超聲萃取-高效液相色譜法同時(shí)測定人造革中7種苯并三唑類紫外線吸收劑含量

謝堂堂， 王成云*， 林君峰， 沈雅蕾， 褚乃清， 莊佩潔

(1.深圳出入境檢驗(yàn)檢疫局工業(yè)品檢測技術(shù)中心，廣東深圳 518067；2.深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東深圳 51855)

苯并三唑類紫外線吸收劑吸收紫外線能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定，與高聚物親和性好，因而在人造革中獲得了廣泛應(yīng)用，人造革經(jīng)其整理后，防紫外線性能大大提高。例如，用于仿真皮人造革、汽車內(nèi)飾人造革中均添加0.1%～0.3%的苯并三唑類紫外線吸收劑，大幅度提高了其防紫外線性能[1 - 2]。目前，苯并三唑類紫外線吸收劑主要的品種有UV-350、UV-329、UV-328、UV-327、UV-326、UV-320、UV-P等幾種，但有研究表明UV-320和UV-327難以降解且能在人體內(nèi)富集[3]，因此日本將UV-320列入《化學(xué)物質(zhì)控制法》的“第一等級監(jiān)控化學(xué)物質(zhì)”，將UV-327列入“I類化學(xué)污染物檢測對象”[4]，禁止進(jìn)口含有UV-320的產(chǎn)品。目前，對于苯并三唑類紫外線吸收劑的檢測已有大量文獻(xiàn)報(bào)道[5 - 13]，但尚未見文獻(xiàn)報(bào)道對人造革中苯并三唑類紫外線吸收劑的含量進(jìn)行測定。

本文采用超聲萃取技術(shù)提取人造革中的苯并三唑類紫外線吸收劑，提取物經(jīng)處理后進(jìn)行高效液相色譜(HPLC)分析，建立了能同時(shí)測定人造革中上述7種苯并三唑類紫外線吸收劑含量的HPLC方法，并用于市售人造革樣品的測定，結(jié)果在部分樣品中檢出了不同含量水平的UV-P和UV-329。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

KQ-100E超聲波可控溫清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；LC-20AD高效液相色譜儀(日本，Shimadzu公司)；SmarVapor RE501旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(德國，Dechem-Tech公司)；氮吹儀(青島海科儀器有限公司)；0.22 μm濾膜(美國，Anpel公司)；QYB-3自動(dòng)制樣機(jī)(中山市啟元機(jī)械科技有限公司)。

標(biāo)準(zhǔn)品純度均大于98%，其化學(xué)分子式等信息見表1。其中UV-350、UV-326和UV-P均由美國Accustandard Inc.公司提供，UV-328和UV-329均由日本東京化成株式會(huì)社提供，UV-320由德國Dr.Ehrensterfor GmbH公司提供，UV-327由美國ChemService公司提供。用甲醇配制濃度約為1 000 μg/mL的各標(biāo)準(zhǔn)儲備液，分別移取適量體積的各標(biāo)準(zhǔn)儲備液，用甲醇配制混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液，混標(biāo)中UV-P、UV-320、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329和UV-350的濃度分別為41.00、52.00、46.00、43.00、53.00、39.00、41.20 μg/mL。色譜純甲醇由天津科密歐化學(xué)試劑有限公司提供，分析純試劑均由廣州化學(xué)試劑廠提供。

表1 標(biāo)準(zhǔn)品信息

1.2 樣品處理

將樣品用自動(dòng)制樣機(jī)切割成5×5 mm的小塊，混勻，稱取1.0 g樣品，置于50 mL帶螺口EPA樣品瓶中，加入20 mL甲醇，40 ℃下超聲萃取30 min，過濾，殘?jiān)俅斡?0 mL甲醇超聲萃取。合并萃取液，將其旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干后，再用干燥氮?dú)饩徛蹈?。殘留物? mL甲醇溶解，所得溶液經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后進(jìn)行HPLC分析。必要時(shí)，可先進(jìn)行適當(dāng)稀釋。

1.3 分析條件

Agilent Eclipse XDB-C18色譜柱(250×4.6 mm×5.0 μm)，柱溫30 ℃，流動(dòng)相為100%甲醇，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣量為10.0 μL，檢測波長為340 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 超聲萃取條件的優(yōu)化

超聲萃取效率受超聲萃取方式、溫度、時(shí)間、溶劑種類及用量影響。首先考察不同溶劑對萃取效果的影響，分別以甲苯、苯、乙腈、正己烷、丙酮、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇、正己烷/丙酮(1∶1)、二氯甲烷/丙酮(1∶1)、三氯甲烷等11種常見溶劑為萃取溶劑，按1.2節(jié)給出的條件超聲萃取2個(gè)陽性樣品中的目標(biāo)分析物，其中1#樣品為米白色人造革，2#樣品為鐵灰色人造革，結(jié)果見表2。在這2個(gè)陽性樣品中均檢出UV-P和UV-329，且甲醇的總萃取量均最大。在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用乙腈、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、DMF等溶劑作為萃取溶劑時(shí)，由于這些溶劑能部分溶解人造革，導(dǎo)致萃取液中含有大量的高聚物，必須用沉淀劑先對其進(jìn)行沉淀，將這些高聚物從萃取液中分離出來，而常用的沉淀劑主要是甲醇和正己烷[14]。使用甲醇作為萃取溶劑時(shí)，萃取液中基本上無高聚物存在。

表2 不同溶劑的超聲萃取效果(mg/kg)

以甲醇為萃取溶劑，分別考察萃取溫度(因素A)、時(shí)間(因素B)及溶劑用量(因素C)對2個(gè)樣品萃取量的影響，以總萃取量來判斷萃取效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)萃取時(shí)間為30 min、萃取溫度為45 ℃、甲醇體積為25 mL時(shí)，2個(gè)樣品的總萃取量均達(dá)到最大值。按表3設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行正交試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對于2個(gè)陽性樣品，萃取時(shí)間對總萃取量的影響均最大，其次是溶劑體積，萃取溫度的影響最小，優(yōu)化方案均為A2B1C2。

表3 正交實(shí)驗(yàn)(mg/kg)

按上述優(yōu)化方案對1#陽性樣品連續(xù)3次超聲萃取，UV-P的萃取量分別為66.35、0.91、0.84 mg/kg，UV-329的萃取量分別為3.31、0.00、0.00 mg/kg，可見，連續(xù)2次超聲萃取后，目標(biāo)分析物已基本被萃取。

綜上所述，超聲萃取條件最終優(yōu)化如下：以20 mL甲醇為萃取溶劑，在40 ℃下超聲萃取30 min，連續(xù)超聲萃取2次。

2.2 分析條件的優(yōu)化

以甲醇為空白溶液，測定7種目標(biāo)物的紫外-可見吸收光譜，結(jié)果見圖1。每個(gè)組分的紫外-可見吸收光譜圖中均有2個(gè)吸收峰，且各組分在340 nm處均有較強(qiáng)的吸收，因此檢出波長選擇為340 nm。

液相色譜分離效果取決于流動(dòng)相組成、洗脫梯度、流動(dòng)速度、色譜柱溫度等因素，分別以甲醇/水、乙腈/水、甲醇、乙腈作為流動(dòng)相，對混標(biāo)進(jìn)行分離，觀察分離效果的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)流動(dòng)相為甲醇時(shí)，各組分完全分離。流動(dòng)速度也對色譜分離有影響，流動(dòng)速度增加時(shí)，色譜柱壓力上升，各組分的保留時(shí)間和色譜峰面積均下降，各組分間的分離度也同時(shí)下降。色譜柱溫度升高時(shí)，色譜柱壓力下降，各組分的保留時(shí)間、色譜峰面積以及各組分間的分離度也變小。經(jīng)優(yōu)化，當(dāng)色譜柱溫度為30 ℃，流動(dòng)速度為1.0 mL/min時(shí)，分離效果最好，圖2為該條件下混標(biāo)的HPLC圖。

圖1 紫外-可見(UV-Vis)吸收光譜Fig.1 UV-Vis absorption spectra 1:UV-P;2:UV-328;3:UV-327;4:UV-350;5:UV-326;6:UV-329;7:UV-320.

圖2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的HPLC圖Fig.2 HPLC chromagram of mixed standard solution 1:UV-P;2:UV-328;3:UV-350;4:UV-320;5:UV-326;6:UV-329;7:UV-327.

2.3 線性關(guān)系和檢出限

按上述方法對不同濃度的混標(biāo)進(jìn)行測試，確定其線性關(guān)系，在信噪比(S/N)=3的條件下，確定各組分的檢出限，列于表4中。UV-328和UV-320的檢出限均為0.10 mg/kg，其余組分檢出限均為0.05 mg/kg。

表4 線性關(guān)系和檢測限

表5 精密度實(shí)驗(yàn)(mg/kg)(n=9)

2.4 方法精密度和回收率

采取對陽性樣品進(jìn)行多次平行測試的方法來確定方法的精密度(RSD)，共測試3個(gè)陽性樣品，每個(gè)樣品均進(jìn)行9次平行樣測試，測試結(jié)果見表5，RSD為1.36%～6.51%。

取在空白樣品中加標(biāo)的方法來測定方法的回收率，分別添加3個(gè)不同濃度水平的混標(biāo)，每個(gè)水平進(jìn)行9次平行樣測試，結(jié)果見表6。方法的平均加標(biāo)回收率為88.19%～98.32%，RSD為0.61%～3.74%。

表6 回收率試驗(yàn)

圖4 1#樣品的HPLC圖Fig.4 HPLC chromatogram of sample 1#

2.5 實(shí)際樣品測試

采用建立的方法對153個(gè)市售人造革樣品進(jìn)行測試，結(jié)果在6個(gè)樣品中檢出UV-P和UV-329，結(jié)果見表7。圖4是1#樣品的HPLC圖，該樣品中檢出UV-P和UV-329，其含量分別為67.61、3.32 mg/kg。

表7 實(shí)際樣品測試結(jié)果(mg/kg)

3 結(jié)論

以甲醇為萃取溶劑，超聲萃取人造革中的苯并三唑類紫外線吸收劑，萃取液經(jīng)濃縮后進(jìn)行HPLC分析，從而建立了能同時(shí)測定人造革中7種苯并三唑類紫外線吸收劑含量的HPLC方法。該方法簡單快速，靈敏度高，檢出限低至0.05～0.10 mg/kg，完全滿足人造革中苯并三唑類紫外線吸收劑含量檢測的需要。