HPLC-UV法測(cè)定PET瓶中對(duì)苯二甲酸特定遷移量的研究

馬芮萍 張曉莉

國(guó)家農(nóng)副產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（甘肅），蘭州 735300

前言

對(duì)苯二甲酸（PTA）是合成聚苯二甲酸乙二醇酯（PET）的原料，具有一定的分子毒性，因其成本低、透明性高、耐熱耐低溫，化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，在液態(tài)食品包裝中應(yīng)用較為廣泛，特別是在加工過程中，有些生產(chǎn)企業(yè)將回收的PET瓶作為輔料添加，重復(fù)循環(huán)利用，使得PET瓶中殘留或降解出來的對(duì)苯二甲酸在使用過程中會(huì)遷移到食物中，直接危害人體健康[1,2,3,4]，因此，對(duì)PET瓶中對(duì)苯二甲酸遷移量進(jìn)行測(cè)定是非常有必要的。

目前，我國(guó)對(duì)PET瓶的研究比較少，主要是研究材料的總遷移量，而對(duì)材質(zhì)中單體物質(zhì)的遷移量研究甚少。本研究用高效液相色譜儀對(duì)PET瓶中對(duì)苯二甲酸遷移量進(jìn)行測(cè)定，該方法快速、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，可用于PET瓶中對(duì)苯二甲酸遷移量的測(cè)定。

1.材料、儀器與試劑

1.1 儀器與試劑

U3000高效液相色譜儀及二極管陣列檢測(cè)器：賽默飛世爾公司； C18色譜柱（250mm×4.6mm，5 μm）：賽默飛世爾公司； HI2221型酸度計(jì): Hanna公司；十萬分之一天平（精密度為0.1mg）：Sartorius公司；TLE204E分析天平（精密度為0.0001g）:梅特勒公司； Milli-QGradient純水儀：Millipore公司；

對(duì)苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)品（CAS：100-21-0）：純度≥99%，購(gòu)于Dr.Ehrenstofer公司；鄰苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)品（CAS:88-99-3）：純度≥99%，購(gòu)于Dr.Ehrenstofer公司；甲醇、乙腈、異丙醇均為色譜純；其他試劑均為分析純；

乙酸鈉緩沖溶液（pH分別為3.4，3.6，3.8）：稱取25.0 g乙酸鈉溶于300 mL水中，加入5.0 mL磷酸，用冰醋酸將pH值調(diào)為3.4，3.6，3.8，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中，用水定容。

1.2 樣品

試驗(yàn)用PET瓶為本地生產(chǎn)。

1.3 分析步驟

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置

對(duì)苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配置（500 μg/mL）：準(zhǔn)確稱取50 mg標(biāo)準(zhǔn)品，加入90 mL甲醇使其溶解，在50℃水浴60 min，使對(duì)苯二甲酸充分溶解。冷卻至室溫后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，用甲醇定容。鄰苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配置（1000 μg/mL）：準(zhǔn)確稱取500 mg標(biāo)準(zhǔn)品，用少量異丙醇溶解，定容至50 mL。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

對(duì)苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)中間液的配置：分別于6只25 mL容量瓶中加入0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、5.0 mL、10.0 mL、20.0 mL對(duì)苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，再分別加入5.0 mL鄰苯二甲酸內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液，甲醇定容。標(biāo)準(zhǔn)中間液的濃度分別為0.0 μg/mL、20 μg/mL、40 μg/mL、100 μg/mL、200 μg/mL、400 μg/mL，內(nèi)標(biāo)濃度均為200 μg/mL（現(xiàn)用現(xiàn)配）。

鄰苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)中間液的配置（200 μg/mL）：準(zhǔn)確移取5.0 mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于25 mL容量瓶中，用甲醇定容。

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置：移取2.0 mL對(duì)苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)中間液至6個(gè)50 mL容量瓶中，用水定容至刻度，混勻，過膜待測(cè)。則對(duì)苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的濃度分別為0.0 μg/mL、0.8 μg/mL、1.6 μg/mL、4.0 μg/mL、8.0 μg/mL、16.0μg/mL；內(nèi)標(biāo)濃度均為8.0 μg/mL。

1.3.3 樣品處理

根據(jù)待測(cè)樣品的預(yù)期用途及使用條件，參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)[5]和國(guó)標(biāo)GB 31604.21-2016[6]法規(guī)選擇合適的遷移試驗(yàn)條件。將水裝入待測(cè)樣品，在60 ℃放置 10 天。移取50.0 mL從遷移試驗(yàn)中得到的食品模擬物于預(yù)先盛有2.0 mL鄰苯二甲酸內(nèi)標(biāo)中間溶液的100 mL容量瓶中，混合均勻，過膜待測(cè)。

2.結(jié)果與討論

2.1 波長(zhǎng)的選擇

本次試驗(yàn)直接進(jìn)對(duì)苯二甲酸和鄰苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)DAD檢測(cè)器掃描，在三維等高圖中選擇最佳波長(zhǎng)，全掃描得到的光譜圖如圖1所示。由圖1可知，對(duì)苯二甲酸和鄰苯二甲酸在波長(zhǎng)為242nm，帶寬為2nm時(shí)的響應(yīng)值較高。

圖1 對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸的光譜掃描圖

2.2 流動(dòng)相緩沖鹽pH對(duì)對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸色譜分離的影響

根據(jù)對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸的結(jié)構(gòu)，緩沖鹽pH對(duì)其色譜分離有著重要影響。本次試驗(yàn)采用甲醇-乙酸鈉緩沖鹽作為流動(dòng)相，考察了乙酸鈉緩沖鹽的pH值分別為3.4、3.6、3.8時(shí)對(duì),對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸色譜分離的影響，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，乙酸鈉緩沖鹽的pH值為3.8時(shí)，對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸的色譜峰重疊（圖2-A）；乙酸鈉緩沖鹽的pH值為3.6時(shí)，對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸的色譜峰達(dá)到了基線分離，峰形拖尾（圖2-B）；乙酸鈉緩沖鹽的pH值為3.4時(shí)，對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸達(dá)到了基線分離，其色譜峰分離度和峰形較好（圖2-C），因此選取乙酸鈉緩沖鹽的pH值為3.4作為進(jìn)一步試驗(yàn)的條件。

圖2 不同的乙酸鈉緩沖鹽pH對(duì)對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸的色譜分離圖

2.3 流速對(duì)對(duì)對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸色譜分離的影響

不同的流速影響對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸的出峰時(shí)間，對(duì)其色譜分離度有著重要影響。本次試驗(yàn)依次采用0.8、1.0、1.2 mL/min的流速進(jìn)行試驗(yàn)，得到的色譜圖如圖3所示。

由圖3可知，隨著流速的增大，對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸的保留時(shí)間逐漸提前，流速為1.2 mL/min時(shí)兩種物質(zhì)出峰較快，保留時(shí)間分別為8.983min、6.936min（圖3-C），色譜峰分離度較好。但是隨著流速的增大，色譜柱柱壓也越來越高，影響色譜柱的壽命。因此，選取流速為1.0 mL/min作為下一步試驗(yàn)的條件。

圖3 流速對(duì)對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸色譜分離的影響

2.4 柱溫對(duì)對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸色譜分離的影響

色譜柱溫度影響對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸在固定相和流動(dòng)相中的分配系數(shù)，也是影響檢測(cè)結(jié)果的重要因素之一，本次試驗(yàn)考察了柱溫分別為25℃、30℃、35℃時(shí)對(duì),對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸分離的影響，得到的色譜圖如圖4所示。

由圖4可知，隨著色譜柱溫度的升高，對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸的出峰時(shí)間逐漸提前，柱溫為35℃時(shí)兩種物質(zhì)出峰最快（圖4-C），但得到的色譜圖基線不平；柱溫為30℃時(shí)兩種物質(zhì)的峰形不佳（圖4-B）。因此，選取色譜柱溫度為25℃作為下一步試驗(yàn)的條件。

圖4 柱溫對(duì)對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸色譜分離的影響

2.5 儀器條件的確定

根據(jù)上述試驗(yàn)確定了最終的試驗(yàn)條件，結(jié)果如表1所示。

表1 高效液相色譜儀工作條件

2.6 方法的線性關(guān)系及檢出限

根據(jù)1.3.3的試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn)，繪制得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。在0.8～16.0 μg/mL范圍內(nèi)，對(duì)苯二甲酸的響應(yīng)線性關(guān)系良好，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程為Y=0.6176x+0.1692，相關(guān)系數(shù)r=0.9995。根據(jù)S/N=3得到最低檢出限為0.20 μg/mL，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.7 方法的回收率和精密度

按照嚴(yán)苛的遷移試驗(yàn)原則[5]進(jìn)行遷移試驗(yàn)，取樣品浸泡液加標(biāo)的方式進(jìn)行回收率試驗(yàn)。在食品模擬物浸泡液中分別添加對(duì)苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)溶液至 1.25 μg/mL、2.5 μg/mL、6.25 μg/mL，加標(biāo)回收率如表2所示。食品模擬物中對(duì)苯二甲酸的加標(biāo)回收率范圍為99.2%～101.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為0.2%～0.7%。

表2 對(duì)苯二甲酸在食品模擬物中的加標(biāo)回收率和精密度（n=6）

3.討論

本方法采用HPLC-UV法測(cè)定PET瓶中對(duì)苯二甲酸的遷移量，通過優(yōu)化流動(dòng)相乙酸鈉緩沖鹽pH、色譜柱溫度和流速對(duì)對(duì)苯二甲酸和鄰苯二甲酸色譜分離的影響，最終確定的色譜條件為：甲醇：乙酸鈉緩沖液(pH=3.4)=15:85作為流動(dòng)相，流速1.0 mL/min，進(jìn)樣量10 μL，柱溫30°C，檢測(cè)波長(zhǎng)242 nm。該方法得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合度高，線性范圍廣，精密度高，回收率較好。該方法操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)可靠，適用于PET瓶中對(duì)苯二甲酸遷移量的測(cè)定。