同位素稀釋-液相色譜/質譜法測定生態(tài)紡織品中五氯苯酚殘留

李志剛*

(浙江工業(yè)職業(yè)技術學院, 浙江紹興 312000)

紡織品中殘留的有毒有害物質可能對消費者健康造成的危害已越來越引起人們的重視[1]。五氯苯酚(PCP)作為一種廉價、高效的防腐劑和防霉劑常用于羊毛、棉紡織物、亞麻以及棉聚酯復合物等的儲存和運輸。它不僅具有很強的“三致”效應，而且在燃燒時會釋放出二噁英類化合物，對環(huán)境造成持久性損害。已有實驗數(shù)據證實五氯苯酚對人體的內分泌有干擾作用，殘留在紡織品中的五氯苯酚會隨著其對人體皮膚的接觸而遷移至人體內，產生生物累積，危害健康。五氯苯酚的殘留監(jiān)測已列入生態(tài)紡織品的重要監(jiān)控項目[2]，中國的生態(tài)紡織標準和國際生態(tài)紡織協(xié)會的Oeko-tex標準100均規(guī)定紡織品中的PCP殘留量不得超過0.5 mg/kg，嬰幼兒用品不得超過0.05 mg/kg。有關五氯苯酚的檢測方法目前主要有：氣相色譜法[3]、液相色譜法[4]、氣相色譜/質譜法[5 - 7]、液相色譜/質譜法[8]以及液相色譜/串聯(lián)質譜法[9 - 14]等。我國國家標準(GB/T 18414.1-2006)《紡織品 含氯苯酚的測定 第1部分：氣相色譜-質譜法》采用氣相色譜/質譜法檢測紡織品中的五氯苯酚，但需要進行衍生化操作，而且采用外標法定量，對于復雜基質所帶來的基質效應可能會影響其準確性。

本文利用液相色譜/串聯(lián)質譜法測定，無需衍生化，前處理操作簡單，同時采用同位素內標進行定量，克服基質效應。所建方法具有操作簡便、準確靈敏的特點。此方法的建立為生態(tài)紡織品中其他低含量含氯苯酚檢測提供了一定的理論依據。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

AB 5500型三重四極桿-串聯(lián)質譜儀(美國，AB SCIEX公司)；島津UFLC XR型超快速液相色譜儀(日本，島津株式會社)；Legend RT型離心機(德國，Heraeus公司)；HGC-24型氮吹儀(天津恒奧科技有限公司)；全玻璃溶劑過濾器(美國，Waters公司)；Milli-Q純水系統(tǒng)(美國，Millipore公司)；固相萃取儀(美國，Supelco公司)。Waters Oasis?MAX固相萃取小柱(3 mL/60 mg，美國Waters公司)。

五氯苯酚標準品(含量99.5%，德國D.R公司)，內標13C6-五氯苯酚標準品(含量99.0%，德國D.R公司)。標準貯備溶液的配制：準確稱取五氯苯酚標準品10.0 mg，置于10 mL 容量瓶中，用少量甲醇溶解后，定容至刻度，制成濃度為1.0 mg/mL的標準儲備液，在0～4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。準確移取五氯苯酚標準儲備液(1.0 mg/mL)10.0 μL于10 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，得到濃度為1.0 μg/mL的標準使用液，在0～4 ℃冰箱中保存，備用。內標貯備溶液：準確稱取13C6-五氯苯酚標準物質0.10 mg于1 mL 容量瓶中，用甲醇稀釋并定容至1 mL，此時溶液的濃度為0.1 mg/mL，再用甲醇稀釋100倍后，得到濃度為1.0 μg/mL的內標標準使用液，于0～4 ℃冰箱中保存，備用；甲醇、乙腈均為LC/MS級(美國Fisher公司)；正己烷、甲酸、氨水、NH4Ac均為色譜級(德國Merck公司)。實驗用水均來自Milli-Q純水系統(tǒng)。

純棉、真絲、純羊毛、滌棉混紡、毛滌混紡等5個品種面料的50份樣品，均采自浙江省紹興柯橋輕紡城市場。

1.2 色譜/質譜條件

1.2.1 色譜條件色譜柱：Shim-pack XR-ODS Ⅲ柱(100 mm×2.1 mm i.d.,2.2 μm)；流動相：A相為水(內含5 mmol/L NH4Ac+0.1%甲酸)，B相：乙腈-水(內含5 mmol/L NH4Ac+0.1%甲酸)(90∶10,V/V)；梯度程序：0～1.00 min，20%～95%B；1.00～3.00 min，95%B；3.00～3.01 min，95%～20%B；3.01～5.00 min，20%B。流速0.40 mL/min；進樣量5.0 μL。

1.2.2 質譜條件離子源：電噴霧離子源(ESI)；定量檢測方式：多反應監(jiān)測(MRM)模式；掃描方式：負離子掃描；霧化氣壓力(GS1)50.0 psi；輔助氣流速(GS2)50.0 psi；氣簾氣壓力(CUR)40.0 psi；碰撞氣(CAD)8.0 psi；電噴霧電壓(IS)-4 500 V；離子源溫度(TEM)500 ℃；掃描時間50 ms；碰撞室出口電壓(CXP)10.0 V；碰撞室入口電壓(EP)10.0 V；定性離子對、定量離子對、碰撞氣能量(CE)及去簇電壓(DP)等參數(shù)見表1。

表1 五氯苯酚及其內標物的保留時間、定性定量離子對及碰撞能量、錐孔電壓

1.3 樣品測定

取10 g以上具有代表性的試樣，剪碎、混勻。稱取2.0 g已混勻的樣品于50 mL離心管中，加入10 μL 的13C6-PCP內標使用液(1.0 μg/mL)，混勻后靜置15 min，加入5%氨水乙腈溶液(70/30,V/V)提取液10 mL，漩渦混勻1 min，超聲提取10 min，8 000 r/min離心5 min，吸取5 mL上清液于具塞試管內，加入2 mL水，混勻后，加入到已用6 mL甲醇和6 mL水活化與平衡過的MAX固相萃取小柱，分別用甲醇、水以及甲酸/甲醇/水溶液(2/49/49，V/V/V)各6 mL依次進行淋洗，抽干后，用8%甲酸甲醇溶液6 mL洗脫，洗脫液于40 ℃氮氣吹至近干，用20%乙腈溶液復溶并定容至1.0 mL，經0.2 μm濾膜過濾后，待測定。

2 結果與討論

2.1 色譜柱的選擇

實驗分別考察了柱長均為100 mm的Shim-pack XR-ODS Ⅲ、Waters HSS T3以及Waters BEH C18三種常用的色譜柱，考慮在各自合適的流動相條件下五氯苯酚的色譜行為。實驗證明，應用BEH C18柱和HSS T3柱時，待測化合物的峰形對稱性不好，拖尾嚴重。而應用XR-ODS Ⅲ柱時，其峰形理想且靈敏度高。所以，實驗選擇XR-ODS Ⅲ色譜柱。

2.2 流動相的優(yōu)化

實驗首先試驗了乙腈/水和甲醇/水體系下五氯苯酚的質譜行為。實驗結果顯示，在此體系下五氯苯酚的質譜響應非常低，說明化合物的離子化效率低下。隨后實驗分別添加NH4Ac、NH3·H2O和甲酸作為流動相改性劑來考察其質譜行為。結果表明，在流動相中單獨添加NH4Ac、NH3·H2O或者甲酸，五氯苯酚的質譜響應均會有所增大，但是增加幅度不甚理想，同時添加NH4Ac和甲酸，使流動相形成緩沖溶液，待測物的質譜響應明顯增加，而且保留時間也得到明顯的改善。經過對NH4Ac和甲酸濃度的優(yōu)化，最終選擇在流動相中添加5 mmol/L NH4Ac和0.1%甲酸，在優(yōu)化后的流動相條件下，五氯苯酚的保留時間為1.94 min。圖1給出了五氯苯酚以及13C6-五氯苯酚內標的多反應監(jiān)測(MRM)色譜圖。

圖1 五氯苯酚(A)和 13C6-五氯苯酚(B)多反應監(jiān)測(MRM)色譜圖Fig.1 MRM chromatograms of PCP(A) and 13C6-PCP(B)

2.3 質譜條件優(yōu)化

實驗根據五氯苯酚的結構特點，利用儀器自動優(yōu)化程序，采用電噴霧電離源(ESI)在負離子化模式下對其質譜信號強度、穩(wěn)定性及碎片離子進行試驗。通過流動注射系統(tǒng)以10 μL/min的速度分別進樣五氯苯酚(100 μg/L)和13C6-五氯苯酚(100 μg/L)標準溶液進行全掃描，得到m/z264.8和m/z266.8的五氯苯酚母離子和m/z270.8和m/z272.8的13C6-五氯苯酚母離子，通過優(yōu)化去簇電壓、碰撞氣能量等質譜參數(shù)，獲得化合物的碎片離子。優(yōu)化后五氯苯酚的主要質譜參數(shù)見表1。

2.4 樣品凈化方法優(yōu)化

由于五氯苯酚呈弱酸性，實驗選擇堿性乙腈對樣品進行提取，由于基質的復雜性，為保護色譜柱，提高檢測靈敏度，需對樣品提取液進行凈化。本實驗選用固相萃取柱進行凈化，從理論上推斷選擇陰離子交換柱能實現(xiàn)凈化作用。在堿性條件下，五氯苯酚中的酚羥基與填料上季銨基發(fā)生離子交換作用而被吸附在小柱上，隨后用酸性甲醇可以進行洗脫。由于上樣后的填料上含有NH3·H2O以及其他雜質，所以需要先用甲醇淋洗疏水性雜質，用水淋洗NH3·H2O，然后用甲酸/甲醇/水溶液淋洗弱酸性干擾物質。實驗考察了不同洗脫液比例與洗脫體積對洗脫效率的影響，以期獲得最佳洗脫條件。結果如表2所示，用8%甲酸甲醇溶液進行洗脫時絕大部分的目標化合物都能被洗脫下來，當洗脫液體積達到6 mL時，有98.3%的五氯苯酚被洗脫下來，為了使強保留雜質不干擾測定，實驗選擇8%甲酸甲醇溶液作為洗脫液，洗脫體積為6 mL。

表2 洗脫液比例與洗脫體積對洗脫效率的影響(以回收率表示，%)

2.5 基質效應

在液相色譜/質譜檢測技術中基質效應對測定結果準確性不容忽視，同位素稀釋法被認為是補償基質效應最理想的方法，這是由于同位素內標與待測組分在樣品處理、色譜分離及質譜檢測的整個過程中具有相似的行為，因此受基質效應的影響也一致。本實驗使用13C6-五氯苯酚內標克服了基質效應。

2.6 方法確證

2.6.1 檢出限和定量限利用制備的五氯苯酚及其內標標準溶液，分別吸取0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0和50.0 μL五氯苯酚標準使用液(1.0 μg/mL)于7個1 mL容量瓶中，再各加入5.0 μL13C6-五氯苯酚內標使用液(1.0 μg/mL)，獲得0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0和50.0 μg/L(含內標均為5.0 μg/L)的五氯苯酚標準系列，測定后繪制標準曲線。實驗結果證明，五氯苯酚在0.5～50.0 μg/L范圍內具有良好的線性，回歸方程為：y=0.98x-3.6×10-4，相關系數(shù)(r)為0.9992。

分別取純棉、真絲、純羊毛、滌棉混紡、毛滌混紡等陰性樣品各1份，每份稱取2.0 g于50 mL離心管內，分別加入10 μL的13C6-PCP內標使用液(1.0 μg/mL)，再準確加入一定量的五氯苯酚標準溶液，制備成1.0 μg/kg的加標樣品，靜置4 h后，按擬定方法進行測定，根據色譜峰的信噪比(S/N=3)計算五氯苯酚的檢出限(LOD)為0.15 μg/kg，以信噪比(S/N=10)確定其定量限(LOQs)為0.5 μg/kg。

2.6.2 回收率和精密度分別取純棉、真絲、純羊毛、滌棉混紡、毛滌混紡等陰性樣品各1份，每份樣品混勻后各稱取6份，每份2.0 g于50 mL離心管內，分別加入10 μL的13C6-PCP內標使用液(1.0 μg/mL)，再準確加入一定量的五氯苯酚標準溶液，制備成低、中、高(1.0、10.0、40.0 μg/kg)的加標樣品，靜置4 h后，測定。重復測定6次，計算方法的回收率和精密度，結果見表3。不同樣品五氯苯酚的回收率為80.0%～110.0%，相對標準偏差(RSDs)為1.56%～5.39%。

表3 五氯苯酚的回收率和精密度(n=6)

圖2 典型的陽性樣品多反應監(jiān)測(MRM)色譜圖Fig.2 MRM chromatograms of typical positive sample

2.7 樣品測定

利用所建方法對純棉、真絲、純羊毛、滌棉混紡、毛滌混紡等5個品種的50份樣品進行檢測，其中1份純棉，3份滌棉檢出五氯苯酚，含量在1.74、5.46 μg/kg之間。典型的陽性色譜圖見圖2。

3 結論

本實驗建立了一種簡單、快速檢測生態(tài)紡織品中五氯苯酚殘留的液相色譜/串聯(lián)質譜方法，樣品經堿性乙腈提取后，使用MAX固相萃取小柱凈化，同位素內標法定量。方法操作簡便，準確性高，穩(wěn)定性好，檢出限為0.15 μg/kg，樣品的加標回收率為80.0%～110.0%，五氯苯酚在0.5～50.0 μg/L范圍內具有良好的線性，相關系數(shù)大于0.999。該方法的建立同時也為生態(tài)紡織品中其他氯酚的檢測提供理論依據。