液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定紡織品中的四溴雙酚A

李志剛

(浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 鑒湖學(xué)院，浙江 紹興 312000)

液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定紡織品中的四溴雙酚A

李志剛*

(浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 鑒湖學(xué)院，浙江 紹興 312000)

采用固相萃取/超快速液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)(SPE/UFLC-MS/MS)建立了紡織品中四溴雙酚A的測(cè)定方法。樣品經(jīng)甲醇超聲提取，C18-SPE凈化后分析，在串聯(lián)質(zhì)譜電噴霧(ESI)離子多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式下檢測(cè)，以保留時(shí)間以及特征離子對(duì)進(jìn)行定性、定量分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，四溴雙酚A在1.0～100.0 μg/L 范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。稱樣量為1.0 g時(shí)，方法的定量下限為1.0 μg/kg。平均回收率為80.9%～95.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSDs)為2.3%～5.9%。所建方法快速、準(zhǔn)確、靈敏，可用于紡織中四溴雙酚A的分析測(cè)定。

液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜；紡織品；四溴雙酚A

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

AB 5500 型三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國AB SCIEX公司)；Prominence UFLC XR 型超快速液相色譜儀(日本島津公司)；KQ-2200型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；Legend RT 型離心機(jī)(德國Heraeus公司)；固相萃取裝置(美國Supelco公司)；HGC-24型氮吹儀(天津恒奧科技有限公司)。Waters Oasis?HLB 固相萃取小柱(500 mg/6 mL，美國Waters 公司)；Cleanert S C18固相萃取小柱(500 mg/6 mL，北京艾杰爾科技有限公司)。

1.2 試 劑

甲醇、乙腈均為HPLC-MS 級(jí)(美國Thermo Fisher Scientific公司)，氨水(25%)、甲酸均為HPLC級(jí)(美國Tedia公司)，四溴雙酚A(CAS No.79-94-7，含量為99.0%)購于德國Dr.Ehrenstorfer公司。

標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1.0 mg/mL)：準(zhǔn)確稱取10.0 mg四溴雙酚A標(biāo)準(zhǔn)品于10 mL容量瓶中，用少量甲醇溶解并定容至刻度，于4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

標(biāo)準(zhǔn)中間溶液(1.0 mg/L)：吸取0.1 mL標(biāo)準(zhǔn)貯備液于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，混勻后再取1 mL，用甲醇定容至10 mL，于4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

樣品：電熱毯、墻布、沙發(fā)布、窗簾、車座椅套等5個(gè)品種，均購于紹興各大商場(chǎng)及輕紡織城市場(chǎng)。

1.3 儀器條件

1.3.1色譜條件液相色譜柱：Shim-pack XR-ODS Ⅱ(2.0 mm i.d.×150 mm,2.2 μm)；流動(dòng)相:0.04%氨水(A相)和0.04%氨水乙腈(B相)；梯度程序：0～1 min：10%B，1～3 min：10%～80%B，3～3.01 min：80%～10%B，3.01～5 min：10%B；流速：0.45 mL/mim；進(jìn)樣量：5.0 μL。

1.3.2質(zhì)譜條件定量監(jiān)測(cè)方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM)；離子源：電噴霧離子源負(fù)離子模式(ESI-)；霧化氣(GS1)：3.44×105Pa；輔助氣(GS2)：3.44×105Pa；氣簾氣(CUR)：1.38×105Pa；碰撞氣(CAD)：4.83×104Pa；離子源溫度(TEM):500 ℃；掃描時(shí)間(T)：10 ms；電噴霧電壓(IS)：-4 500 V；碰撞室出口電壓(CXP)：-10.0 V；碰撞室入口電壓(EP)：-10.0 V。定量離子對(duì)：542.8→79.0、碰撞能量(DP)：-150 V、去簇電壓(DP)：-110 eV；定性離子對(duì)：542.8→291.0、碰撞能量(DP)：-150 V、去簇電壓(DP)：-47 eV。

1.4 樣品制備

1.4.1樣品提取稱取1.0 g剪碎、混勻的樣品于50 mL離心管中，加入10.0 mL甲醇振蕩混勻后，40 ℃超聲萃取20 min，8 000 r/min離心5 min，取上清液，殘?jiān)偌?0.0 mL甲醇，重復(fù)提取1次，合并2次提取液，40 ℃氮吹至1 mL，加9 mL水，混合均勻后，待凈化。

1.4.2樣品凈化將提取液上樣至已用5 mL甲醇、5 mL水活化的C18-SPE小柱，控制流速，使目標(biāo)化合物充分保留，隨后依次用5%氨水溶液、水、2%甲酸溶液、水各5 mL進(jìn)行淋洗，吹干后，用5 mL的90%甲醇溶液進(jìn)行洗脫，40 ℃氮吹至近干，用水-乙腈(9∶1，含0.04%氨水)定容至1 mL，進(jìn)樣，測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的優(yōu)化

2.1.1色譜柱的選擇實(shí)驗(yàn)考察了2種相同規(guī)格的Shim-pack XR-ODS Ⅱ和Shim-pack XR-ODS Ⅲ(均為2.0 mm i.d.×150 mm,2.2 μm)色譜柱對(duì)待測(cè)化合物的色譜行為，結(jié)果顯示，在各自合適的流動(dòng)相條件下，四溴雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰形均較尖銳且對(duì)稱，色譜響應(yīng)水平接近，但在分析實(shí)際樣品時(shí)，Shim-pack XR-ODS Ⅱ上的基線響應(yīng)值明顯低于Shim-pack XR-ODS Ⅲ上的基線響應(yīng)值。取不含四溴雙酚A的沙發(fā)布、窗簾和墻布樣品各1份，加入適量標(biāo)準(zhǔn)中間溶液(1.0 mg/L)，配制含量均為2.0 μg/kg的加標(biāo)樣品，按“1.4”進(jìn)行樣品制備后，分別在上述2種色譜柱上進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，3份相同含量的目標(biāo)物在Shim-pack XR-ODS Ⅱ上的信噪比(S/N)均大于在ODS Ⅲ上的信噪比，為此實(shí)驗(yàn)選擇Shim-pack XR-ODS Ⅱ作為分析柱。

2.1.2流動(dòng)相的優(yōu)化四溴雙酚A由于結(jié)構(gòu)中存在酚羥基，為弱酸性化合物，易在負(fù)離子模式下形成[M-H]-母離子，理論上在流動(dòng)相中加入少量堿可以促進(jìn)化合物的電離，使質(zhì)譜信號(hào)得到增強(qiáng)。配制10.0 μg/L的四溴雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用水和乙腈作為流動(dòng)相進(jìn)行試驗(yàn)，得到的四溴雙酚A色譜峰稍有拖尾，而且靈敏度不理想。然后分別配制了含0.01%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%及0.1%氨水的水和乙腈流動(dòng)相，考察其靈敏度隨流動(dòng)相的變化情況。結(jié)果顯示，隨著氨水含量的增大，四溴雙酚A的靈敏度隨之增大，保留時(shí)間縮短，當(dāng)氨水含量為0.04%時(shí)，四溴雙酚A的靈敏度達(dá)到最高，此時(shí)的離子化效率最高。隨著氨水含量的進(jìn)一步增大，四溴雙酚A的靈敏度隨之下降，其原因是離子源內(nèi)引入過多的OH-，會(huì)與目標(biāo)物形成競(jìng)爭(zhēng)電離，使目標(biāo)物的離子化效率降低，同時(shí)，流動(dòng)相的pH值過高會(huì)嚴(yán)重影響色譜柱的壽命，為此實(shí)驗(yàn)選擇在流動(dòng)相中添加0.04%氨水。

2.2 質(zhì)譜條件的確定

圖1 四溴雙酚A的MRM 圖Fig.1 MRM chromatogram of TBBPA

鑒于目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)中包含2個(gè)羥基，實(shí)驗(yàn)選擇電噴霧離子源負(fù)離子模式對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，用四溴雙酚A標(biāo)準(zhǔn)中間溶液(1.0 mg/L)在全掃描模式下進(jìn)行母離子的選擇，在合適的實(shí)驗(yàn)條件下，質(zhì)譜圖中出現(xiàn)m/z538.8、540.8、542.8、544.8和546.8五個(gè)非常強(qiáng)的信號(hào)，由于溴存在79Br和81Br兩種天然穩(wěn)定同位素，比例大約為1∶1，所以這些信號(hào)均為[M-H]-，其中以m/z542.8最強(qiáng)，因此實(shí)驗(yàn)選擇m/z542.8作為母離子，碎片離子分別為m/z79.0、291.0、420.1和445.6，進(jìn)一步優(yōu)化霧化氣溫度、霧化氣流量以及碰撞能量等條件，得到信號(hào)最強(qiáng)以及次強(qiáng)的碎片離子為m/z79.0[Br]-和m/z291.0[C9H8OBr2]-。實(shí)驗(yàn)以m/z79.0作為定量離子，典型的MRM圖見圖1。

2.3 樣品提取及凈化條件的優(yōu)化

2.3.1樣品提取溶劑的選擇分別稱取1.0 g不含待測(cè)化合物的混勻的沙發(fā)布、窗簾和墻布樣品各8份，分別加入5.0 μL質(zhì)量濃度為1.0 mg/L的四溴雙酚A標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，振搖，使其充分吸收后，靜置12 h，加入提取溶劑10 mL，按“1.4.1”方法振蕩混勻后進(jìn)行超聲提取。以甲醇、乙腈、二氯甲烷、正己烷、丙酮或甲醇-乙腈(1∶1)為提取溶劑的樣品，提取后40 ℃氮吹至近干；以甲醇-水(1∶1)和乙腈-水(1∶1)為提取溶劑的樣品，提取后40 ℃氮吹至液面不再下降。然后加水至10 mL，混合均勻后，按“1.4.2”凈化，上樣，測(cè)定。通過加標(biāo)樣品的峰面積與同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積之比得出回收率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示，3類樣品均以甲醇的提取效率最高，甲醇-乙腈(1∶1)次之，因此實(shí)驗(yàn)選用甲醇作為提取溶劑。

表1 不同提取劑的回收率(%)Table 1 The recovery of different extractants(%)

2.3.2固相萃取小柱的選擇由于紡織物在后整理的過程中會(huì)添加各種添加劑和染料，為降低其他雜質(zhì)對(duì)四溴雙酚A測(cè)定的干擾，必須對(duì)提取溶液進(jìn)行凈化。根據(jù)四溴雙酚A的官能團(tuán)的特性，分別選用HLB固相萃取柱和反相C18萃取柱對(duì)四溴雙酚A的凈化效果進(jìn)行比較，其中前者是以親脂性二乙烯苯和親水性N-乙烯基吡咯烷酮兩種單體按一定比例聚合成的大孔共聚物作為吸附劑，后者是以高純球形硅膠為填料。結(jié)果表明：使用HLB固相萃取柱時(shí)，上樣液含10%甲醇即不能完全保留目標(biāo)化合物，為使四溴雙酚A有較好保留，以水為上樣液，但四溴雙酚A在水中的溶解度不大，轉(zhuǎn)換提取溶劑會(huì)造成待測(cè)物的損失，此外，C18的洗脫效果和重復(fù)性優(yōu)于HLB，因此實(shí)驗(yàn)選擇C18固相萃取柱作為凈化柱。

2.4 基質(zhì)效應(yīng)

基質(zhì)效應(yīng)的存在會(huì)對(duì)分析方法的重復(fù)性、靈敏度、準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，是液相色譜質(zhì)譜中不容忽視的問題，表現(xiàn)為對(duì)待測(cè)物的離子抑制或增強(qiáng)效應(yīng)。基質(zhì)效應(yīng)=某一濃度的基質(zhì)加標(biāo)峰面積/同一濃度的標(biāo)準(zhǔn)峰面積，比值越接近1，說明基質(zhì)效應(yīng)越小，反之則基質(zhì)效應(yīng)越大。實(shí)驗(yàn)取不含四溴雙酚A的電熱毯、墻布、沙發(fā)布、窗簾、車座椅套等紡織樣品各1份，按“1.4”方法進(jìn)行樣品提取和凈化，得到樣品基質(zhì)溶液，然后加入適量標(biāo)準(zhǔn)中間溶液(1.0 mg/L)，配制質(zhì)量濃度均為2.0 μg/L的基質(zhì)加標(biāo)溶液，進(jìn)樣測(cè)定，隨后再測(cè)定2.0 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，計(jì)算基質(zhì)效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，電熱毯、墻布、沙發(fā)布、窗簾、車座椅套等紡織物中四溴雙酚A的基質(zhì)效應(yīng)約為1，即本實(shí)驗(yàn)的基質(zhì)效應(yīng)較小。為此，本實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行定量分析。

2.5 方法的線性范圍、檢出限和定量下限

應(yīng)用數(shù)據(jù)分析軟件以四溴雙酚A的質(zhì)量濃度(c，μg/L)對(duì)定量離子的峰面積(A)進(jìn)行線性回歸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在1.0～100.0 μg/L 范圍內(nèi)，四溴雙酚A的質(zhì)量濃度與峰面積呈良好的線性相關(guān)，線性方程為A=7.84×103c+3.51×102，r=0.999 5。以3倍信噪比(S/N=3)計(jì)算檢出限，以10倍信噪比(S/N=10)計(jì)算定量下限。當(dāng)稱樣量為1.0 g時(shí)，本法的檢出限為0.3 μg/kg，定量下限為1.0 μg/kg。

2.6 精密度與準(zhǔn)確度

取不含四溴雙酚A的電熱毯、墻布、沙發(fā)布、窗簾、車座椅套等紡織物各2份，稱取每份均勻樣品1.0 g，用微量移液器加入一定量的四溴雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液，混勻，制備成低、中、高3個(gè)水平(2.0、10.0、80.0 μg/kg)的質(zhì)量控制樣品，放置12 h 后，按所建立的方法進(jìn)行樣品提取、凈化和測(cè)定。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定6次，結(jié)果見表2。四溴雙酚A的平均回收率為80.9%～95.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.3%～5.9%。

表2 方法的回收率和精密度(n=6)Table 2 Recoveries and precisions of the analyte spiked in a real sample(n=6)

2.7 樣品分析

采用本方法對(duì)電熱毯、墻布、沙發(fā)布、窗簾、車座椅套等5個(gè)品種各10份樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，1份電熱毯和2份窗簾樣品中檢出四溴雙酚A，其含量分別為0.88、1.43、1.09 mg/kg。根據(jù)挪威《消費(fèi)性產(chǎn)品中禁用特定有害物質(zhì)》法案和OEKO-TEX?standard 100的規(guī)定，此3份樣品均為不合格產(chǎn)品。其余樣品未檢出。

3 結(jié) 論

本文對(duì)電熱毯、墻布、沙發(fā)布、窗簾、車座椅套等5種紡織物中的四溴雙酚A的提取溶劑和凈化條件進(jìn)行了考察，同時(shí)對(duì)待測(cè)化合物的色譜質(zhì)譜條件進(jìn)行優(yōu)化。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，四溴雙酚A的平均回收率為80.9%～95.3%，RSD為2.3%～5.9%，方法檢出限和定量下限分別為0.3、1.0 μg/kg。本方法可為紡織品中四溴雙酚A的研究提供技術(shù)支持。

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Determination of Tetrabromobisphenol A in Textiles by Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

LI Zhi-gang*

(School of JianHu，Zhejiang Industry Polytechnic College，Shaoxing 312000,China)

A method was developed for the determination of tetrabromobisphenol A in textiles by ultra-fast liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UFLC-MS/MS) with solid phase extraction.The sample was extracted with methanol by ultrasonic wave,and purified on a C18-SPE cartridge.The analyte was determined by the electrospray ionization-mass spectrometry in multiple reaction monitoring(MRM) mode.The qualitative and quantitative analysis were based on the retention time and characteristic ion pairs of the analyte.There was a linearity for tetrabromobisphenol A in the range of 1.0-100.0 μg/L,and the limit of quantification(LOQ) was 1.0 μg/kg.The average recoveries were in the range of 80.9%-95.3% with the relative standard deviations of 2.3%-5.9%.This method was rapid,accurate and sensitive,and was suitable for the analysis of tetrabromobisphenol A in textiles.

liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry;textiles;tetrabromobisphenol A

10.3969/j.issn.1004-4957.2017.10.017

O657.7；TS107

A

1004-4957(2017)10-1260-05

2017-06-19；

2017-07-05

*

李志剛，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：生態(tài)紡織品檢測(cè)，Tel:0575-88009441,E-mail：nblzg66@163.com