湯 娟， 丁友超 ， 曹錫忠， 齊 琰， 錢 凱

（江蘇出入境檢驗檢疫局工業(yè)產品檢測中心，江蘇 南京210001）

熒光增白劑（FWAs）是一種能激發(fā)入射光線產生熒光，使所染物質獲得類似熒石效應的熒光染料，廣泛應用于紡織纖維、紙張、塑料、涂料和合成洗滌劑，其中應用于紡織纖維的FWAs 種類最多。經FWAs 處理過的紡織品，不僅改善外觀，提高品質和檔次，同時提升了商業(yè)價值，因而FWAs 的消費量越來越高。目前，我國紡織品中常用FWAs 的品種主要包括雙三嗪氨基二苯乙烯類型、二苯乙烯聯(lián)苯類型、雙苯并唑類型、二苯乙烯基苯類型、吡唑啉類型、香豆素類型等［1］。

FWAs 中含有一些特別活躍的分子，較易遷移至角質層或血液里，且不易分解，其可大大削減人體免疫力，甚至會造成血液系統(tǒng)受損；FWAs 對皮膚黏膜有強烈的刺激作用，使人體出現(xiàn)皮膚起皺、汗液減少、紅腫瘙癢、感染出血或紫斑潰爛等癥狀，甚至會引發(fā)變態(tài)反應性皮炎或接觸性皮炎等疾?。?］；烏魯木齊市疾病預防控制中心報道FWAs 能與傷口外的蛋白質結合，阻礙傷口愈合；被人體吸收后能使人體細胞出現(xiàn)變異性傾向，其毒性聚集在肝臟或其他重要器官，成為潛在的致癌因素［3］。因此建立快速檢測紡織品中FWAs 的方法非常緊急和必要。

目前，F(xiàn)WAs 的檢測方法主要包括高效液相色譜-熒光法（HPLC-FLD）［4］、高效液相色譜-二極管陣列檢測法（HPLC-DAD）［5］和液相色譜-質譜聯(lián)用法（LC-MS）［6，7］，研究基質主要集中于紙［8，9］、洗滌劑［10］、食品材料［11，12］、水［13-15］等。這些方法涉及的FWAs 不僅種類少，溶劑使用量大，更重要的是不符合開發(fā)綠色環(huán)保分析方法的發(fā)展趨勢。

超高效合相色譜（ultra performance convergence chromatography，UPC2）技術是一種以超臨界流體色譜技術原理為基礎，以CO2為主要流動相的最新分離技術。該技術具有有機溶劑使用量少、黏度低、傳質性能好、分離效率高、綠色環(huán)保等優(yōu)點［16］。本研究利用UPC2技術建立了紡織品中8 種FWAs（見表1）的快速、簡單的檢測方法。

表1 8 種FWAs 的化學信息Table 1 Chemical information of the eight FWAs

表1 （續(xù)）Table 1 （Continued）

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

ACQUITY UPC2系統(tǒng)（美國Waters 公司），配ACQUITY UPC2PDA 檢測器。ACQUITY UPC2HSS C18 SB 色譜柱（100 mm×3.0 mm，1.8 μm）；ACQUITY UPC2CSH Fluoro-phenyl 色譜柱（100 mm×3.0 mm，1.7 μm）；ACQUITY UPC2BEH色譜柱（100 mm ×3.0 mm，1.7 μm）（美國Waters公司）。PL602-L 和ML54 型電子天平（感量分別為0.01 g 和0.000 1 g，梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；KQ-250DB 型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；0.22 μm 有機相針式過濾器（上海安譜科學儀器有限公司）。

FWAs 標準品:FP（純度＞90.0%）、KCB（純度＞98.0%）、OB（純度＞98.0%）和KSN（純度＞95.0%）購于TCI 化成工業(yè)發(fā)展有限公司；SWN（純度99%）購于J＆K 公司；DT（純度＞85%）和ER-Ⅱ（純度＞85%）購于浙江珊瑚化工有限公司；ER-Ⅰ（純度＞65%）購于江蘇格羅瑞化學有限公司。甲醇、乙腈、乙醇和異丙醇（色譜純，德國Merck 公司）。三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺和二甲苯（分析純，南京化學試劑有限公司）。二氧化碳（純度≥99.99%，南京天澤氣體有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 色譜條件

ACQUITY UPC2HSS C18 SB 色譜柱（100 mm×3.0 mm，1.8 μm）；系統(tǒng)背壓為13.10 MPa；色譜柱溫度為60 ℃；進樣量為2 μL；分析時間為12 min；流動相分別為超臨界CO2（A 相）和甲醇（B相）；梯度洗脫程序:0.0 ～0.5 min，95% A；0.5 ～9.0 min，95%A ～85%A；9.0 ～10.0 min，85%A ～95% A；10.0 ～12.0 min，95% A。流 速 為1.5 mL／min；檢測波長為350 nm。

1.2.2 標準溶液的配制

分別準確稱取50 mg 各種熒光增白劑（精確至0.1 mg）于10 mL 棕色容量瓶中，用乙醇溶解并定容至刻度，配成質量濃度為5 g／L 的單一標準儲備液，于-4 ℃下避光保存。

分別吸取1 mL 單一標準儲備液至50 mL 棕色容量瓶中，用乙醇定容至刻度，配成100 mg／L 的混合標準工作液，逐級稀釋成所需的系列標準工作液。

1.2.3 樣品前處理

將樣品剪成5 cm × 1 cm 的碎片，準確稱取（1.00 ±0.01）g 樣品，用不含F(xiàn)WAs 的白色細線扎緊，在25 mL 沸騰的二甲苯上方垂直放置30 min，使冷凝溶劑從樣品上流過，提取液冷卻至室溫后，于70 ℃旋轉蒸發(fā)至干，用1 mL 乙醇溶解，用0. 22 μm有機相針式過濾器過濾至進樣小瓶中，供超高效合相色譜儀測定。

2 結果與討論

2.1 色譜柱的選擇

8 種FWAs 中含有同分異構體和結構類似物，分離難度較大。色譜柱的選擇是色譜分離方法的核心，本實驗首先考察了具有明顯差異的不同固定相色譜柱對8 種熒光增白劑分離的影響，即:ACQUITY UPC2HSS C18 SB 色譜柱（100 mm×3.0 mm，1.8 μm）；ACQUITY UPC2CSH Fluoro-phenyl 色譜柱（100 mm × 3.0 mm，1.7 μm）；ACQUITY UPC2BEH 色譜柱（100 mm ×3.0 mm，1.7 μm）。從圖1 可見，在相同條件下，ACQUITY UPC2HSS C18 SB 色譜柱的分離效果明顯好于其他兩者。

2.2 流動相中輔助溶劑的選擇

圖1 不同色譜柱對8 種熒光增白劑的分離效果Fig.1 Effect of different columns on the separation of the eight FWAs

UPC2系統(tǒng)中少量的有機溶劑對分析物的分離具有重要影響。不同的有機溶劑具有不同的選擇性和洗脫能力，超臨界CO2作為UPC2的主要流動相，可與全部有機溶劑互溶，因而為輔助溶劑的選擇提供了很寬的范圍。本實驗主要討論了4 種常用有機溶劑（甲醇、乙腈、乙醇、異丙醇）對8 種FWAs 分離的影響。從圖2 可以看出，4 種有機溶劑對8 種FWAs 的洗脫能力大小順序為甲醇＞乙醇＞異丙醇＞乙腈，且選擇差異性明顯，其中甲醇和異丙醇的分離效果較好，但異丙醇黏度較高，柱壓偏高，且峰形較寬；乙腈和乙醇對8 種FWAs 的分離效果較差，乙腈使峰形展寬嚴重，且峰形較差；乙醇不能將SWN與雜質分開，且KCB 與ER-Ⅰ為共同出峰。因此實驗選擇甲醇作為輔助有機溶劑。

2.3 柱溫及系統(tǒng)背壓的優(yōu)化

圖2 不同有機溶劑對8 種FWAs 分離效果的影響Fig.2 Effect of different organic solvents on the separation of the eight FWAs

UPC2與一般液相色譜相比，分離溫度和壓力的改變能夠更為顯著地改變流動相的密度，從而改變其分離能力。較高的柱溫導致流動相的密度變小而增加保留時間，較高的壓力導致流動相的密度變大而縮短保留時間，因此溫度和壓力是建立UPC2方法中的兩個重要參數(shù)。通常UPC2可設置的柱溫為35 ～65 ℃，壓力為11.72 ～24.14 MPa，但壓力低于12.41 MPa 時，CO2會從超臨界態(tài)轉變?yōu)楦咏鼩鈶B(tài)的狀態(tài)，影響其極性和密度，最終影響分析物的分離效果。綜合考慮，實驗考察了不同柱溫（40、50、60 ℃）和不同系統(tǒng)背壓（13.10、13.79、14.48 MPa）對8 種FWAs 分離的影響。從圖3 可以看出，隨著柱溫的升高，保留時間延長，60 ℃時待測物均達到基線分離。而由圖4 可見，系統(tǒng)背壓的升高僅縮短了保留時間，對分離效果影響較小，但過高的背壓會使系統(tǒng)壓力過高。因此實驗將柱溫設為60 ℃，系統(tǒng)背壓設為13.10 MPa。

2.4 紫外檢測波長的選擇

圖3 不同溫度對8 種FWAs 分離的影響Fig.3 Effect of different temperatures on the separation of the eight FWAs

采用三維（3D）檢測模式，分別對8 種FWAs 單一標準溶液進行紫外掃描，掃描范圍為210 ～500 nm，8 種FWAs 的最大吸收波長見表2。結合工作效率和檢測靈敏度，采用350 nm 對8 種FWAs 同時進行掃描檢測。

表2 8 種FWAs 的最大吸收波長Table 2 Maximum wavelengths （λmax）of the eight FWAs

2.5 樣品前處理條件的優(yōu)化

有關染料檢測的文獻及本實驗室常用的前處理方法有甲醇［17，18］、三氯甲烷［4，7］或N，N-二甲基甲酰胺超聲提取和N，N-二甲基甲酰胺或二甲苯循環(huán)提取。本研究比較了上述幾種提取方法的提取情況，圖5 顯示了每種提取方法對8 種FWAs 的提取總量。對于同一自制陽性樣品，二甲苯循環(huán)提取的提取效率最高，甲醇超聲和N，N-二甲基甲酰胺超聲的提取效率最低，僅為二甲苯循環(huán)提取效率的1.7%和3.3%。實驗研究的8 種FWAs 均應用于化學纖維，此類纖維的生產需經高溫高壓，因而超聲提取率不如循環(huán)提取，因此實驗采用二甲苯循環(huán)提取作為樣品前處理方法。

圖4 不同系統(tǒng)背壓對8 種FWAs 分離的影響Fig.4 Effect of auto back pressure regulators （）on the separation of the eight FWAs

圖5 不同提取方法的提取效果Fig.5 Extraction efficiencies of different extraction methods

2.6 方法的線性范圍和定量限

配制8 種FWAs 的質量濃度分別為1.0、2.0、5.0、10.0 和20.0 mg／L 的系列混合標準溶液，按1.2.1 節(jié)所述方法進行超高效合相色譜分析，以FWAs 的峰面積（y）為縱坐標，質量濃度（x，mg／L）為橫坐標，建立標準曲線，得到FWAs 的線性回歸方程。以信噪比為10（S／N ＝10）計算得到分析方法的定量限（LOQ）。從表3 可見，8 種FWAs 在1.0～20.0 mg／L 范圍內線性良好（r≥0.999 1），LOQ在0.70 ～0.95 mg／L 之間。

2.7 回收率及精密度

以陰性滌綸樣品為基質，采用標準添加法進行回收率和精密度測定，在2.0、5.0 和10.0 mg／kg 添加水平下的平均回收率在90.9% ～96.5%之間，相對標準偏差（RSD，n ＝6）在2.8% ～4.2% 之間（見表4），可見本方法的實驗精密度能夠滿足分析要求。

表3 8 種FWAs 的線性方程、相關系數(shù)（r）及定量限（LOQ）Table 3 Linear equations，correlation coefficients （r）and limits of quantification （LOQs）of the eight FWAs

表4 不同添加水平下8 種FWAs 的回收率及精密度（n ＝6）Table 4 Recoveries and relative standard deviations （RSDs）of the eight FAWs at different spiked levels （n ＝6）

2.8 實際樣品檢測

采用本方法檢測8 塊含F(xiàn)WAs 的紡織品，結果表明，8 塊紡織品中均檢出ER-Ⅰ和ER-Ⅱ，含量分別為189.4 ～424.3 mg／kg 和193.5 ～603.4 mg／kg。典型陽性樣品的超高效合相色譜圖見圖6。

圖6 一個陽性樣品的色譜圖Fig.6 Chromatogram of a positive sample

3 結論

通過優(yōu)化輔助有機溶劑、柱溫及系統(tǒng)背壓等條件，建立了紡織品中8 種FWAs 的超高效合相色譜法。本方法分析時間短，能夠在12 min 內使8 種FWAs 達到有效分離。儀器分析中使用的流動相以CO2為主，與普通液相色譜法相比，大大降低了有機試劑的使用，能夠滿足建立綠色環(huán)保分析方法的需求，同時也降低了檢測成本。

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