一種快速檢測PAM中丙烯酰胺殘留量的方法

陶阿暉，焦 劍，徐重建

（安徽天潤化學(xué)工業(yè)股份有限公司，安徽蚌埠233010）

1 引言

PAM是丙烯酰胺均聚物和各種共聚物的統(tǒng)稱,是重要的水溶性聚合物,廣泛應(yīng)用于采油、化工、造紙、紡織、制糖、醫(yī)藥、環(huán)保、建材、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域并已滲透到人們的日常生活中。然而PAM工業(yè)化生產(chǎn)過程中的產(chǎn)物必然會殘余部分未反應(yīng)的丙烯酰胺單體，而丙烯酰胺又是致癌物質(zhì)和神經(jīng)致毒劑[1-3]，世界衛(wèi)生組織的《環(huán)境衛(wèi)生標準49-丙烯酰胺》對此作出了嚴格要求。為了防止丙烯酰胺進入環(huán)境，危害人體健康，必須對PAM中殘留的丙烯酰胺進行嚴格檢測。目前較為準確的檢測方法是高效液相色譜法[4-5]和氣相色譜法[6]，其中高效液相色譜法中樣品的前處理時間較長，如果沒有外界條件干預(yù)，浸取時間通常在24h以上。對于生產(chǎn)PAM的企業(yè)，使用該方法難以適應(yīng)企業(yè)對產(chǎn)品快速檢測、準確分析的要求。我們在進一步完善現(xiàn)有分析方法的基礎(chǔ)上，在樣品的前處理階段引入超聲萃取，明顯縮短前處理時間，同時在液相色譜的分析中使用含KH2PO4的溶液作為流動相，提高色譜出峰的區(qū)分度，為聚丙烯酰胺生產(chǎn)企業(yè)提供一種簡便、快速、準確的測量丙烯酰胺含量的方法。

2 試驗部分

2.1 儀器與試劑

安捷倫1120高效液相色譜儀，電子天平，超純水儀，超聲波清洗器。丙烯酰胺標準樣品（GR），磷酸（AR），磷酸二氫鉀（AR），甲醇（GR），陰離子、非離子聚丙烯酰胺，天潤化工自產(chǎn)。

2.2 溶液的配制

2.2.1 流動相

A：10mmol/L的磷酸二氫鉀鹽緩沖溶液，30%的磷酸調(diào)節(jié)pH=3.0，配制成0.5L加入20mL純甲醇，過濾后避光低溫保存。B：純甲醇溶劑。

2.2.2 標準溶液的配制

取1g±0.0001g丙烯酰胺，溶于1L容量瓶中。溶劑以水∶甲醇=85∶15（V/V）配制，制備母液1mg/mL。

2.2.3 萃取液的制備

取3g±0.001g聚丙烯酰胺，溶于30mL甲醇∶水=4∶1（V/V）溶劑中，如果聚丙烯酰胺顆粒的粒度太大，可用甲醇∶水=3∶1混合試劑，超聲1h。靜置，傾出上層清液，取10mL，稀釋到100mL（或5mL稀釋到50mL），0.22μm水相濾頭過濾。

2.3 色譜條件

色譜柱：惠杰Sino Chrom ODS-BP C-18反相柱（5μm，4.6mm×200mm，大連依利特公司）；流動相 A：10mmol/L KH2PO4溶液（稱取0.6805g KH2PO4溶解到500mL容量瓶中，磷酸調(diào)節(jié)至pH=3.0）；B:甲醇，A∶B（V/V）=85∶15；檢測波長 210nm；流速 0.8mL/min；柱溫為室溫；進樣量20μL。

3 結(jié)果與討論

3.1 流動相的選擇

丙烯酰胺上有酰胺基團存在，如果只是以水為流動相，該酰胺基團會和色譜柱中的羥基硅膠表面的硅羥基作用，造成色譜峰出現(xiàn)拖尾和保留值不穩(wěn)定的現(xiàn)象。為了有效消除這一影響，在流動相中加入KH2PO4的緩沖鹽溶液（起到抑制劑的作用），有助于增加方法的可靠性以及峰形的尖銳性，而且磷酸鹽溶液在紫外區(qū)域幾乎沒有吸收。

對比不同流動相對高效液相色譜峰的影響，條件一，不加KH2PO4溶液緩沖鹽溶液的流動相；條件二，加入流動相：A：10mmol/L KH2PO4溶液 （稱取 0.6805g KH2PO4溶解到500mL容量瓶中，磷酸調(diào)節(jié)至pH=3.0）。B：甲醇，A∶B（V/V）=85∶15。發(fā)現(xiàn)后者色譜峰的分離效果更好，未出現(xiàn)峰疊加現(xiàn)象。通過比對GB/T 22312-2008《塑料聚丙烯酰胺殘留丙烯酰胺含量測定方法》中的實驗方法所得結(jié)果，充分體現(xiàn)出加入緩沖鹽的優(yōu)勢。

3.2 外標法線性關(guān)系

取1mg/mL的母液，分別稀釋成0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05mg/mL，每個濃度進三個樣取平均值，得到的標準曲線如圖1。

線性擬合 ax+b，a=4.06070e-010，b=-7.80844e-005

相關(guān)系數(shù)R2=0.999982

考查標準曲線的相對標準偏差RSD，見表1。

圖1 校正曲線

表1 標準溶液的相對標準偏差

3.3 聚丙烯酰胺萃取回收率測定

取已測定殘留量的聚丙烯酰胺，加入其殘留丙烯酰胺質(zhì)量的50%、100%、150%的標準AM，測定方法的回收率，結(jié)果見表2。

表2 丙烯酰胺殘留回收率

上述回收率測定表明，萃取的效果比較完全，可以認定采用超聲萃取的方法可以將陰離子和非離子聚丙烯酰胺中的AM單體萃取出來。

3.4 檢測限的測定

采用逐級稀釋的方法，得到最低檢出限濃度0.05μg/mL。

3.5 聚丙烯酰胺殘留單體的測定

每個小批號取1個樣進行測試，測試結(jié)果見圖2。測得丙烯酰胺含量為0.01603mg/mL，代入公式

AM%=（0.01603×30×10/3.0×1000×0.92）×100%=0.1742%

其中AM含量計算公式：

圖2 陰離子聚丙烯酰胺萃取液色譜圖

式中：C—檢測的濃度，mg/mL；V—加入萃取劑的體積，mL；a—稀釋倍數(shù)；m—稱取 PAM的質(zhì)量，g；n—固含量（一般不計）。

4 結(jié)論

通過采用超聲萃取和高效液相色譜技術(shù)對PAM中的丙烯酰胺進行檢測，可以明顯縮短檢測時間，同時具有操作簡單，提高分析結(jié)果重現(xiàn)性，有利于對樣品的快速檢測，具有靈敏度高，檢測限低的特點。

[1]高景恒，鄭剛，王忠媛.關(guān)于丙烯酰胺毒性的研究及相關(guān)規(guī)定（文獻復(fù)習）[J].實用美容整形外科雜志，2002，13（3）：148-152.

[2]劉紅河，陳春曉，柳其芳，等.食品中致癌物丙烯酰胺的固相萃取-高效液相色譜聯(lián)用測定方法[J].職業(yè)與健康，2004，20（10）：5-7.

[3]趙丹宇，鄭云雁.丙烯酰胺的安全性及國際組織的評價[J].中國食品衛(wèi)生雜志，2002，14（5）：76-77.

[4]唐婷，楊天鵬.高效液相色譜法測定奧美定中丙烯酰胺的含量[J].杭州醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校學(xué)報，2004，25（2）：7-9.

[5]江霜英，高廷耀.高效液相色譜法測定聚丙烯酰胺中的單體[J].同濟大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2000，28（2）：106-108.

[6]雷霖，徐菲，劉麗.氣相色譜檢測PAM單體丙烯酰胺含量新方法[J].工業(yè)用水與廢水，2009，40（6）：57-59.□