超聲提取-高效液相色譜法測(cè)定熱敏紙中雙酚A的含量

趙 巖,陳 婭,劉 艷,劉玉潔

(北京市科學(xué)技術(shù)研究院 城市安全與環(huán)境科學(xué)研究所,北京 100054)

近年來北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,新產(chǎn)業(yè)、新科技不斷出現(xiàn),存在職業(yè)病危害的行業(yè)由生產(chǎn)制造業(yè)向科技行業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)領(lǐng)域蔓延,在逐步控制傳統(tǒng)職業(yè)病趨勢(shì)下,應(yīng)重視、預(yù)防和控制“新型職業(yè)病”所帶來的危害[1]。熱敏紙中的雙酚A 是城市發(fā)展中不可忽略的一項(xiàng)“新型職業(yè)病”危害,暴露途徑有很多種,比如職業(yè)性暴露、膳食暴露、醫(yī)源性暴露、環(huán)境暴露等。雙酚A 是一種內(nèi)分泌干擾物,經(jīng)皮膚進(jìn)入人體,長期接觸會(huì)嚴(yán)重?cái)_亂人體激素分泌,甚至致癌、致畸、致突變[2-3]。雙酚A 作為顯色劑,以游離態(tài)單體的形式存在于熱敏紙上,通過受熱使其顯示信息[4-5],主要用于銷售點(diǎn)情報(bào)管理系統(tǒng)(POS機(jī))收據(jù)、超市小票、出租車發(fā)票、醫(yī)療票據(jù)等。據(jù)美國環(huán)境工作組(EWG)研究發(fā)現(xiàn),全美7個(gè)州和華府地區(qū)內(nèi)知名商業(yè)機(jī)構(gòu)(沃爾瑪、麥當(dāng)勞、連鎖超市Safeway、星巴克和美國銀行等)發(fā)出的36張收據(jù)中含有過量的雙酚A,并且收據(jù)中雙酚A 含量比已知含有該物質(zhì)的罐裝奶粉類商品要高出250至1 000倍[6-7]。無論是從事熱敏紙生產(chǎn)的勞動(dòng)者,還是熱敏紙產(chǎn)品的使用者都會(huì)接觸到雙酚A,其安全問題得到公眾的廣泛關(guān)注[8]。

目前歐盟、加拿大、澳大利亞、新西蘭、中國均實(shí)施了對(duì)嬰兒奶瓶和食品接觸材料中雙酚A 限制法案或禁令[9]。針對(duì)熱敏紙,歐洲國家在2020年1月起實(shí)施雙酚A 含量超過0.02%的熱敏紙將不能投放到歐洲市場(chǎng)使用的規(guī)定[10]。我國在2018年4月開始實(shí)施GB/T 34455－2017《紙、紙板和紙漿2,2-二(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)的測(cè)定 液相色譜法》,但未建立熱敏紙中雙酚A 的測(cè)定方法,也尚未提出熱敏紙中雙酚A 的限制要求。鑒于此,本工作通過優(yōu)化雙酚A 的提取條件,將待測(cè)樣品的測(cè)定結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 34455－2017進(jìn)行比對(duì),提出了超聲提取-高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定熱敏紙中雙酚A 含量的方法,并對(duì)收集到的餐飲業(yè)、超市、銀行、出租車等購物小票進(jìn)行檢測(cè),為熱敏紙雙酚A“新型職業(yè)病”危害的預(yù)防和控制奠定基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

LC-20A 型高效液相色譜儀,配二元高壓泵、熒光檢測(cè)器、SIL-20A 自動(dòng)進(jìn)樣器、柱溫箱、色譜工作站;BiosaferSB-3200DTS型超聲清洗儀;SHA-B 型恒溫振蕩水浴;QILINBEIER XW-80A 型渦旋振蕩器;METTLER TOLEDO XP205型分析天平(感量0.000 1 g)。

雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)溶液:10 g·L－1,用于配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列;1 000 mg·L－1,用于制備加標(biāo)樣品。

甲醇為色譜純;磷酸為優(yōu)級(jí)純;試驗(yàn)用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

Agela Techologies C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5μm);進(jìn)樣口溫度40℃;流動(dòng)相為體積比3∶2的甲醇-10 mmol·L－1磷酸溶液;流量1 mL·min－1;進(jìn)樣量20μL;激發(fā)波長275 nm,發(fā)射波長313 nm。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取50 mg(精確至0.1 mg)樣品于10 mL 比色管中,加入5 mL甲醇,使樣品完全浸沒,于26 ℃渦旋1 min,超聲10 min,靜置5 min。用0.45μm濾膜過濾,濾液供HPLC分析。平行制備兩份樣品溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜行為

按照儀器工作條件對(duì)雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,所得色譜圖見圖1。

圖1 雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig.1 Chromatogram of the standard solution of bisphenol A

2.2 提取條件的選擇

試驗(yàn)考察了不同提取方式[水浴振蕩(提取溫度為70 ℃,提取時(shí)間為60 min),超聲提取(提取溫度為26 ℃,提取時(shí)間為10 min)]和提取劑(15 mL 65%甲醇溶液,5 mL 甲醇)對(duì)空白加標(biāo)樣品(加標(biāo)量為0.1 mg·L－1)中雙酚A 峰面積的影響,每個(gè)條件制備兩個(gè)平行樣品,每個(gè)樣品進(jìn)樣兩次,計(jì)算平均值,結(jié)果見圖2。

圖2 提取條件對(duì)雙酚A 峰面積的影響Fig.2 Effect of extraction condition on the peak area of bisphenol A

結(jié)果表明:兩種提取方式下,甲醇的提取效果略好于65%甲醇溶液的,且超聲提取所用時(shí)間更短;以甲醇為提取劑時(shí),水浴振蕩和超聲提取所得平均回收率分別為105%和103%。

接著,采用GB/T 34455－2017和本方法對(duì)空白加標(biāo)樣品進(jìn)行處理,每種方法處理6個(gè)樣品,通過統(tǒng)計(jì)學(xué)F檢驗(yàn)法和t檢驗(yàn)法分析兩種提取方法是否有顯著性差異。

將兩種方法的測(cè)定結(jié)果分別記為μ1,μ2,假設(shè)H0為μ1等于μ2,H1為μ1,μ2不全相等。經(jīng)F檢驗(yàn),F值為1.78。查表得,F0.05(1,10)為4.96,大 于1.78,故在顯著性水平為0.05下拒絕H0,則兩種方法無顯著性差異。經(jīng)t檢驗(yàn),在95%置信區(qū)間下,t值的絕對(duì)值為1.011 2。查表得,t0.025(5)為2.570 6,大于1.011 2,未落在拒絕域內(nèi),故接受H0,說明兩種方法無顯著性差異。

綜合考慮前處理時(shí)間、步驟和提取效率等因素,試驗(yàn)選擇以甲醇為提取劑,采用超聲提取方式對(duì)樣品進(jìn)行前處理。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

取適量雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)溶液,用甲醇逐級(jí)稀釋,配制成質(zhì)量濃度分別為0.01,0.05,0.1,0.5,1.0 mg·L－1的雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,按照儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定,以雙酚A 的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),其對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示,雙酚A標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍為0.01～1.0 mg·L－1,線性回歸方程為y＝5.235×106x－1.912×104,相關(guān)系數(shù)為0.999 9。

將儀器調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài),測(cè)量基線噪聲,以3倍信噪比(S/N)計(jì)算檢出限(3S/N),所得儀器檢出限為0.001 mg·L－1,根據(jù)樣品提取液體積和樣品量,計(jì)算得本方法的檢出限為0.1 mg·kg－1。

2.4 精密度和回收試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法對(duì)空白樣品進(jìn)行低、中、高等3個(gè)濃度水平的加標(biāo)回收試驗(yàn),每個(gè)濃度水平平行測(cè)定3次,計(jì)算回收率;每個(gè)濃度水平平行測(cè)定6次,計(jì)算測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。

結(jié)果顯示:在0.01,0.1,1.0 mg·L－1等3個(gè)加標(biāo)濃度水平下,雙酚A 的回收率依次為95.9%,101%,99.7%,測(cè)定值的RSD依次為1.7%,0.78%,1.1%,符合GBZ/T 210.4－2008《職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南 第4部分:工作場(chǎng)所空氣中化學(xué)物質(zhì)測(cè)定方法》的技術(shù)要求。

2.5 樣品分析

收集了超市、餐飲、快遞行業(yè)等熱敏紙收據(jù)樣品,每個(gè)樣品從上、中、下3個(gè)位置取樣,按照試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,計(jì)算平均值,結(jié)果見表1。

表1 樣品分析結(jié)果Tab.1 Analytical results of the samples

本工作提出了超聲提取-HPLC 測(cè)定熱敏紙中雙酚A 含量的方法,與GB/T 34455－2017 相比,縮短了預(yù)處理時(shí)間,減少了試劑消耗量,降低了樣品損失,并且準(zhǔn)確度和精密度均滿足GBZ/T 210.4－2008的要求,為深入研究更多類別的熱敏紙中雙酚A 含量提供了科學(xué)的測(cè)定依據(jù),為進(jìn)一步開展熱敏紙中雙酚A 暴露風(fēng)險(xiǎn)防控技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。