21种邻苯二甲酸酯（共4篇）
21种邻苯二甲酸酯 篇1
目前,整个社会对食品安全问题高度关注,国内相关部门和监察机构对增塑剂的排查和控制范围,已由食品、饮料延伸到了食品包装材料、印刷、油墨等诸多领域。油墨是用于印刷包装材料的重要材料,它通过印刷将图案、文字表现在承印物上。在大多数油墨配方里都会用到增塑剂,其中邻苯二甲酸酯类是目前最广泛使用的主增塑剂。世界卫生组织将增塑剂公告为一种环境荷尔蒙,在体内会干扰人体的内分泌系统。如果与食品直接接触的容器或包装物含有增塑剂,增塑剂可能会迁移到食品中,长期摄取可能会造成免疫力及生殖力下降[1,2,3]。我国国家标准GB9685-2008《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》规定了在某些材料中可以使用的8种邻苯二甲酸酯类物质的最大使用量、特定迁移量/最大残留量,但所有这些邻苯二甲酸酯类均仅用于接触非脂肪性食品的材料,不得用于接触婴幼儿食品用的材料,该标准与发达国家的同类标准规定基本一致。
我国目前关于印刷涂层中塑化剂的测试和界定,尚未有十分完备的统一的标准法规和测试方法。本文采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)法,选择离子扫描模式(SIM),同时测定油墨中17种邻苯二甲酸酯的含量。
1 实验部分
1.1 原料与试剂
邻苯二甲酸酯标准品:邻苯二甲酸二甲酯(DMP,99.5%)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP,99.5%)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP,99.0%)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP,99.0%)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP,94.0%)、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP,99.0%)、邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP,94.0%)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP,99.2%)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP,99.0%)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP,97.0%)、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP,98.5%)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP,99.5%)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP,98.5%)、邻苯二甲酸二苯酯(99.5%)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP,99.5%)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP,98.5%)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP,99.0%),均购于Dr Ehrenstorfer公司,其中DINP和DIDP为同分异构体混合物;正己烷、丙酮,分析纯,国药集团化学试剂有限公司。
1.2 标准溶液的制备
正己烷:重蒸,待用。
单标储备液:称取上述各种标准品(精确至0.1 mg),用重蒸正己烷配制成约1 000 mg/L的储备液,于0～4 ℃冰箱中避光保存。
标准使用液:吸取上述单标储备液用重蒸正己烷定容,配制成混标储备液,再根据需要稀释至0.1 μg/mL、0.5 μg/mL、1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、5.0 μg/mL的标准系列溶液待用。
1.3 仪器与设备
气相色谱-质谱联用仪(GC-MS,GCMS-QP2010 Plus),日本Shimadzu公司;旋转蒸发器(RE-52B),上海亚荣生化仪器厂;循环水式多用真空泵(SHB-III),郑州长城科工贸有限公司;超声波发生器(DS-8510 DTH),上海生析超声仪器有限公司;分析天平(AL204),梅特勒-托利仪器(上海)有限公司;玻璃平面皿,边缘高度至少为5 mm。
1.3 实验方法
1.3.1 试样处理
首先称量10 g左右(精确至0.1 mg)待测样品至恒重的洁净玻璃平面皿中铺匀,完毕后将皿置于(23±2) ℃或低温烘箱中干燥至恒重作为待检成膜样品,将此干燥后的成膜样品剪碎、粉碎至单个颗粒≤0.02 g的细小颗粒,混合均匀,称取1 g左右(精确至0.1 mg)成膜样品颗粒于试管中,加入20 mL 正己烷,超声提取30 min,滤纸过滤,再用正已烷重复上述提取三次,每次10 mL,合并提取液,浓缩至2 mL后,取样进行GC-MS分析。若试样中邻苯二甲酸酯含量过高,应作相应的稀释后再进样分析。
1.3.2 GC-MS测定条件
1.3.2.1 色谱条件
色谱柱:HP-5MS石英毛细管柱[30 m×0.25 mm(内径)×0.25 μm]或相当型号色谱柱;
进样口温度:250 ℃;
升温程序:初始柱温60 ℃,保持1 min,以20 ℃/min升温至220 ℃,保持1 min,再以5 ℃/min升温至280 ℃,保持8 min;
载气:氦气(纯度≥99.999%),流速1 mL/min;
进样方式:不分流进样;
进样量:1 μL。
1.3.2.2 质谱条件
色谱与质谱接口温度:280 ℃;
电离方式:电子轰击源(EI),EI离子源温度230 ℃;
监测方式:选择离子扫描模式(SIM);
电离能量:70 eV;
溶剂延迟:5 min。
2 结果与讨论
2.1 油墨干燥成膜温度的选择及固体含量的测定
油墨的干燥是油墨从流体状态到固体状态的变化过程。温度越高,油墨干燥越快,但在本研究中,为避免PAEs损失,油墨的干燥过程应选择低温干燥,首选(23±2)℃下进行干燥,若在此温度下干燥过慢,可置于低温烘箱中干燥,但温度一般不超过50 ℃。
干燥至恒重后,以下式计算油墨中固体含量:
2.2 色谱条件的选择
选用弱极性色谱柱HP-5MS作为分离极性较弱的PAEs用色谱柱,选择离子扫描模式(SIM)进行分离,采用上文中程序升温方式,整段分析时间只需30 min。将17种PAEs的混合标准溶液通过全扫描(SCAN)模式得到总离子流图(图1),确定各组分的定性及定量离子,进而对样品进行离子扫描模式(SIM)检测。DINP和DIDP均为同分异构体,沸点高、沸程宽,二者在22 min后先后出峰,且有部分重叠,但选用293和307作为DINP和DIDP的定量离子,即可将二者分开,如图1所示。
1-DMP;2-DEP;3-DIBP;4-DBP;5-DMEP;6-BMPP; 7-DEEP;8-DPP;9-DHXP;10-BBP;11-DBEP;12-DCHP; 13-DEHP;14-邻苯二甲酸二苯酯;15-DNOP;16-DINP;17-DIDP
2.2 方法的线性关系
取17种邻苯二甲酸酯类化合物的标准系列溶液, 按照本文的GC-MS测定条件进行分析, 各标准溶液平行测定4次, 以峰面积Y 对标液浓度X 进行线性回归, 得出线性回归方程,结果见表1。17种PAEs在0.1～50 mg/L范围内呈现良好的线性关系,相关系数均大于0.999。检出限(S/N=3)为0.05～0.5 mg/kg。
2.3 方法的回收率和精密度
取8个刻度试管,分别称取1 g成膜样品颗粒,在其中6个试管中加入一定量标准溶液,另外2个试管作为空白样,计算回收率和相对标准偏差。结果表明,17种PAEs平均回收率为79.1%～108.3%,相对标准偏差为2.8%～6.5%,满足分析要求。
2.4 实际样品分析
对13个样品进行检测,具体结果见表2。从表2中可以看出,17种PAEs常检出的有四种,分别是DEP、DIBP、DBP、DEHP。有2个样品未检出PAEs,2个样品检出DEP,其余样品检出DIBP、DBP、DEHP中的一种或多种。但上述结果是液体油墨的PAEs含量,印刷干燥后,由于油墨中固体含量约在20%～50%之间,所以其固态中PAEs含量是下表中数值的2～5倍。
3 结 论
本实验采用超声提取、GC-MS法检测油墨中PAEs的含量,同时检测17种PAEs,样品处理简单,分析时间短,定量准确,可以满足油墨中PAEs含量的分析检测。
摘要：建立了油墨中17种邻苯二甲酸酯的气相色谱-质谱(GC-MS)检测方法。样品经干燥成膜、粉碎后超声提取,采用外标法选择离子扫描模式(SIM)进行定量分析。17种邻苯二甲酸酯在0.1～100 mg/L范围内呈现良好的线性关系,相关系数均大于0.999。检出限为0.05～0.5 mg/kg。平均回收率为79.1%～108.3%,相对标准偏差(RSD,n=6)为2.8%～6.5%。该方法样品处理简单,分析时间短,定量准确,适用于油墨中邻苯二甲酸酯的分析检测。
关键词：气相色谱-质谱,邻苯二甲酸酯,油墨
参考文献
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[2]刘俊,朱然,田延河,等.气相色谱-质谱法对食品包装材料中邻苯二甲酸酯类与己二酸酯类增塑剂的同时测定[J].分析测试学报,2010,29(9):943-947.
[3]陈军,柳艳.食品包装材料中邻苯二甲酸酯增塑剂残留的检测[J].检验检疫科学,2008,18(6):45-47.
21种邻苯二甲酸酯 篇2
本文以辣椒、花椰菜和冬瓜作为受试作物,选择在设施菜地相对集中的寿光市进行田间试验,重点研究在相同的设施大棚种植条件下,邻苯二甲酸酯在三种设施蔬菜体内的分布特征,初步分析其可能的吸收途径,为评估邻苯二甲酸酯的生态安全及对人类健康的潜在危害提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点与材料
试验地点:选择在山东寿光纪台镇某农户塑料大棚内,整个大棚长约40 m、宽6 m,棚龄约5 a,前期主要用于冬瓜和茄子的种植。大棚土壤的基本理化性质为:p H值7.9,有机质15.5 g/kg,碱解氮为72.6 mg/kg,速效磷为110.7 mg/kg,速效钾为464.7 mg/kg。土壤中邻苯二甲酸酯的背景浓度为:邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMP)0.635mg/kg,邻苯二甲酸二乙酯(Diethyl phthalate,DEP)0.706 mg/kg,邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)8.552 mg/kg,邻苯二甲酸二(2- 乙基己基) 酯(Di(2-ethylhexyl) phthalate,DEHP)6.537 mg/kg。
供试蔬菜:选取在我国北方地区广泛种植的冬瓜、辣椒和花椰菜作为试验对象。
1.2 试验方案
试验共分为3 个处理,分别种植冬瓜、辣椒和花椰菜三种蔬菜,采用完全随机区组法排列,每个小区面积约为20 m2,重复3 次。种植时间为2013 年8 月-11 月,供试蔬菜的种植环境条件和灌溉施肥条件管理完全一致。样品采集选择在三种蔬菜成熟期,每个小区不同蔬菜采集1-5 kg,整株连根挖出,将植株分为根、茎、叶、果实等部分后装入纸袋带回实验室,用水冲洗并用滤纸吸干后放入信封中,于55 ℃下烘干粉碎待测。土样的采集每个小区随机选择5 个点采集0-20 cm表土,混匀后装入纸质档案袋,带回实验室自然风干后过筛进行分析测定。
1.3 分析方法
1.3.1 植物样品的前处理称取样品5.00 g于150 ml锥形瓶中,加入40 ml乙酸乙酯以及6-7 g无水硫酸钠,超声30 min。提取液用砂芯漏斗过滤,并用30-40 ml提取液分3 次洗涤锥形瓶和砂芯漏斗,滤液和洗涤液合并于250 ml的圆底烧瓶中,35 ℃低压下旋转蒸发浓缩至1 ml。向1.2 cm×30 cm的玻璃层析柱中依次加入4 g无水硫酸钠,6 g弗罗里硅土,4 g无水硫酸钠,先用石油醚10 ml淋洗柱子,弃去淋洗液,加入样品浓缩液,加入石油醚润洗,收集洗脱液于鸡心瓶中,旋转蒸发近干,用色谱纯正己烷定容至1.0 ml,待测。
1.3.2 土壤样品的前处理称取样品5.00 g于250 ml碘量瓶中,加入丙酮∶ 石油醚(V/V=1 ∶ 3)90 ml,震荡30 min。提取液用砂芯漏斗过滤,并分别用30 ml提取液分3 次洗涤碘量瓶和砂芯漏斗,滤液和洗涤液合并于250 ml的圆底烧瓶中。35 ℃低压下旋转蒸发浓缩至3-5 ml。向1.2 cm×30 cm的玻璃层析柱中依次加入4 g无水硫酸钠,6 g弗罗里硅土,4 g无水硫酸钠,先用淋洗液石油醚: 乙醚(V/V=10∶0.4)10 ml预洗柱子,弃去该淋洗液,再用石油醚:乙醚(V/V=10 ∶ 3)90 ml洗脱,收集全部洗脱液至鸡心瓶中,旋转蒸发近干,用色谱纯正己烷定容至1.0ml,待测。
1.3.3 GC检测条件采用Agilent气相色谱7820A分析。色谱条件为:载气为N2(纯度>99.999%),进样口温度250 ℃,柱流量为1 ml/min,FID检测器温度300 ℃,柱温箱程序升温:初始温度100 ℃,保持1 min,20 ℃/min升到235 ℃,保持0.5 min,2 ℃ /min升到240 ℃,保持0.5 min,5 ℃ /min升到280 ℃,保持1 min,进样量1 μl。4 种邻苯二甲酸酯化合物的出峰顺序为DMP(4.75 min)、DEP(5.45min)、DBP(7.50 min)、DEHP(8.52 min)。4 种邻苯二甲酸酯化合物DMP、DEP、DBP、DEHP的检出下限分别为0.008、0.006、0.008、0.015 μg/L。
1.4 质量保证
试验过程中杜绝使用任何塑料制品;玻璃仪器经铬酸洗液浸泡过夜,蒸馏水洗涤和有机溶剂淋洗后烘干备用;所有有机溶剂经全玻璃系统二次重蒸;硅藻土、无水硫酸钠和弗罗里硅土经高温烘烤后备用。
为验证方法可行性,样品测定前期进行添加回收率试验。准确称取一定量的土壤和植物样品,向其中分别添加0.1、1.0 和10.0 mg/kg的邻苯二甲酸酯标准液,按以上步骤进行样品前处理,样品回收率均在86.3%-115.4% 之间,符合微量分析的要求。在样品分析过程中,每一批样品均同步进行空白试验,4 种邻苯二甲酸酯均未检出;每个样品处理过程均加入回收率指示物苯甲酸苄酯,加标回收率均在75%-120%。
1.5 生物富集系数
蔬菜可食部位对土壤中邻苯二甲酸酯的生物富集系数用BCF来计算:
式中:BCF为蔬菜可食部位邻苯二甲酸酯的生物富集系数;Cveg为蔬菜可食部位邻苯二甲酸酯的浓度;Csoil为土壤中邻苯二甲酸酯的浓度。
1.6 数据处理与分析
使用SPSS 19.0 对数据进行统计分析,数据结果以平均值 ± 标准差形式表示,绘图主要利用Origin9.0。
2 结果与分析
2.1 邻苯二甲酸酯在三种蔬菜不同部位的浓度水平
在三种蔬菜的不同部位均可以检测到4 种邻苯二甲酸酯类化合物,具体含量见表1。冬瓜不同部位 ΣPAEs的含量由高到低为叶柄> 叶> 主茎> 根> 瓜皮> 瓜肉,叶柄、叶、主茎中 ΣPAEs含量较高,约为瓜肉的7 倍,根和瓜皮中 ΣPAEs含量约为瓜肉的4 倍。DEHP在冬瓜各个部位的含量存在显著差异,总体表现为叶柄、叶> 主茎、根、瓜皮> 瓜肉,DBP在冬瓜各个部位的含量表现为主茎、叶柄、叶> 瓜皮、根> 瓜肉,2 种高含量的邻苯二甲酸酯化合物主要分布于叶柄、叶和主茎;DMP和DEP在冬瓜各个部位的含量分别介于0.016-0.043mg/kg和0.009-0.069 mg/kg,瓜叶的含量显著高于其他部位。花椰菜根、叶、花茎中 ΣPAEs的含量分别为5.798 mg/kg、4.131 mg/kg、1.151 mg/kg,根和叶中 ΣPAEs的含量显著高于花茎。DBP和DEHP在花椰菜不同部位的含量总体表现为根> 叶> 花茎;DMP和DEP在花椰菜各个部位的含量分别介于0.031-0.063 mg/kg和0.023-0.067 mg/kg,根的含量显著高于叶和花茎。辣椒不同部位 ΣPAEs含量呈现显著差异,总体表现为根> 叶> 主茎> 果实。DBP和DEHP在不同部位的含量也均具有显著性差异,其分布特征与 ΣPAEs一致。DMP和DEP在辣椒各个部位的含量均介于0.009-0.047 mg/kg,在不同部位的含量均表现为根、叶显著高于茎和果实。
注:不同小写字母表示同一种邻苯二甲酸酯化合物在同一种蔬菜的不同部位差异显著(P<0.05)。
2.2 三种蔬菜可食部位邻苯二甲酸酯化合物的组成特征
表2 为冬瓜、花椰菜、辣椒三种蔬菜可食部位4 种邻苯二甲酸酯的组成。由表2 可以看出,在三种蔬菜可食部位DMP和DEP所占 ΣPAEs比例均低于5%,含量较高的两种邻苯二甲酸酯化合物均为DBP和DEHP,占 ΣPAEs比例分别介于25.74%-56.21% 和41.87%-70.47%。其中,辣椒果实中DEHP占 ΣPAEs比例最高,而冬瓜果肉和花椰菜花茎中DBP占 ΣPAEs比例最高。
2.3 蔬菜种植后土壤中邻苯二甲酸酯含量
图1 为冬瓜、花椰菜、辣椒种植后土壤中4 种邻苯二甲酸酯含量。由图可以看出,土壤中 ΣPAEs含量由高到低为花椰菜土(10.684 mg/kg)> 辣椒土(10.223 mg/kg)> 冬瓜土(7.400 mg/kg),含量较高的两种邻苯二甲酸酯化合物为DBP和DEHP,其含量分别介于3.654-6.178 mg/kg和2.865-3.938 mg/kg,DMP和DEP含量较低(< 0.6 mg/kg)。其中,辣椒和花椰菜土壤中DBP和DEP含量显著高于冬瓜土壤,而花椰菜土壤中DEHP含量显著高于辣椒和冬瓜土壤,冬瓜土壤中DMP含量显著高于辣椒和花椰菜土壤。
2.4 三种蔬菜可食部位对邻苯二甲酸酯的生物富集作用
表3 为三种蔬菜可食部位对邻苯二甲酸酯的生物富集系数。由表可以看出,三种蔬菜对4 种邻苯二甲酸酯的富集系数介于0.016-0.241 之间,均小于1.0。在4 种邻苯二甲酸酯中,三种蔬菜对DEHP的富集系数相对较高(0.176-0.229),对DEP的富集系数较低(0.016-0.042)。 对DBP和DEHP富集系数较高的蔬菜为冬瓜,富集系数分别为0.241和0.229,对DMP富集系数较高的蔬菜为花椰菜(0.220)。
3 讨论
本研究选择冬瓜、花椰菜和辣椒三种设施蔬菜作为研究对象,在相同的种植条件下,三种蔬菜不同部位的邻苯二甲酸酯浓度水平存在显著差异。花椰菜和辣椒中邻苯二甲酸酯含量由大到小表现为根> 茎叶> 果实,而冬瓜中则为茎叶> 根> 果实,表明三种蔬菜对邻苯二甲酸酯的吸收途径可能存在差异。蔬菜吸收累积邻苯二甲酸酯是一个复杂的过程,可通过其根、茎、叶吸收土壤和空气中的邻苯二甲酸酯[11,12],受邻苯二甲酸酯化合物的性质、蔬菜种类与性状以及土壤与环境等诸多条件的影响[13,14]。另外,蔬菜对邻苯二甲酸酯的吸收累积还与其本身性状相关,如叶片和根系的结构构造、形态构型及其生理生化特性等[15,16]。在本研究中,冬瓜不同部位邻苯二甲酸酯的含量表现为叶柄、叶显著高于瓜皮、瓜肉,表明邻苯二甲酸酯在冬瓜植株的累积可能主要是通过空气途径借助大面积的冬瓜叶进行吸收[17],其次为根部吸收。国内外学者尚未对花椰菜和辣椒对邻苯二甲酸酯的吸收途径进行过相关研究,而本研究发现,两种蔬菜根中邻苯二甲酸酯的含量显著高于果实,表明其吸收途径可能主要靠根部吸收土壤中的邻苯二甲酸酯化合物。
三种蔬菜可食部位主要的邻苯二甲酸酯化合物均以DBP和DEHP为主,DMP、DEP含量很低,这可能与棚膜的组成成分以及邻苯二甲酸酯化合物的理化性质有一定关系。DEHP和DBP分子量较大,水溶性低,难挥发,在土壤中较难被生物降解,而DMP和DEP分子量小,水溶性相对较大,辛醇-水分配系数低,在土壤中较易挥发和生物降解,难以在植物体内长时间大量积累[18]。因此,土壤中高残留量的DEHP和DBP成为蔬菜吸收累积邻苯二甲酸酯化合物的主要组分。
在设施菜地土壤中,邻苯二甲酸酯会发生吸附-解吸、生物降解、非生物降解以及植物吸收等多种复杂的作用,其中,微生物对邻苯二甲酸酯的降解可能发挥着主要作用[19]。根据相关研究报道,盆栽实验后,通菜对Dn BP吸收累积量占土壤初始浓度的1% 以下[20],表明蔬菜的富集作用对于土壤中邻苯二甲酸酯的去除很小。当然,设施菜地土壤中残留的少量农膜也会在蔬菜种植过程中逐渐释放邻苯二甲酸酯,导致土壤中邻苯二甲酸酯始终保持较高的浓度水平。与设施菜地土壤中邻苯二甲酸酯的背景浓度相比,三种蔬菜种植后的土壤中邻苯二甲酸酯浓度均有不同程度的下降,且表现出显著性差异,可能与不同蔬菜根系土壤微生物的数量、组成以及根系分泌物的差异有关,与三种蔬菜对邻苯二甲酸酯的富集作用关系不明显,其具体的消失途径仍有待于进一步深入研究。
已有研究表明,蔬菜中邻苯二甲酸酯总量与蔬菜种类、品种有关,不同的蔬菜吸收邻苯二甲酸酯的能力不同[9,21],但不同蔬菜对邻苯二甲酸酯的生物富集系数均小于1.0[9]。在本研究中,三种蔬菜可食部位对4 种邻苯二甲酸酯的生物富集系数也均小于1.0,其中,冬瓜果肉中DBP和DEHP的生物富集系数相对较高,与国内学者的相关调查结论[22]基本一致。通过与宋广宇等[23]报道的上海青蔬菜品种对DBP和DEHP的生物富集系数相比较,三种蔬菜的富集系数均较低,但由于DBP和DEHP在土壤中生物降解的半衰期相对较长[24],容易在土壤中长期积累,仍可能会对设施蔬菜的质量安全造成潜在的威胁。另外,鉴于不同基因型蔬菜对邻苯二甲酸酯的生物富集系数差异显著[20],可以通过对低吸收累积型蔬菜品种的筛选来减轻设施蔬菜的邻苯二甲酸酯污染风险。
4 结论
1)冬瓜、花椰菜、辣椒不同部位的邻苯二甲酸酯浓度水平存在显著差异,冬瓜叶柄、叶、主茎的邻苯二甲酸酯含量显著高于根、瓜皮、瓜肉,而花椰菜和辣椒根中邻苯二甲酸酯含量显著高于叶、茎和果实。
2)冬瓜、花椰菜、辣椒可食部位主要的邻苯二甲酸酯化合物均为DBP和DEHP,占 ΣPAEs比例高达95% 以上。
21种邻苯二甲酸酯 篇3
PAEs是脂溶性物质,油辣椒制品在与含有PAEs的制品接触时,高温、油脂等会使PAEs溶出,污染油辣椒制品[8]。而油脂与PAEs迁移物非常相似,难以与油脂分离;另外,实验室前处理设备的部件很多是塑料制品,样品在前处理中易受污染,所以前处理是关键。GB/T21911-2008中采用GPC方法对油脂样品前处理,但GPC处理样品耗时长;不能平行处理样品,效率低;所需有机溶剂量大;另外GPC仪器管路为塑料制品,前处理过程有可能会向样品中引入PAEs,且实验空白值较高,重现性不好,不利于油辣椒制品中痕量PAEs的定性定量分析。
本实验将油辣椒制品试剂萃取、冷冻离心后,直接进样,GC-MS-SIM测定16种PAEs,根据各邻苯二甲酸酯类物质的主要特征离子和相对丰度及保留时间定性,外标法定量。该方法简便、快速,适合大批量油辣椒制品中邻苯二甲酸酯的分析检测。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
2010气相色谱-QP2010 Ultra质谱联用仪(日本SHIMADZU公司);冷冻离心机,Allegra X-22R(美国贝克曼库尔特公司);振荡混匀器,Multi Reax(Heidolph);分析天平,感量0.1 mg,AE200(Mettler公司);移液枪,20～200 μL,100～1000 μL(Thermo公司)。
16种邻苯二甲酸酯混标(纯度≥98%,1000 mg/L正己烷,美国o2si公司):邻苯二甲酸二甲酯(DMP);邻苯二甲酸二乙酯(DEP);邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP);邻苯二甲酸二丁酯(DBP);邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP);邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP);邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP);邻苯二甲酸二戊酯(DPP);邻苯二甲酸二己酯(DHXP);邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP);邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP);邻苯二甲酸二环己酯(DCHP);邻苯二甲酸二(2-乙基) 己酯(DEHP);邻苯二甲酸二苯酯(DPhP);邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP);邻苯二甲酸二壬酯(DNP);乙腈、正己烷、乙酸乙酯:色谱纯(德国MERCK公司);丙酮,分析纯(川东化工)。
1.2 标准溶液的配制
将16种邻苯二甲酸酯混标用正己烷稀释成100 mg/L的储备液,-20 ℃冷冻保存。将储备液用正己烷稀释成20、40、80、100、200、400、1000、2000 μg/L的标准工作液待用。
1.3 GC-MS条件
1.3.1 色谱条件
色谱柱:HP -5MS(30 m×0. 25 mm×0. 25 μm) ;进样口温度250 ℃; 进样量1. 0 μL,不分流进样;载气氦气(99.999%),流速1.0 mL/min;程序升温:初始温度60 ℃,保持1 min,以20 ℃/min 升到220 ℃,保持1 min,5 ℃/min 升到250 ℃,保持3 min,最后以8 ℃/min 升到280 ℃,保持3 min。
1.3.2 质谱条件
电子轰击离子源(EI),电离能70 eV;离子源温度230 ℃;四极杆温度150 ℃;传输线温度280 ℃,溶剂延迟5 min,选择离子监测(SIM) 模式扫描,16种邻苯二甲酸酯类化合物的保留时间、定性离子及其丰度比、定量离子见表1。
1.4 样品前处理
称取0.50 g油辣椒制品的油层于10 mL具塞玻璃离心管中,加5 mL乙腈,玻璃塞塞紧。8000 rpm下震荡10 min,3000 rpm 转速,-10 ℃下冷冻离心5 min。取上清液直接进GC-MS分析。实验所用器皿中广泛存在邻苯二甲酸酯类,容易干扰实验结果,因此整个实验中避免使用塑料器皿,玻璃器皿洗净后用丙酮浸泡1 h,200 ℃烘烤2 h,冷却备用。
2 结果与分析
2.1 样品处理
2.1.1 萃取液的优化
分别采用正己烷、乙腈、甲醇、乙醇作为萃取溶剂对样品进行萃取。其中,乙腈对大多数邻苯二甲酸酯都有较好的萃取效果,且干扰最少,而用甲醇和乙醇萃取时,色谱图杂峰多,特别对DEEP、DCHP干扰较大。而正己烷与油酯完全互溶,油脂对质谱仪器有损伤,因此本实验采用乙腈作为萃取试剂。
2.1.2 离心温度
离心温度控制是关键步骤,这直接影响到样品的净化程度。实验比较了常温离心、-10 ℃冷冻离心条件,发现冷冻离心时降低了油脂在乙腈中的溶解度,减小油酸干扰。因此选用-10 ℃冷冻离心。
2.2 离子的优化
GB/T21911-2008中DNOP的定量离子为149,但实验中发现有干扰峰,所以选用279为DNOP的定量离子,见图1。
2.3 标准工作曲线
实验中以标准系列中各邻苯二甲酸酯浓度为横坐标,以定量离子的峰面积为纵坐标,绘制标准曲线,各组分的线性方程见表2。在20～2000 μg/L范围内,各组分工作曲线线性良好,相关系数R在0.9990～0.9998之间。
2.4 方法检出限、回收率与精密度
本实验以S/N=3,确定方法检出限为5～20 μg/L。实验针对油辣椒样品,考察了方法的回收率与精密度。分别向样品中添加邻苯二甲酸酯标准溶液,加入量分别为30 μg/L和100 μg/L浓度水平,每个水平平行测定6次,计算方法的回收率和相对标准偏差。图2为空白油辣椒样品和100 μg/L加标样品的选择离子色谱图,实验结果见表3,在30 μg/L加标水平,除DMEP和DEEP回收率偏低,其余组分回收率在78.1%～115.7%之间,而100 μg/L加标水平,除DNP回收率偏高,其余组分回收率在79.2%～118.0%之间,2个加标水平的相对标准偏差2.1%～10.7%之间,该方法能满足油辣椒制品中邻苯二甲酸酯残留量的测定。
A:空白;B:加标;100 μg/L(1:DMP,2:DEP,3:DIBP,4:DBP, 5:DMEP,6:BMPP,7:DEEP,8:DPP,9:DHXP,10:BBP, 11:DBEP,12:DCHP,13:DEHP,14:DPhP,15:DNOP,16DNP)
2.5 实际样品的测定
采用本方法对市售4个品牌的油辣椒产品进行检测,测定结果见表4,其中1号样品含有DIBP,3号样品含有DBP、DEHP,其余组分低于检出限。实验又对1号和3号样品包装盖胶垫和原料油进行检测,发现1号样品的包装盖胶垫中含有DIBP,而3号样品的原料油中含有DBP和DEHP,推测这两个样品中的邻苯二甲酸酯分别是由包装材料和原料油引入。
注:“-”表示低于检出限,“*”含量超出曲线,另外单点定量。
3 结 论
本实验对油辣椒制品液液萃取、冷冻离心后直接进样,GC-MS-SIM分析测定邻苯二甲酸酯类。优化了萃取试剂,离心温度及色谱参数。在线性范围内,方法具有良好的回收率和重复性,前处理简便、快捷,适合应用于大批量油脂样品中邻苯二甲酸酯类分析检测工作。
参考文献
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21种邻苯二甲酸酯 篇4
1材料与方法
1.1仪器岛津高效液相色谱仪Shimadzu 2010A带PDA检测器,岛津气相色谱单重四极杆质谱联用仪GCMS- QP2010。
1.2试剂甲醇、乙腈(色谱纯),纯化水,PAEs对照品:邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二正丙酯(DPP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二正戊酯(DAP)、邻苯二甲酸二正己酯(DHP)、邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)、 邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)(均为色谱纯)。
1.3溶液配制
1.3.1标准曲线溶液的配制分别精密称取10种PAEs化合物对照品50 mg,置同一50 ml容量瓶中,用甲醇溶解并定容至刻度,摇匀,配制成浓度约为1 mg/ml的混合对照品溶液。精密移取混合对照品储备溶液0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0 ml分别置于10 ml具塞刻度管中,用甲醇稀释至刻度,摇匀,得到浓度分别为0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mg/ml的混合对照品标准曲线系列溶液。
1.3.2混合对照溶液储备溶液的配制精密称取10种PAEs化合物对照品100 mg,置同一25 ml容量瓶中,用甲醇溶解并定容至刻度,配成浓度为4 mg/ml的混合对照品储备溶液。
1.3.3样品溶液的制备称取样品约1 g,精密称定, 置于10 ml具塞刻度管中,加入适量甲醇,振荡分散样品,超声提取20 min,室温下放置,用甲醇定容至10 ml, 必要时离心,取上清液用0.45 μm滤膜过滤,即得样品溶液。
1.3.4系统适用性溶液取浓度为0.4 mg/ml的标准曲线溶液作为系统适用性试验溶液。
1.4试验方法
1.4.1色谱条件以Shimadzu VP- ODS分析柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)为色谱柱,柱温25 ℃,以甲醇、乙腈混合溶液(V/V4∶1)为有机相,与水进行梯度洗脱,洗脱程序见表1。二极管阵列检测器,检测波长为280nm, 流速为1.0 ml/min,进样量为5 μl。
1.4.2 GC- MS条件气相色谱条件:色谱柱:HP-5MS或类似石英毛细管柱(30 m×0.25 mm I.D.,0.25 μm); 进样口温度:250 ℃;色谱与质谱接口温度:280 ℃ ; 柱温:程序升温,初始温度60 ℃(保持1 min),以20 ℃ /min上升至220 ℃( 保持1 min),再以5 ℃/min上升至300 ℃(保持4 min);载气:高纯氦气, 流速1.0 ml/min;进样方式:不分流进样;进样量:1.0 μl。 质谱条件:电离方式:电子轰击(EI)源;电离能量:70 e V; 溶剂延迟:5 min;扫描方式:选择离子扫描(SIM)。
2结果
2.1系统适用性试验取“1.3.4”项下系统适用性试验溶液,照“1.4.1”项下的色谱条件进样5μl,记录色谱图,各峰理论塔板数均大于3 000,邻近峰间分离度均大于1.5,见图1。
注:出峰顺序:1- DMP—邻苯二甲酸二甲酯;2- DEP—邻苯二甲酸二;3- DPP—邻苯二甲酸二正丙酯;4- BBP—邻苯二甲酸丁基苄酯; 5- DBP—邻 二 酸 正 酯 ;6- DAP—邻 二 酸 正 酯 ; 7- DCHP—邻苯二甲 二 己 ;8- DHP—邻 二 酸 正 酯 ; 9- DEHP—邻苯二甲酸二异辛酯;10- DOP—邻苯二甲酸二正辛酯
2.2线性关系考察取“1.3.1”项下各浓度标准曲线溶液,照“1.4.1”项下的色谱条件,各进样5μl,以峰面积为纵坐标,对照品溶液的浓度为横坐标,绘制标准曲线。结果表明,10种PAEs在0~0.8 mg/ml浓度范围内与峰面积呈良好的线性关系,见表2。
2.3进样精密度照“1.4.1”项下的色谱条件,取系统适用性试验溶液连续进样6次,测得10种PAEs的峰面积,其RSD(n=6)分别在0.13%~0.43%之间,精密度良好。
2.4溶液稳定性取“1.3.4”项下系统适用性试验溶液,分别于室温放置0,2,4,8,12 h后,照“1.4.1”项下的色谱条件进样测定,结果10种邻苯二甲酸酯峰面积的RSD在0.13%~0.53%之间。由测定结果可知,溶液在测定期间是稳定的。
2.5重复性取“1.3.3”项下样品溶液,照“1.4.1”项下的色谱条件进样测定。色谱图中可疑峰经与该物质的标准紫外光谱图比较确证后,根据峰面积,从标准曲线上查得相应组分的质量浓度,计算样品中组分的量及RSD(n=6)。结果:该批样品中检出DEP的平均值为6 469 μg/g,RSD为1.6%。
注:出峰顺序:DMP—邻苯二甲酸二甲酯;DEP—邻苯二甲酸二乙酯; DPP—邻苯二甲酸二正丙酯;BBP—邻苯二甲酸丁基苄酯;DBP—邻苯二甲酸二正丁酯;DAP—邻苯二甲酸二正戊酯;DCHP—邻苯二甲酸二环己酯;DHP—邻苯二甲酸二正己酯;DEHP—邻苯二甲酸二异辛酯; DOP—邻苯二甲酸二正辛酯。
2.6回收率精密称取样品1.0 g,精密加入“1.3.2”项下混合对照品储备液适量,照“1.3.3”项下进行操作,制成低、中、 高3个水平加标样品,每一水平平行制备6份样品。照“1.4.1”项下的色谱条件进样测定。结果10种邻PAEs在低、中、高3个水平的加标回收率分别在95.0%~108.2%,97.0%~102.5%,95.6%~104.6%之间。见表3。
注:出峰顺序:DMP—邻苯二甲酸二甲酯;DEP—邻苯二甲酸二乙酯; DPP—邻苯二甲酸二正丙酯;BBP—邻苯二甲酸丁基苄酯;DBP—邻苯二甲酸二正丁酯;DAP—邻苯二甲酸二正戊酯;DCHP—邻苯二甲酸二环己酯;DHP—邻苯二甲酸二正己酯;DEHP—邻苯二甲酸二异辛酯; DOP—邻苯二甲酸二正辛酯。
2.7检出限及定量限取 “1.3.1” 项下浓度为0.1 mg/ml的标准曲线溶液,逐步稀释后,照“1.4.1”项下色谱条件进样5μl进行测定。见表4。
注:出峰顺序:DMP—邻苯二甲酸二甲酯;DEP—邻苯二甲酸二乙酯; DPP—邻苯二甲酸二正丙酯;BBP—邻苯二甲酸丁基苄酯;DBP—邻苯二甲酸二正丁酯;DAP—邻苯二甲酸二正戊酯;DCHP—邻苯二甲酸二环己酯;DHP—邻苯二甲酸二正己酯;DEHP—邻苯二甲酸二异辛酯;DOP— 邻苯二甲酸二正辛酯。
2.8样品测定对市售15种指甲油和17种香水样品进行测定,照“1.3.3”项下进行样品处理,照“1.4.1”项下的色谱条件进样测定并将可疑峰与对照品峰光谱图比较,进行初步判定。将阳性样品及相应对照溶液做适当稀释,照“1.4.2”项下实验方法对阳性结果进行确认。结果指甲油中均未检出目标PAEs,17批香水样品中7批检出DEP,见表5。典型光谱图和质谱确认图见图2、图3。
3讨论
(1)实验中曾考察C8和C18两种填料的反相色谱柱对10种目标化合物的分离,结果C18填料的反相色谱柱对目标化合物的分离更好,也对不同厂家生产的C18色谱柱进行考察, 最后选定Shimadzu VP- ODS分析柱(250mm×4.6mm,5μm) 进行分离分析。
(2) 在实验中参考文献方法,分别考察了甲醇- 水、乙腈- 水等流动相体系,并采用梯度洗脱的方式对10种化合物进行分离,结果BBP和DBP,DAP和DCHP不能达到基线分离,后采用甲醇、乙腈混合溶液(V/V4∶1)为有机相,与水进行梯度洗脱,10种PAEs的分离度均在1.5以上,并把分析时间控制在30 min以内。
(3)为选择合适的检测波长,在190~400 nm间考察了多个检测波长,综合比较,在280 nm处各目标组分的灵敏度较为接近,基质干扰小,最终确定检测波长为280 nm。
注:ND代表未检出;其它9种邻苯二甲酸酯未检出。
(4) 在实验中选择提取难度较大的指甲油样品作为回收率测定样品,并对提取条件进行优化,通过对水、甲醇、乙腈3种提取溶剂以及不同时间的超声、振荡等提取条件的摸索,最终确定了以甲醇振荡分散样品后超声20 min的提取条件为最佳。
(5) 本文中先采用带二极管阵列检测器液相色谱仪对可疑样品进行初筛,再进一步采用灵敏度更高、特征性更强的气相色谱- 质谱法对阳性结果进行确认。 一方面,可降低测定成分复杂样品给GC- MS带来污染的可能性;另一方面,使用普及度更高的仪器进行初筛也在保证判定结果的基础上节约了分析成本。
(6)实验中涉及的样品中有国产品牌,也有进口品牌,大多数为知名品牌。从检测结果上看,并不存在显著性差异。样品中未检出《化妆品卫生规范(2007年版)》中列出的禁用组分DBP、DAP、BBP、DEHP等。指甲油样品中未检出文中所涉及PAEs,而香水样品中有7批检出DEP,含量在0.02%~1.02%之间。说明在香水中使用PAEs作为抗挥发剂的现象是普遍存在的,应避免婴幼儿及育龄期妇女接触此类化妆品。
4结论
目前《化妆品卫生规范(2007年版)》化妆品卫生规范中尚没有制定PAEs的测定方法。本文中建立的HPLC法操作简单,分离效果好,准确度和精密度高,同时对于阳性样品采用灵敏度更高、特征性更强的GC- MS联用技术进行确认,方法灵活,判定结果可信度高,适用于化妆品中PAEs的测定。
作者声明本文无实际或潜在的利益冲突
摘要：目的 建立一种高效、准确、灵敏的化妆品中10种邻苯二甲酸酯的高效液相色谱(HPLC)测定方法,并用气相色谱-质谱(GC-MS)法对阳性结果进行进一步确证。方法 用甲醇提取化妆品中的邻苯二甲酸酯,经VP-ODS(250 mm×4.6 mm,5μm)柱分离,以甲醇-乙腈-水为流动相以梯度洗脱的方式进行色谱分离,以二极管阵列检测器进行检测及初步定性鉴别,于280 nm处进行定量测定。样品中的阳性结果用气GC-MC法进行进一步确证。结果 10种邻苯二甲酸酯均达到基线分离,并在0~0.8 mg/ml浓度范围内与峰面积呈良好的线性关系;低、中、高3个水平回收率分别为95.0%~108.2%、97.0%~102.5%、95.6%~104.6%;最低检出限在0.5~3 ng之间。结论 该方法简便、灵敏、专属性好,可同时测定化妆品中10种邻苯二甲酸酯类化合物的量。GC-MC法的应用对阳性样品的确认提供了保证。
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