皮革中雙酚A的含量測定
——高效液相色譜法

田姝，李海，蔣潔蓉，徐建云*，王玲霞

（1.江蘇省紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，江蘇南京210007;2.浙江省輕工業(yè)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，浙江杭州310018)

0 引言

雙酚A（Bisphenol A，BPA）又名2,2-雙對酚丙烷，一般由酚類與乙醇丙酮縮合而得，是一種重要的有機(jī)合成化學(xué)原材料[1]，一般用于各類高分子產(chǎn)品合成制造及加工中，如環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯等[2]；在塑料品制造過程中，添加雙酚A作為增塑劑可以使其具有無色透明、耐用、輕巧和防沖擊等特性[3]，又可作為制造阻燃劑、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、橡膠抗老劑、農(nóng)用化學(xué)品、油漆、農(nóng)用殺微生物藥劑、涂料和紫外光吸收劑等的重要原材料，使用于各種食物包裝材料[4]、幼兒玩具產(chǎn)品、紡織、皮革、箱包、車輛、電子、汽車和飛機(jī)制造等領(lǐng)域[5]。在皮革工業(yè)領(lǐng)域，主要用于印染、加脂、涂飾等工藝過程。

雙酚A是一類人造的環(huán)境性雌激素化合物[6],能影響神經(jīng)系統(tǒng)、免疫力和內(nèi)分泌等系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)能，同時(shí)具有致癌效應(yīng)、致畸效應(yīng)、致突變效應(yīng)，歐盟認(rèn)為含雙酚A奶瓶會(huì)誘發(fā)性早熟,對自然環(huán)境和人類身心健康都具有潛在的安全隱患，已引起國際社會(huì)的普遍重視[7]。

各國紛紛出臺(tái)法律法規(guī)禁止上述雙酚A的生產(chǎn)、使用和進(jìn)口[8]。美國、歐盟等國家和地區(qū)都有嚴(yán)格的法律，限制BPA在皮革和毛皮制品中使用。2008年10月，雙酚A被加拿大列為有毒化學(xué)物質(zhì)[9]。美國于2009年即發(fā)布了雙酚A禁令，禁止雙酚A用于奶瓶及兒童飲料容器[10]。2011年5月，歐盟新法規(guī)2011/10/EU開始實(shí)施，新法規(guī)要求在食品塑料接觸材料中的雙酚A遷移量應(yīng)小于等于0.6 mg/kg[11]。緊隨其后，中華人民共和國衛(wèi)生部等6部門也發(fā)布了關(guān)于嬰幼兒奶瓶中禁用雙酚A的公告。LEATHER STANDARD by OEKO-TEX?作為全球標(biāo)準(zhǔn)化的檢測和認(rèn)證體系，于2020年亦將BPA納入有害物質(zhì)限用范圍。隨著人民生活水平的提高和質(zhì)量安全意識(shí)的增強(qiáng)，人們對皮革毛皮制品的質(zhì)量要求越來越高，愈加關(guān)注皮革生態(tài)安全。

目前國內(nèi)外尚沒有皮革產(chǎn)品中BPA含量檢測方法[12]。國內(nèi)的BPA檢驗(yàn)規(guī)范涉及的BPA檢測標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 29609-2013《橡膠苯酚和雙酚A的測定》[13]、SN/T 2407-2009《玩具中苯酚和雙酚A的測定》[14]、GB/T 30939-2014《化妝品中污染物雙酚A的測定高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》[15]和GB/T 23296.16-2009《食品接觸材料高分子材料食品模擬物中2,2-二（4-羥基苯基）丙烷（雙酚A）的測定高效液相色譜法》[16]，BPA的測定研究主要集中在玩具、化妝品、食品及其包裝材料等方面。

本文從萃取劑的選擇、前處理?xiàng)l件的優(yōu)化等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，建立皮革和毛皮中BPA的高效液相色譜法檢測方法，填補(bǔ)國家檢測方法標(biāo)準(zhǔn)體系中皮革和毛皮中雙酚A檢測方法的空白，能加強(qiáng)皮革和毛皮產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控，有利于皮革和毛皮產(chǎn)品的貿(mào)易和應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料、化學(xué)試劑和設(shè)備

樣品，市售牛皮革面料。

甲醇、二氯甲烷（色譜純級），德國aldrich-sigma有限公司；正己烷、乙腈（色譜純級），美國天地（TEDIA）有限公司；雙酚A(CAS:80-05-7)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（99.5%），A ChemTek Inc.公司。

1260型高效液相色譜儀(配熒光檢測器)，美國安捷倫科技有限公司；AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；R215旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，瑞士BUCHI公司；KQ-800DB數(shù)控超聲波清洗儀，昆山超聲儀器有限公司；聚偏氟乙烯PVDF有機(jī)相濾膜（13 mm×0.22μm），北京豫維科技有限公司；WH-2微型旋渦混合儀，上海滬西分析儀器廠有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 試樣的前處理

取代表性待測皮革樣品，根據(jù)QB/T 2716的要求，將試樣剪至2~3 mm的小塊，應(yīng)盡可能干凈地清除試樣表面的附著物。準(zhǔn)確稱取1.0 g試樣，精確至0.01 g，放入50 mL玻璃反應(yīng)器中，密封，在待測試樣中加入20.0 mL甲醇，在功率為500 W，溫度為60℃條件下超聲萃取（50±2）min，潷出提取液，殘?jiān)?0 mL甲醇循環(huán)提取一次，合并提取液于100 mL濃縮瓶中，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在40℃以下將提取液逐漸濃縮至近干，通過緩慢氮?dú)饬鞔蹈?，再?zhǔn)確加入2 mL甲醇于渦旋振蕩器上振蕩復(fù)溶，樣液經(jīng)0.22μm濾膜過濾凈化后供液相色譜測定。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液及標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制

雙酚A標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：準(zhǔn)確稱取100 mg的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，精確到0.1 mg，甲醇溶解，將溶液轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶并用甲醇定容至刻度，搖勻，最終獲得濃度為10000 mg/L的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。

系列濃度雙酚A標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：依據(jù)需要分別移取相應(yīng)體積的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，轉(zhuǎn)移至棕色容量瓶中，用甲醇稀釋并定容至刻度，搖勻。

1.2.3 液相色譜條件

色譜柱：C18反相色譜柱，250 mm×4.6 mm（內(nèi)徑）×5.0μm；色譜柱溫度：30℃；流動(dòng)相：甲醇-水（60∶40，體積比）；紫外檢測器選定檢測波長：270 nm；流速：0.25 mL/min；進(jìn)樣量：10μL。

1.2.4 定性、定量方法

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液雙酚A的保留時(shí)間對樣液中的目標(biāo)物進(jìn)行初步定性分析；用外標(biāo)法多點(diǎn)校正建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)行目標(biāo)物雙酚A的定量。具體操作為：將配制的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用甲醇逐級稀釋為0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 mg/L系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，直接上機(jī)。以雙酚A濃度為橫坐標(biāo)，以對應(yīng)的雙酚A的響應(yīng)峰面積為縱坐標(biāo)，進(jìn)行線性回歸，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，線性相關(guān)系數(shù)R2為0.99972。

2 結(jié)果與討論

取質(zhì)量濃度為2.0μg/mL的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液，在230~500 nm波長范圍內(nèi)掃描，結(jié)果見圖1。圖1顯示，雙酚A在226 nm和277 nm附近有強(qiáng)吸收，故選擇檢測波長為277 nm。

圖1 雙酚A紫外吸收光譜圖譜Fig.1 UVspectrumof the BPAstandard solution

將1.0μg/mL的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液，按本方法確定的色譜條件，取10μL，進(jìn)樣測定，按出峰時(shí)間確定雙酚A保留時(shí)間，色譜圖如圖2，雙酚A保留時(shí)間為8.802 min。

圖2 雙酚A的高效液相色譜圖Fig.2 The chromatogramof the BPA standard solution

2.1 確定最佳萃取溶劑

由于皮革成品的成分較復(fù)雜，使用的添加劑種類繁多，必須選用合適的萃取溶劑先將雙酚A提取出來，并將其他提出物沉淀下來，以避免干擾測定。分別選用乙腈、二氯甲烷、甲醇、正己烷四種溶劑作為萃取劑，進(jìn)行低、高濃度（0.5 mg/kg、4.0 mg/kg）加標(biāo)回收，分別按1.2.1節(jié)進(jìn)行樣品前處理，每種溶劑進(jìn)行三個(gè)平行測定，結(jié)果取平均值，不同溶劑的提取效果見表1。數(shù)據(jù)表明，以甲醇作為萃取溶劑對雙酚A的提取效果最好。同時(shí)進(jìn)行實(shí)際樣品驗(yàn)證試驗(yàn)見圖3，其響應(yīng)值最高。結(jié)果表明最終實(shí)驗(yàn)條件與前述結(jié)論基本一致，宜選用甲醇作為萃取溶劑。

表1 不同溶劑的萃取效果Tab.1 The comparison of differentextractantson theresults

圖3 不同溶劑萃取陽性樣品中雙酚A的比較Fig.3 The comparison of different extractants for theleather sample

2.2 超聲萃取時(shí)間、超聲萃取溫度優(yōu)化

通過調(diào)節(jié)不同超聲萃取時(shí)間、超聲萃取溫度來研究不同超聲時(shí)間(20~60 min)及超聲溫度(30~70℃)對提取效果的影響。如圖4，結(jié)果表明：超聲萃取時(shí)間過短時(shí)，待測物中的雙酚A無法萃取完全；不斷延長待測物的超聲時(shí)間，待時(shí)間達(dá)到50 min時(shí)，待測物中雙酚A提出量達(dá)到最大；50 min后，由于遷移至萃取溶劑中的目標(biāo)物的量漸漸達(dá)到飽和，對應(yīng)條件下目標(biāo)物的響應(yīng)值基本保持不變，雙酚A遷移曲線變得平緩。因此，本研究確定50 min為最佳超聲萃取時(shí)間。

圖4 萃取時(shí)間對測定結(jié)果的影響Fig.4 Theeffect of extraction timeon thedetermination results

圖5為萃取時(shí)間為50 min時(shí)，不同超聲萃取溫度下雙酚A遷移出待測物的量，萃取溫度較低時(shí)，雙酚A萃取不完全；當(dāng)萃取溫度升至60℃時(shí)，雙酚A萃取效率達(dá)到最高。因此，60℃最終確定為本試驗(yàn)方法的萃取溫度。

圖5 超聲萃取溫度對測定結(jié)果的影響Fig.5 The effect of ultrasonic extraction temperature on thedetermination results

2.3 線性范圍與方法檢出限

在確定的最佳萃取條件下，按1.2.1-1.2.2所述實(shí)驗(yàn)步驟對系列濃度梯度的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析，通過色譜峰積分面積對雙酚A的濃度（mg/L）繪制線性回歸方程，結(jié)果表明，在0.1~20.0 mg/L的濃度范圍內(nèi)，目標(biāo)物雙酚A色譜峰面積與其對應(yīng)的濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)為0.999，具體見圖6。

圖6 雙酚A校正曲線Fig.6 Calibration curvesof BPA

選取具有代表性的皮革樣品作為樣品基質(zhì)，制備10組平行樣，分別按照理論濃度為2.0 mg/kg添加雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液，依據(jù)確定的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行樣品處理和分析，按照3倍信噪比（S/N=3）、10倍信噪比（S/N=10）確定方法的檢出限和定量下限[17]，皮革中雙酚A的檢出限為0.33 mg/kg，定量下限（LOQ）為1.10 mg/kg，結(jié)果見表2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本方法檢出限較低，可以滿足日常測試工作的需求。

表2 雙酚A的線性關(guān)系、檢出限Tab.2 The regression relations,LOQs and LODs of the BPAagents

2.4 回收率與精密度

以牛皮革作為樣品基質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，在樣品基質(zhì)中添加3個(gè)濃度水平的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加標(biāo)的理論濃度為2.0、10.0、100.0 mg/kg，按照所優(yōu)化的方法進(jìn)行試驗(yàn)分析，每個(gè)濃度水平進(jìn)行10個(gè)平行樣測定。計(jì)算10次加標(biāo)回收的平均回收率、精密度，具體見表3。結(jié)果表明：雙酚A在3個(gè)濃度水平的平均加標(biāo)回收率為86.65%~90.21%，精密度RSD（n=10）為3.333%~6.686%，均小于10%，表明此方法的準(zhǔn)確度與精密度均較滿意。

表3 雙酚A在樣品基底中的加標(biāo)回收率和精密度RSD（n=10）Tab.3 Therecoveries and RSDs of BPA spiked in samples(n=10)

2.5 實(shí)際樣品檢測

用上述建立的方法對364批次的皮革樣品進(jìn)行測試，有3份檢出BPA，含量分別為2861.35 mg/kg、321.25 mg/kg、111.32 mg/kg，其他均未檢出。

3 結(jié)論

本研究針對皮革材質(zhì)樣品的基質(zhì)特點(diǎn)，建立了一種皮革產(chǎn)品中雙酚A的HPLC檢測方法，通過試驗(yàn)條件優(yōu)化，確定了最佳萃取溶劑為甲醇、萃取溫度為60℃、萃取時(shí)間50 min，雙酚A在3個(gè)濃度水平的平均加標(biāo)回收率為86.65%~90.21%。加標(biāo)回收和實(shí)際樣品試驗(yàn)表明該方法準(zhǔn)確可靠，靈敏度高，適用于皮革產(chǎn)品中雙酚A的便捷定性定量分析。