié)果的En值ADDINNE.Ref.{D6F8EF88-E825-4FF8-8FE3-F2C34EC41425}[20]均小于1，表明兩種測定方法的結(jié)果基本一致。圖2為空白天然纖維（棉布）樣品中添加9種酚類組分的MRM色譜圖，添加濃度為2.0mg/kg。3結(jié)論建立了UHPLC-MS/MS同時測定紡織品中多個禁用酚類物質(zhì)的方法，具有樣品前處理步驟簡捷、儀器分析速度快、靈敏度好、能較有效去除基體雜質(zhì)干擾等優(yōu)點，滿足歐盟法規(guī)或國內(nèi)外紡織品生態(tài)標準限量的測定要求，也可以作為GC-MS測定時陽性樣品的確證方法。表1目標組分的MRM分析參數(shù)Tab.1MRMparametersfortargetcompounds序號化合物名稱縮寫CASNo.保留時間/min碎裂電壓/V母離子/(m/z)子離子/(m/z)碰撞能量/V12,4,6-三氯苯酚2,4,6-Trichlorophenol2,4,6-TriCP88-06-22.011019735*,16130,3022,4-二氯苯酚2,4-Dichlorophenol2,4-DCP120-83-22.280161125*,3513,173四溴雙酚ATetrabromobisphenolATBBPA79-94-72.4170543418*,44845,3342,3,4,6-四氯苯酚2,3,4,6-Tetrachlorophenol2,3,4,6-TeCP58-90-23.111023135*,19525,185五氯苯酚PentachlorophenolPCP87-86-54.112026535*306雙酚ABisphenolABPA80-05-74.9110227212*,13313,217鄰苯基苯酚O-PhenylphenolOPP90-43-75.1140169115*,14131,238辛基苯酚4-tert-octylphenolOP140-66-95.7100205133*259壬基苯酚NonylphenolNP25154-52-35.9120219133*,14726,26*：定量子離子（Quantitativeion）.表2加標回收率及精密度Tab.3TherecoveriesandRSD組分回收率/%自制樣品測定均值*/(mg·kg-1)RSD*/%加標濃度10mg·kg-120mg·kg-150mg·kg-12,4,6-TriCP88899315.56.32,4-DCP88839216.79.3TBBPA87859215.67.8加標濃度1.0mg·kg-12.0mg·kg-15.0mg·kg-1--2,3,4,6-TeCP8287901.619.7PCP8788901.455.1BPA95971001.578.6OPP9396991.809.5OP1121151200.528.5NP95961030.456.8注：*n=7.表3方法的定量限和線性Tab.3Thelimitsofquantificationandlinearity組分名稱線性范圍/(mg·L-1)線性方程相關系數(shù)r2定量限/(mg·kg-1)2,4,6-TriCP0.5~10y=330.03x-39.060.99990.52,4-DCP0.5~10y=84.59x-9.700.99991.5TBBPA0.5~10y=1028.01x-152.60.99990.52,3,4,6-TeCP0.05~1.0y=3227.56x-26.950.99950.05PCP0.05~1.0y=7454.00x+60.540.99960.03BPA0.05~1.0y=4528.77x-39.570.99990.06OPP0.05~1.0y=1718.25x-16.240.99960.10OP0.05~1.0y=5026.70x+103.50.99930.06NP0.05~1.0y=6323.11x-124.70.99850.04表4實際樣品測定結(jié)果Tab.4Theresultsofsamplesanalysismg·kg-1樣品本方法測定結(jié)果GC-MS測定結(jié)果帆布canvasPCP:0.51PCP:0.45滌綸布dacronOP:55,NP:136OP:61,NP:128棉布cottonNP:89NP:950020406080Relativeabundance/%100進樣濃度：1.0μg/mL，其中1.2,4,6-TriCP;2.2,4-DCP;3.TBBPA;4.2,3,4,6-TeCP;5.PCP;6.BPA;7.OPP;8.OP;9.NPt/min1.52.02.53.03.54.04.55.05.56.0123456789圖19種酚類物質(zhì)的MRM色譜圖Fig.1MRMChromatogramof9phenols2,4,6-TriCP2,4,6-TriCP2,4-DCP2,4-DCPTBBPATBBPA2,3,4,6-TeCP2,3,4,6-TeCPPCPPCPBPABPAOPPOPPOPOPNPNP圖2天然纖維（棉布）中添加9種酚類組分的MRM色譜圖（添加濃度2.0mg·kg-1）Fig.2MRMchromatogramsofnaturalsample(cotton)spikedwith9phenols(2mg·kg-1)ADDINNE.Bib參考文獻:[1]InternationalAssociationforResearchandTestingintheFieldofTextileEcology(OEKO-TEX?).OEKO-TEX?Standard100[S].Switzerland:2012.[2]中華人民共和國國家標準.GB/T18885-2009生態(tài)紡織品技術要求[S].北京:中國標準出版社,2009.[3]YingG,WilliamsB,KookanaR.Environmentalfateofalkylphenolsandalkylphenolethoxylates—areview[J].EnvironmentInternational.2002,28(3):215-226.[4]Gallart-AyalaH,MoyanoE,GalceranMT.Recentadvancesinmassspectrometryanalysisofphenolicendocrinedisruptorsandrelatedcompounds[J].MassSpectrometryReviews.2010,29(5):776-805.[5]AsimakopoulosAG,ThomaidisNS,KoupparisMA.RecenttrendsinbiomonitoringofbisphenolA,4-t-octylphenol,and4-nonylphenol[J].ToxicologyLetters.2012,210(2):141-154.[6]LeglerJ.Newinsightsintotheendocrinedisruptingeffectsofbrominatedflameretardants[J].Chemosphere.2008,73(2):216-222.[7]CovaciA,HarradS,AbdallahM,etal.Novelbrominatedflameretardants:Areviewoftheiranalysis,environmentalfateandbehaviour[J].EnvironmentInternational.2011,37(2):532-556.[8]DraftofnewchapterconcerningconsumerproductsintheNorwegianProductRegulations[Z].[9]EuropeanCommitteeforStandardization.DINENISO17070-2007Leather-Chemicaltests-Determinationofpentachlorophenolcontent(ISO17070:2006);EnglishversionofDINENISO17070:2007-01[S].Germany:2006[10]麥曉霞，蘭麗麗，張曉利，等.氣質(zhì)聯(lián)用測定紡織品中多種含氯苯酚[J].印染.2010,36(19):32-34.[11]中華人民共和國國家標準.GB/T18414.1-2006紡織品含氯苯酚的測定第1部分：氣相色譜質(zhì)譜法[S].北京:中國標準出版社,2006.[12]中華人民共和國國家標準.GB/T20386-2006紡織品鄰苯基苯酚的測定[S].北京:中國標準出版社,2006.[13]溫裕云，歐延，洪小燕，等.皮革及紡織品中烷基酚與烷基酚聚氧乙烯醚的液相色譜-質(zhì)譜測定[J].分析測試學報.2010,29(2):189-193.[14]李琳，薛秀玲，連小彬.加速溶劑萃取-高效液相色譜法測定皮革和紡織品中含氯苯酚的含量[J].分析化學.2010,38(10):1469-1473.[15]樊苑牧，賀小雨，俞雪鈞，等.快速溶劑萃取法提取測定出口紡織品中鄰苯基苯酚[J].紡織學報.2008,29(7):73-75.[16]馬強，白樺，王超，等.液相色譜-串聯(lián)質(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