LC-MS/MS法檢測紡織品中APEO的研究

王東林，吳穗生，楊 梅，陳勁文

（廣東廣紡檢測計量技術股份有限公司，廣東廣州510663）

分析測試

LC-MS/MS法檢測紡織品中APEO的研究

王東林，吳穗生，楊 梅，陳勁文

（廣東廣紡檢測計量技術股份有限公司，廣東廣州510663）

討論了GB/T 23322-2009中采用LC-MS/MS法檢測紡織品中APEO質量分數(shù)有時結果不一致的原因；采用三種不同聚合度的OPEO配制新的混合標液，經LC-MS/MS表征，各個組分質量濃度分布更均勻，采用此混合標液檢測紡織品APEO的方法檢出限為0.05 mg/kg，回收率范圍為91.3%~ 104.4%，相對標準偏差為0.75%~3.43%，說明可以通過混合的方法對APEO標液的組分質量濃度分布情況進行調整，建議本標準對APEO的組分分布情況進行嚴格的規(guī)定，使檢測的結果更科學。

烷基酚聚氧乙烯醚；檢測；紡織品

中國是世界上最大的紡織品生產及出口中心，出口額約占世界出口總額的四分之一[1]。雖然我國紡織品產量大，但是質量并不高，產品安全問題頻出，備受各進口國尤其是發(fā)達國家的關注。近年來我國出口的兒童服裝、運動服裝等屢次因為安全問題遭遇國外通報召回。其中安全問題很大部分集中在有毒有害物質超標，尤其是紡織品中表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚APEO。綠色和平組織于2011年發(fā)布了針對紡織品的調查報告 《時尚之毒2：毒隱于衣——全球品牌服裝的有毒有害物質殘留調查》[2]，公布了紡織品中有毒有害物質的檢測結果。該調查共抽檢樣品78個，共檢出52個樣品含有APEO，檢出率超過65%。更讓人擔憂的是，該調查抽檢樣品均取自知名服裝品牌。APEO是烷基酚聚氧乙烯醚類化合物的簡稱，主要成分為NPEO（壬基酚聚氧乙烯醚）和OPEO（辛基酚聚氧乙烯醚）兩大類，是目前被廣泛使用的非離子表面活性劑的主要代表。實際檢出結果中，NPEO檢出量約占85%左右，OPEO約占15%。APEO本身的毒性并不高，但其生物降解性很差，在環(huán)境中降解緩慢，容易在生物體內造成集聚，同時其代謝產物NP（壬基酚）和OP（辛基酚）有很強的魚毒性及類似雌性激素作用，能導致人體精子數(shù)量減少、生殖器官異常，即所謂的 “雌性效應”[3]。APEO廣泛用于紡織品、皮革、洗滌劑等行業(yè)，最終進入水環(huán)境系統(tǒng)，造成水體污染。歐洲于20世紀80年代的東北大西洋海洋環(huán)境保護公約 (OSPAR)中提出優(yōu)先控制的15種化學物質中已有APEO，2003年頒布的歐盟法規(guī) “2003/53/EC指令”規(guī)定化學品中APEO及AP（烷基酚）的質量分數(shù)不能超過0.1%。2017年3月16日美國服裝產品協(xié)會AAFA發(fā)布的第十八版 “受限物質清單”中，規(guī)定了NP的含量小于10 mg/kg，NPEO也在名單之中[4]。

面對APEO的全球禁用，針對APEO檢測方法的研究顯示出重要的意義。目前成熟的APEO檢測方法有GC-MS法，HPLC-FLD法，LC-MS法及LC-MS/MS法。GC-MS常用于檢測小分子質量的有機化合物，APEO為一系列聚合物，聚合度高的APEO分子質量大難以氣化，用GC-MS測定需要先進行衍生化，操作繁瑣且定量不準確[5-6]。因此實踐中HPLC方法測APEO含量更常用，其中LC-MS/MS由于具有兩級質譜，對復雜的化合物具有很強的分辨能力，有效降低檢測結果的假陽性率，因此理論上來說，LC-MS/MS是APEO常用檢測方法中定量最為準確的方法之一。

《GB/T 23322-2009紡織品表面活性劑的測定烷基酚聚氧乙烯醚》中，其中一種方法為RP-LC-MS/MS法，本文對此方法存在的部分問題進行了研究。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1260高效液相色譜儀 （美國安捷倫公司）；Agilent 6420三重四級桿質譜儀 （美國安捷倫公司）；海道夫旋轉蒸發(fā)儀 （德國Heidolph公司）；Agilent Eclipse Class C18液相色譜柱 （1.8μm 3.0×100mm，美國安捷倫公司）。

標準品溶液：OP5EO（辛基酚聚氧乙烯醚，平均聚合度5，純度100.0%，MANHAGE公司），OP10EO（辛基酚聚氧乙烯醚，平均聚合度10，純度100.0%，MANHAGE公司），OP16EO（辛基酚聚氧乙烯醚，平均聚合度16，純度100.0%，MANHAGE公司），異丙醇配制成質量濃度為1.00 mg/mL的標準儲備液，使用時乙腈稀釋到需要質量濃度。實驗中使用的溶劑均為色譜純，實驗用水為去離子水。

1.2 色譜條件

流動相：A相為甲醇，B相為0.5‰的乙酸銨水溶液；流速0.4mL/min；柱溫40℃；進樣量10μL；離子源：電噴霧離子源；掃描極性：正離子模式；掃描方式MRM；霧化氣、碰撞氣均為高純氮氣。梯度洗脫程序：0 min，A相85%→8 min，A相85%→10 min，A相98%→15min，A相98%→17min，A相85%。

1.3 定性和定量

用標準品的質量色譜峰保留時間對測定樣品進行定性，定性時樣品與質量分數(shù)相當標準工作溶液的相對豐度一致，相對離子豐度最大允許偏差見表1。

表1 相對離子豐度最大允許偏差表

按以下公式進行含量計算：

式中，X代表試樣中聚合度2～16的OPEO的質量濃度總和，Xn代表試樣中聚合度為n的OPEO質量濃度，An代表樣液中聚合度為n的OPEO峰面積，Ans代表標液中聚合度為 n的OPEO峰面積，Cns代表標液中聚合度為 n的OPEO的質量濃度，Mn為聚合度為n的OPEO的分子質量，Cs代表標準工作溶液中OPEO的總質量濃度。繪制各聚合度 （n=2～16）的標準曲線，外標法定量計算樣液中目標物的質量分數(shù)。

2 結果與討論

2.1 OP10EO對OP5EO、OP16EO的定量結果

采用平均聚合度為10的OP10EO為標液，標液質量濃度為0.20mg/L、0.40mg/L、0.60mg/L、0.80mg/L、1.00mg/L，配制質量濃度為0.60mg/L的OP5EO、OP10EO及OP16EO溶液，分別對其進行測定，每個樣液測7次，得結果如表2所示。

表2 OP10EO為標液測定OP5EO、OP16EO

從表2結果可以看出，以OP10EO為標液，對已知質量濃度的OP5EO、OP10EO及OP16EO進行測定時，OP10EO的測得值接近于理論值，而OP5EO和OP16EO的結果與理論值有較大差距，說明當樣品中OPEO聚合度發(fā)生變化的時候，檢測結果的可信度降低。 《GB/T 23322-2009紡織品表面活性劑的測定烷基酚聚氧乙烯醚》中，對標準物質OPEO和NPEO的限定為平均聚合度10，由上述結果可以看出，如果檢測樣品中APEO各個聚合度的分布與所用標準物質差別較大，那么所測得的結果與實際真實值是有較大出入。事實上，如果采用不同品牌的標準物質，即使標準物質的平均聚合度相同，因為工藝差別導致實際質量濃度分布情況并不一致，所得出的結果不能很好的吻合。

對于檢測結果的差別，筆者分析有如下幾方面原因：

（1）基本原理存有一定缺陷

OPEO（NPEO同理）為不同聚合度的混合物，標準GB/T 23322-2009對不同聚合度的單組分 （純凈物）進行檢測計算，然后將各個聚合度的組分檢測結果加和，得出OPEO（混合物）總質量濃度。單組分的檢測依據(jù)是其質量濃度與質譜峰面積成正比，但是標液中單個物質的質量濃度試劑公司無法準確給出，因此標準采用公式進行粗略計算，Cns代表標液中聚合度為n的OPEO的質量濃度，Ans代表標液中聚合度為n的OPEO峰面積，Mn為聚合度為n的OPEO的分子質量，Cs代表標準工作溶液中OPEO的總質量濃度。此公式的應用前提是，各個聚合度的OPEO的離子化效率是一樣的。但事實并非如此，不同組分的離子化效率并不一樣，OP16EO的分子質量是OP2EO的近三倍，電離的活化自由能以及物質的表面活性都有較大差別，因此各組分離子化效率的區(qū)別是顯而易見的。同時OPEO（及NPEO）在此反相液相色譜條件下出峰時間基本相同，并未完全分離，因此電離時同時會有競爭性抑制現(xiàn)象，電離化效率高的離子進一步抑制電離化效率低的離子。因此，根據(jù)標準GB/T 23322-2009的公式算出的單組分物質質量濃度不確定度較大，這導致了最終結果的不準確。

（2）計算不全面

從實際檢測結果來看，OP16EO并不止含有聚合度2~16的組分，17，18，19甚至更高聚合度組分仍然占較大比重。而在本標準中，只計算了聚合度2至16的組分，導致測得結果與理論值差距較大。在實際樣品中，仍然發(fā)現(xiàn)部分樣品中的OPEO或者NPEO包含了聚合度16以上的組分。

2.2 混合標液的配制

為獲得更加穩(wěn)定、可靠、普適性的檢測結果，我們對標液配制方法進行了研究。鑒于OPEO與NPEO的相似性及材料原因，我們以OPEO為代表進行了實驗。將平均聚合度分別為5，10，16的OP5EO、OP10EO、OP16EO分別用乙腈配制成質量濃度為1.00 mg/L的標液，LCMS/MS進行檢測，計算各個單組分的Mw*A值（Mw為各個單組分的分子質量，A為單組分在MS/MS上的響應值）。

表3 不同聚合度OPEO中各組分的分布情況

以聚合度為橫坐標，Mw*A值 （Mw為各個單組分的分子質量，A為單組分在MS/MS上的響應值）為縱坐標，繪制 OP5EO、OP10EO和OP16EO的組分分布圖。分布圖見圖1、圖2及圖3。

圖1 OP5EO組分分布圖

圖2 OP10EO組分分布圖

圖3 OP16EO組分分布圖

從圖1、圖2、圖3可以看出，平均聚合度不同，組分分布差異非常大。理論上，將1.00 mg/L的OP5EO、OP10EO、OP16EO乙腈溶液以任意體積比互溶，得到的OPEO的質量濃度仍然可視為1.00 mg/L。我們以聚合度5、10及16的單組分質量濃度為指標，通過線性方程計算及實驗微調，獲得分布更為均勻的混合OPEO標液。配制時，按體積比47∶319∶556取用1.00 mg/L的OP5EO、OP10EO、OP16EO乙腈溶液，通過LC-MS/MS檢測，得到結果如表4。

表4 混合OPEO中各種組分分布情況

以上，我們通過將三種不同平均聚合度的OPEO通過混合配制，得到了各組分質量濃度分布差別更小的混合標液。可以合理推斷，通過更多種類OPEO的合理混合，可以得到各組分的Mw*A值趨于一致的混合標液，這對于固定APEO標液的成分及獲得更科學檢測結果無疑具有較大意義。

圖4 混合OPEO標液組分分布圖

2.3 混合標液對OP5EO、OP10EO、OP16EO的定量結果

采用質量濃度為1.00mg/L的混合標液，分別配制成0.20 mg/L、0.40 mg/L、0.60 mg/L、0.80 mg/L、1.00 mg/L標液，以此系列標液作校正曲線，分別測定質量濃度為0.60 mg/L的OP5EO、OP10EO及OP16EO溶液，每個樣液測7次，得結果如表5所示。

由以上結果可以看出，相比于以OP10EO為標液，采用混合標液所得的檢測結果與理論值更為接近。主要原因在于混合標液縮小了內部各個組分質量濃度的差別，使檢測結果更加科學。

表5 混合標液對OP5EO、OP10EO、OP16EO的定量結果

由以上結果可以看出，相比于以OP10EO為標液，采用混合標液所得的檢測結果與理論值更為接近。主要原因在于混合標液縮小了內部各個組分質量濃度的差別，使檢測結果更加科學合理。

2.4 檢出限和回收率

2.4.1 儀器檢出限的測定

配制0.2 mg/L的OPEO混合標液，按照相應檢測程序重復測定十次，按公式CL=計算儀器檢出限。式中，CL為儀器檢出限，Ki為置信因子，此處取3，Si測量值的標準偏差，C—樣品真實質量濃度，—測量值的平均值，測得OPEO在儀器上的儀器檢測限為0.01mg/L。

2.4.2 方法檢出限及加標回收率的測定

取空白紡織品十份每份加入0.20 mg/kg的OPEO，按照程序處理及測定樣品，按公式 CD=計算方法檢出限，式中CD為方法檢出限；KD置信因子，此處取3；Si測量值的標準偏差；C樣品加標質量分數(shù)；測量值的平均值。得到方法檢出限為0.05 mg/kg?；厥章史秶鸀?1.3%~104.4%，相對標準偏差為0.75%~ 3.43%，符合標準規(guī)定。

3 結論

本文分析了LC-MS/MS測定紡織品中APEO時定量不準確的問題，配制了混合OPEO標液并得到較好的檢測結果，說明可以通過混合的方法對標液中各組分質量濃度分布情況進行調整，建議本標準對APEO的組分分布情況進行嚴格的規(guī)定，使檢測的結果更科學。

[1] 蔡濤，王明葵.紡織服裝中烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）的現(xiàn)狀和對策 [J].中國纖檢，2014（8）:82-85.

[2] 時尚之毒2:毒隱于衣--全球品牌服裝的有毒有害物質殘留調查 [EB/OL]http://www.greenpeace.org/ china/Global/china/publications/campaigns/toxics/dirty -laundry-2.pdf.

[3] 唐育民.再談APEO的禁用及應對措施 [J].染整技術，2006，28（8）:27-29.

[4] Restricted SubstancesLists[EB/OL]https://www.wewear. org/rsl/

[5] 臧瑞玲，胡曉芳，印春生，等.辛基酚聚氧乙烯醚好氧生物降解產物的GC-MS測定 [J].環(huán)境化學，2005，24（6）:714-718.

[6] Liu R，Zhou JL，Wilding A.Similtaneous determination of endocrine disrupting phenolic compounds and steroids in water by solid-phase extraction-gas chromatography-mass spectrometry[J].Chromatogr A，2004，1022（1-2）:179-189.

THE LC-MS/MSANALYSISOF APEO IN TEXTILE

WANG Dong-lin，WU Sui-sheng，YANG Mei，CHEN Jin-wen
(Guangdong Textile Testing and Measuring Technology Co.，Ltd，Guangzhou 510663，China)

Analyzed the reasons for inconsistent results of textile APEO detecting when used LC-MS/MS method in GB/T 23322-2009.A new mixed standard solution was prepared by using three OPEO solutions with different polymerization degrees.According to LC-MS/MS characterization， the content of each componentwas better-distributed.The detection limit of themixed APEO standard solution was 0.05mg/kg，recovery rate was 91.3%~104.4%，and relative standard deviation was 0.75%~3.43%.Obviously，the content of the APEO components can be adjusted bymixing.We recommend that GB/T 23322-2009 should bemore stringent on the components of APEO，so obtained results can bemore accurate.

APEO，detection，textiles

TS107

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.02.008

1672-500X(2017)02-0034-06

2017-04-18

王東林 （1984-），男，重慶人，碩士，從事第三方化學檢測及計量工作。