超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定紡織品中4種全氟烷基醇

劉海山， 奚君陽(yáng)， 湯杭燕， 李 丹， 李新宇

(1.杭州海關(guān)技術(shù)中心，浙江杭州 311215； 2.浙江省檢驗(yàn)檢疫科學(xué)技術(shù)研究院，浙江杭州 311215)

多氟和全氟烷基化合物(PFASs)具有良好的熱和化學(xué)穩(wěn)定性、高的表面活性及特有的疏水疏油性，被作為整理劑和表面活性劑在紡織品的生產(chǎn)中大量使用。PFASs有電化學(xué)氟化法(ECF)和調(diào)聚合成法兩種最主要的生產(chǎn)方式。ECF法生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛基磺酰氟(PFOSF)由于持久性、毒性和生物富集性，于2009年被正式列入《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》的附件名單，發(fā)達(dá)國(guó)家也開(kāi)始逐漸停止用ECF法生產(chǎn)PFASs。因此，調(diào)聚合成法成為全氟辛酸和全氟壬酸大規(guī)模生產(chǎn)的最主要方式，反應(yīng)產(chǎn)生的PFASs前體全氟烷基醇(FTOHs)的產(chǎn)量不斷增加。研究表明，F(xiàn)TOHs經(jīng)空氣氧化[1 - 2]或生物降解[3 - 4]能夠生成全氟烷基羧酸(PFCAs)，可能是PFCAs污染的間接來(lái)源。FTOHs的一些中間代謝產(chǎn)物能夠與多種生物分子共價(jià)結(jié)合，可引起嚴(yán)重的毒性效應(yīng)，而代謝終產(chǎn)物又能引起肝毒性和腎毒性等[5]。1H，1H，2H，2H-全氟-癸醇(8∶2 FTOH)和1H，1H，2H，2H-全氟-1-十二烷醇(10∶2 FTOH)還被發(fā)現(xiàn)有擬雌激素活性[6 - 7]。2019年版OEKO-TEX Standard 100標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了紡織品中4∶2 FTOH、6∶2 FTOH、8∶2 FTOH和10∶2 FTOH 4種FTOHs的限量均為0.5 mg/kg。

王麟等使用微波輔助萃取-氣相色譜-微電子捕獲檢測(cè)器測(cè)定紡織品中全氟烷磺酸(PFOS)[8]；黃可等采用高效液相色譜-紫外檢測(cè)法測(cè)定了紡織品中的全氟辛酸(PFOA)[9]；王建慶等采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)紡織品中N-乙基全氟辛基磺酰胺進(jìn)行了測(cè)定[10]；李慧等在研究紡織品及紡織品整理劑中全氟辛酸的提取方法中，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)提取出來(lái)的PFOA進(jìn)行了測(cè)定[11]；鄭建國(guó)等采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定了紡織品中16種全氟烷酸類(lèi)化合物[12]；王美玲等建立了采用高效液相色譜-離子阱飛行時(shí)間高分辨質(zhì)譜法對(duì)紡織品中14種全氟化合物的快速篩查和確證方法[13]。目前，對(duì)紡織品中FTOHs的檢測(cè)方法報(bào)道較少，且檢測(cè)對(duì)象主要為全氟烷基酸、全氟烷基磺酸和全氟烷基磺酰胺等[14 - 18]。本文建立了紡織品中4∶2 FTOH、6∶2 FTOH、8∶2 FTOH、10∶2 FTOH 4種FTOHs的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)分析方法。方法操作簡(jiǎn)便、快速準(zhǔn)確，能夠滿足紡織品中此類(lèi)全氟化合物的檢測(cè)要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑

Acquity超高效液相色譜儀-Micromass Quattro Premier三重四極桿質(zhì)譜儀(美國(guó)，Waters公司)。P300H超聲波發(fā)生器(德國(guó)，Elma公司)；VISIPREP 24TMDL固相萃取裝置(美國(guó)，Supelco公司)；EFAA-DC24氮吹儀(上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司)。

標(biāo)準(zhǔn)品：4∶2 FTOH(純度98%)、6∶2 FTOH(純度98%)、8∶2 FTOH(純度98%)、10∶2 FTOH(純度97%)，均購(gòu)自加拿大Toronto Research Chemicals。甲醇(色譜純，西班牙Scharlau公司)；氨水(色譜純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。實(shí)驗(yàn)用水為Milli-Q Direct 16超純水系統(tǒng)(美國(guó)，Merck Millipore公司)制備的超純水。

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

1.2.1 樣品處理取代表性試樣，剪成約5 mm×5 mm的碎片，混勻。稱取1 g(精確至0.01 g)剪碎的試樣，置于50 mL離心管中，加入20 mL甲醇，超聲提取30 min。先將Oasis HLB固相萃取柱用3 mL甲醇，3 mL 水進(jìn)行活化。準(zhǔn)確移取10 mL樣品提取液，加入20 mL水，混勻后全部轉(zhuǎn)移至固相萃取柱中。用3 mL 甲醇-水=1∶2(V/V)淋洗，棄去流出液后減壓抽干，用5 mL甲醇洗脫，收集洗脫液，用氮?dú)獯抵两?，再用甲醇溶解定容? mL，過(guò)0.22 μm尼龍濾膜后，供UPLC-MS/MS分析測(cè)定。

1.2.2 色譜及質(zhì)譜條件色譜柱：Waters Acquity UPLC BEH C18柱(50 mm×2.1 mm，1.7 μm)；流動(dòng)相A為甲醇，B為0.01%氨水(使用前經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾)。梯度洗脫程序:0～2.0 min,20%～90%A;2.0～3.0 min,90%A;3.0～3.5 min,90%～20%A;3.5～5.0 min,20%A。流速：0.3 mL/min；進(jìn)樣量：10 μL；柱溫：40 ℃。

電噴霧電離，負(fù)離子(ESI-)掃描；多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式檢測(cè)；毛細(xì)管電壓：3.2 kV；RF透鏡電壓：0.5 V；源溫度：140 ℃；脫溶劑氣溫度：380 ℃；脫溶劑氣流量：800 L/h；錐孔氣流量：50 L/h。4種FTOHs的MRM質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 4種全氟烷基醇的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)質(zhì)譜參數(shù)

*quantitativeion.

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品提取方式的選擇

文獻(xiàn)報(bào)道了用甲醇、正己烷、叔丁基甲醚等溶劑來(lái)提取FTOHs，考慮到如使用正己烷或叔丁基甲醚提取，后續(xù)固相萃取凈化時(shí)要先進(jìn)行溶劑轉(zhuǎn)換，操作繁瑣又可能使回收率降低，故實(shí)驗(yàn)中選用甲醇作為提取溶劑。分別采用超聲提取法、振蕩提取法，用甲醇提取30 min、40 min、50 min、60 min。結(jié)果表明超聲提取法的提取效率略高于振蕩提取法，且提取時(shí)間為30 min時(shí)回收率最高?？赡苁怯捎贔TOHs有半揮發(fā)性，所以提取時(shí)間加長(zhǎng)，回收率反而略有下降。綜上所述，選擇用甲醇超聲提取30 min。

2.2 色譜條件的選擇

圖1 4種全氟烷基醇混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的總離子流(TIC)色譜圖Fig.1 TIC chromatogram of 4 perfluoroalkyl alcohols mixed standard solutions

實(shí)驗(yàn)分別選擇甲醇-水、甲醇-0.01%氨水、乙腈-0.01%氨水作為流動(dòng)相，分析比較4種FTOMs的分離效果和靈敏度。結(jié)果表明：0.01%氨水溶液的pH值約為10.3，較高的pH值有利于待測(cè)物的負(fù)離子化，使用甲醇-0.01%氨水溶液作為流動(dòng)相的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于甲醇-水；甲醇-0.01%氨水作為流動(dòng)相的靈敏度要明顯高于乙腈-0.01%氨水，二者的分離效果差別不大。所以最終選擇甲醇-0.01%氨水作為流動(dòng)相。在上述實(shí)驗(yàn)條件下，4種FTOHs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的總離子流色譜圖見(jiàn)圖1。

2.3 質(zhì)譜條件的選擇

將濃度為1 μg/mL的FTOHs標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行質(zhì)譜全掃描，在ESI-模式下得到分子離子峰，其母離子分別為m/z263.1[M-H]-、m/z363.1[M-H]-、m/z463.1[M-H]-、m/z563.1[M-H]-。通過(guò)優(yōu)化錐孔電壓、碰撞能量等參數(shù)，得到4種目標(biāo)物的子離子，每種物質(zhì)選擇2個(gè)子離子，以響應(yīng)值高的子離子作為定量離子，另一個(gè)作為定性離子。4種FTOHs的二級(jí)質(zhì)譜圖見(jiàn)圖2。

圖2 4種全氟烷基醇的二級(jí)質(zhì)譜圖Fig.2 Tandem mass spectra of 4 perfluoroalkyl alcohols

2.4 固相萃取條件的選擇

盡管液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法具有靈敏度高、干擾少等優(yōu)點(diǎn)，但其檢測(cè)中的基質(zhì)效應(yīng)對(duì)測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的影響仍需引起重視，尤其是蠶絲、毛等含有蛋白質(zhì)的樣品。本文選用對(duì)中性化合物較為通用的Oasis HLB固相萃取小柱(3 mL，60 mg)對(duì)樣品提取液進(jìn)行凈化。分別選擇不同體積比的甲醇-水溶液淋洗，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)甲醇-水的體積比為2∶8、3∶7、4∶6和5∶5時(shí)，4種FTOHs沒(méi)有被淋洗下來(lái)，因此選擇甲醇-水=1∶2(V/V)作為淋洗液。分別試驗(yàn)了甲醇洗脫體積為4 mL、6 mL和8 mL時(shí)FTOHs的回收率，結(jié)果表明甲醇洗脫體積為4 mL時(shí)，回收率已能達(dá)到90%以上，因此選擇了5 mL作為洗脫體積。

2.5 線性范圍和定量限

以峰面積y對(duì)應(yīng)相應(yīng)的質(zhì)量濃度x(μg/mL)分別繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。4種目標(biāo)物的線性方程、線性范圍相關(guān)系數(shù)和定量限(信噪比S/N>10)見(jiàn)表2。

表2 4種全氟烷基醇的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)和定量限

2.6 回收率和精密度

選用空白棉、羊毛、滌綸樣品進(jìn)行3個(gè)不同濃度水平的加入回收實(shí)驗(yàn)。每個(gè)添加水平平行測(cè)定6次，相應(yīng)的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)見(jiàn)表3?；厥章蕿?4.1%～99.0%，RSD為3.7%～8.9%，滿足殘留分析要求。

表3 棉、羊毛和滌綸樣品中4種全氟烷基醇的回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)

3 結(jié)論

本文建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定紡織品中4種全氟烷基醇的方法。該方法具有簡(jiǎn)便快速、干擾少、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，定量限滿足歐盟等國(guó)家和地區(qū)的法規(guī)要求，能較好的應(yīng)用于紡織品中全氟烷基醇的分析檢測(cè)，為紡織品中全氟化合物的監(jiān)管、打破國(guó)外技術(shù)性貿(mào)易壁壘提供技術(shù)支持。