現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在熒光增白劑檢測中的應(yīng)用

周利英，左鵬飛，朱 駿，常云芝，戴 璐

（1．昆山出入境檢驗檢疫局，昆山215300； 2．江蘇出入境檢驗檢疫局，南京210001）

熒光增白劑（FWAs）是一種能夠吸收不可見的紫外光，激發(fā)出可見的藍紫色熒光，增加光的總反射量，達到增白和增艷效果的有機化合物［1］。FWAs發(fā)現(xiàn)于20世紀20年代，由于其良好的增白效果，目前已廣泛應(yīng)用于紙張、紡織品、塑料制品和洗滌劑等領(lǐng)域中。FWAs會通過人體皮膚或口腔的接觸進入人體，在肝臟等主要器官蓄積，加重器官的負擔。大量醫(yī)學試驗證明，F(xiàn)WAs是潛在的致癌因素，會危害人體健康，同時，F(xiàn)WAs對環(huán)境也有潛在的危害［2］。近年來，隨著“藍月亮熒光增白劑事件”［3］和“紙制品被檢出熒光物質(zhì)”［4］等事件的頻發(fā)，消費品中是否含有FWAs已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點問題，眾多學者開展了FWAs檢測技術(shù)的研究。本文綜述了近10年間國內(nèi)外FWAs檢測技術(shù)的最新進展，對光譜、色譜、質(zhì)譜等現(xiàn)代儀器分析技術(shù)應(yīng)用于FWAs檢測的現(xiàn)狀進行了歸納和評述，希望能為FWAs的各項研究工作提供參考。

1 光譜分析技術(shù)

光譜分析技術(shù)是根據(jù)物質(zhì)的光譜來鑒別和確定物質(zhì)的化學組成和相對含量的一種分析方法，應(yīng)用在FWAs檢測中的有紫外分光光度法和熒光分光光度法。

1．1 紫外分光光度法

紫外分光光度法（UV）是利用物質(zhì)分子對波長200～760nm的電磁波的吸收特性建立起來的一種定性和定量分析方法，是目前檢測FWAs的傳統(tǒng)方法之一，在眾多標準中有應(yīng)用。近年來利用該法檢 測FWAs的文獻見表1。

表1 紫外分光光度法檢測熒光增白劑Tab．1 Detection of FWAs by UV

由表1可知：UV的應(yīng)用范圍比較單一，僅應(yīng)用于紙制品中熒光增白劑85（VBL）的檢測。此法設(shè)備簡單、檢測速率較快，但是干擾因素多、靈敏度不高，只能測定FWAs的總量，無法分析具體種類，而且檢測時間應(yīng)盡量縮短，否則光照會使順反異構(gòu)體轉(zhuǎn)化，對結(jié)果有影響。

1．2 熒光分光光度法

熒光分光光度法（FL）是利用熒光物質(zhì)經(jīng)紫外光激發(fā)后發(fā)射出熒光來進行定性或定量分析的方法。該法靈敏度高（比UV高2～3個數(shù)量級）、選擇性好，是近年來發(fā)展較為迅速的痕量分析方法，在FWAs檢測中應(yīng)用較多。其應(yīng)用文獻見表2。

表2 熒光分光光度法檢測熒光增白劑Tab．2 Detection of FWAs by FL

由表2可知：研究集中于近3年內(nèi)（2016年6篇、2015年2篇、2014年2篇）檢測1～3種FWAs；涉及紙制品及紙質(zhì)食品包裝材料、塑料及食品接觸塑料、洗滌劑等；前處理方法有水浴浸泡、超聲萃取、微波輔助萃取和直接溶解定容等；熒光分光光度法的激發(fā)波長和發(fā)射波長因種類的不同略有差異；檢出限和測定下限要優(yōu)于UV。

該法操作簡便，靈敏度較UV高，精密度和準確性好，檢出限低，在FWAs的應(yīng)用上更為廣泛。但是在使用該法時，同UV一樣，也要盡量縮短檢測時間。

1．3 光譜圖像分析技術(shù)

有一些研究采用了紅外光譜圖像分析技術(shù)［27］以及熒光光譜圖像分析技術(shù)［28］。

2 色譜分析技術(shù)

色譜分析技術(shù)是一種分離和分析方法，它利用物質(zhì)性質(zhì)（極性、溶解性、離子交換能力等）的不同，當流動相攜帶樣品經(jīng)過固定相時，樣品中各物質(zhì)在兩相中不斷重新分配，從而達到分離和提純的效果。該分析技術(shù)在眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，也是目前檢測FWAs的最主要的分析技術(shù)之一。

2．1 高效液相色譜法

高效液相色譜法（HPLC）是色譜法的一個重要分支，主要用于檢測沸點高、熱穩(wěn)定性差及相對分子質(zhì)量較大的物質(zhì)，是目前技術(shù)相對成熟的一種檢測手段。

HPLC具有多種分離模式，可以選用不同的檢測器進行檢測，表3列出了應(yīng)用HPLC測定FWAs的文獻。

表3 高效液相色譜法檢測熒光增白劑Tab．3 Detection of FWAs by HPLC

表3（續(xù)）

由表3可知：研究集中于近4年內(nèi)（2016年8篇、2015年14篇、2014年3篇、2013年4篇），以檢測多種FWAs為主；涉及紙制品和紙質(zhì)食品包裝、塑料和食品接觸材料、紡織制品、食品和食品模擬物、化妝用品；前處理方法以超聲萃取為主，也有采用水浴提取、回流提取和加速溶劑萃取，萃取液的凈化技術(shù)有固相萃取柱凈化和凝膠滲透色譜儀凈化；HPLC分析時檢測器以FLD居多，也有采用DAD和紫外檢測器；報道的檢出限或測定下限都很低。

HPLC是目前FWAs定量檢測的最重要的方法，應(yīng)用最廣泛，具有分離效果好、分析速率快、檢測靈敏度高等優(yōu)點，尤其是以反相色譜柱作為分離模式結(jié)合FLD檢測器進行檢測可以大大降低方法檢出限，但是樣品前處理相對復(fù)雜，對儀器和操作者的要求較高。

2．2 超高效液相色譜法

超高效液相色譜法（UHPLC）是一種全新的分離技術(shù)，借助了HPLC的理論及原理，采用了超高壓輸液泵、高靈敏度檢測器和高效微粒固定相等全新技術(shù)，其速率、靈敏度及分離度都要優(yōu)于HPLC。冼燕萍等［63］建立了固相萃取凈化結(jié)合UHPLC同時檢測洗滌用品中4種FWAs的分析方法，樣品用2%（體積分數(shù)，下同）甲酸溶液和甲醇的混合液萃取，經(jīng)固相萃取小柱凈化處理，采用反相（RP）色譜柱，以乙酸銨和乙腈為流動相，DAD檢測，方法的測定下限為1．5～15μg·g－1。葉仲力等［64］建立了卷煙濾嘴接裝紙和成型紙中ABP和VBL檢測的UHPLC方法，樣品經(jīng)DMF超聲萃取，采用C18色譜柱，以乙腈和水為流動相，梯度洗脫，F(xiàn)LD檢測，檢出限為0．000 15，0．000 21mg·L－1，測定下限為0．000 42，0．000 56mg·L－1。LIAO 等［65］建立了測定面膜中4種FWAs的UHPLC分析方法，樣品經(jīng)固相萃取，采用DAD檢測，能夠?qū)WAs的反式和順式異構(gòu)體很好的分離，方法的測定下限為0．6～2．8μg·g－1。王天嬌等［66］建立了 UHPLC快速測定紙質(zhì)食品包裝材料中11種FWAs的檢測方法，樣品經(jīng)40%（體積分數(shù)）乙腈溶液超聲萃取后，采用ACQUITY UPLC BEH C18柱分離，以乙腈－甲醇混合液和四丁基溴化銨－甲醇混合液為流動相，梯度洗脫，串聯(lián)FLD和DAD進行雙檢測器定性、定量測定，F(xiàn)LD檢出限為0．20～0．28μg·g－1，DAD檢出限為1．4～2．5μg·g－1。UHPLC操作簡便、分離速率快、重復(fù)性好、回收率高，與HPLC相比，減少了溶劑用量、降低了分析成本，是測定紙質(zhì)品中FWAs的有效方法。

2．3 超高效合相色譜法

超高效合相色譜法（UPC2）是最近提出的一種新的分離技術(shù)，結(jié)合了超臨界流體色譜和超高效液相色譜的優(yōu)點，以二氧化碳為主要流動相，以少量有機溶劑為助溶劑，主要應(yīng)用于異構(gòu)體、手性化合物以及聚合物成分的檢測。湯娟等［67］利用UPC2建立了同時測定紡織品中8種FWAs的檢測方法，樣品經(jīng)二甲苯提取、濃縮、定容后，由UPC2進行定性、定量分析，采用 ACQUITY UPC2HSS C18SB 色譜柱，以超臨界二氧化碳－甲醇為流動相，梯度洗脫，8種FWAs的測定下限為0．70～0．95mg·L－1。UPC2分析時間短、試劑用量少、分離效率高、具有綠色環(huán)保等優(yōu)勢。

3 質(zhì)譜分析技術(shù)

質(zhì)譜分析技術(shù)是利用電場和磁場分離不同質(zhì)荷比的運動離子，然后進行分析的方法，是物質(zhì)鑒定的最有效方法之一，可以測定相對分子質(zhì)量，確定化學式和鑒定結(jié)構(gòu)。在對FWAs進行檢測時，常常與色譜技術(shù)相結(jié)合。

3．1 液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法

液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法（LC－MS／MS）是以液相色譜（LC）作為分離系統(tǒng)、串聯(lián)質(zhì)譜作為檢測系統(tǒng)，結(jié)合了兩者的優(yōu)點，具有其他分析方法無可比擬的靈敏度，對于復(fù)雜化合物的定性定量更為準確。近年來，高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法（HPLC－MS／MS）和超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法（UHPLC－MS／MS）應(yīng)用在FWAs檢測中成為研究熱點，具體見表4。

表4 液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法檢測熒光增白劑Tab．4 Detection of FWAs by LC－MS／MS

表4（續(xù)）

由表4可知：研究集中在2013年和2014年，以檢測多種FWAs為主；涉及食品接觸塑料、紙質(zhì)食品接觸材料、洗滌用品、食用菌和紡織品；前處理采用超聲萃取、水浴提取和渦旋溶解；分離時采用LC、HPLC和UHPLC技術(shù)，經(jīng)流動相梯度洗脫后，在質(zhì)譜的電噴霧電離模式、多反應(yīng)監(jiān)測模式下檢測；檢出限或測定下限要比單純的HPLC低很多。

LC－MS／MS定性準確、靈敏度高，簡化了樣品的前處理過程，結(jié)果準確，適用于復(fù)雜樣品中多種FWAs的同時測定和確證，是目前最有效的分析技術(shù)之一，但是設(shè)備價格昂貴，維護和使用成本很高，普及推廣使用存在困難。

3．2 液相色譜－串聯(lián)高分辨飛行時間質(zhì)譜法

液相色譜－串聯(lián)高分辨飛行時間質(zhì)譜法（LCTriple TOF MS）能精確測定化合物及其碎片離子的分子式和相對分子質(zhì)量，具有高分辨率、高靈敏度和高掃描速率等特點，定性、定量更為精準。SHADKAMI等［77］應(yīng)用 LC－Triple TOF MS分析了紙張中FWAs，用沸水提取，液相色譜分離、飛行時間質(zhì)譜定性表征了多種FWAs。杜志峰等［78］利用LC－Triple TOF MS建立了食品接觸紙包裝材料中7種FWAs的定量檢測方法，樣品經(jīng)三氯甲烷超聲萃取、濃縮，采用 Phenomenex Kinetex C18色譜柱，流動相為甲醇－0．1%甲酸溶液，梯度洗脫，在電噴霧正離子及飛行時間質(zhì)譜（TOF MS）觸發(fā)飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜（TOF MS／MS）的模式下檢測，7種FWAs的檢出限為0．001～0．005μg·g－1。

4 其余分析技術(shù)

對FWAs進行檢測的其余儀器分析方法還有核磁共振法［79］、共振光散射光譜法［80］等。

5 結(jié)語和展望

總結(jié)現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在FWAs檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)：這些儀器分析技術(shù)與我國標準中應(yīng)用較多的白度法和紫外光照射法相比，已經(jīng)逐漸占據(jù)重要地位，顯示出不可替代的作用。光譜法設(shè)備易得、操作簡便，但是干擾因素多、靈敏度不高、準確度不夠，而且光照會影響檢測結(jié)果；色譜法分離效果好、分析速率快、檢測靈敏度高，應(yīng)用最為廣泛，尤其是新興的技術(shù)；質(zhì)譜法定性準確、靈敏度高，質(zhì)譜與色譜技術(shù)的聯(lián)用是目前最有效的分析技術(shù)之一，但是設(shè)備價格昂貴，維護和使用成本高，普及困難。隨著人們對消費品質(zhì)量要求的提高和對環(huán)境保護意識的增強，對FWAs的樣品前處理和儀器分析技術(shù)的要求也更高。前處理技術(shù)將向快速高效、操作簡便、綠色環(huán)保的方向發(fā)展；儀器分析技術(shù)將向靈敏度高、選擇性好、抗干擾能力強、能更準確地對多種FWAs進行定性、定量檢測的方向發(fā)展。

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