薛 偉，武江紅，李曉婷，姚晨之

（1.中輕日用化學(xué)檢驗認(rèn)證有限公司，山西太原 030001；2.國家洗滌用品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，山西太原 030001；3.山西能源學(xué)院，山西晉中 030600）

依據(jù)GB/T 6687—2006《染料名詞術(shù)語》，熒光增白劑是指在紫外光的照射下可以激發(fā)出藍(lán)光、紫光，與基質(zhì)上的黃光互補而具有增白效果的一類無色熒光染料，利用光學(xué)上的補色作用使白色或淺色物品（如紡織品、塑料、紙張等）增白、增亮或增艷。熒光增白劑與物品之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，僅依靠光學(xué)作用增強物體白度，利用熒光增強視覺的白度感。能夠發(fā)出熒光的天然物質(zhì)不屬于熒光增白劑。從分子角度上來講，熒光增白劑是指含有芳香環(huán)的連續(xù)共軛體系，其芳香環(huán)上含有一個或多個取代基，取代基的數(shù)量及種類對熒光特性有較大影響。在紫外光照射下，結(jié)構(gòu)通常不穩(wěn)定，可由能量較低的反式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰枯^高的順式結(jié)構(gòu)，發(fā)出熒光；處于高能態(tài)的順式結(jié)構(gòu)不再能吸收紫外光轉(zhuǎn)化為可見光。

據(jù)報道，有不法商家為了使產(chǎn)品外觀更加鮮艷亮麗，在產(chǎn)品中添加過量的可遷移性熒光增白劑，部分熒光增白劑難以通過常規(guī)生理代謝排出體外，對使用者的健康安全造成潛在威脅。如在菇類產(chǎn)品中添加過量的熒光增白劑可以使其獲得更長的“保鮮期”，長期食用此類食材，熒光增白劑會在體內(nèi)逐步累積，最終出現(xiàn)副反應(yīng)。因此，確立熒光增白劑含量的分析測試方法十分必要。熒光增白劑產(chǎn)品含量的測定可有效評判其制備工藝，精確實施產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控，反向促進(jìn)工藝路線的優(yōu)化改進(jìn)。國內(nèi)外法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系中對熒光增白劑含量的限制均有較明確的規(guī)定。例如，1991年美國食藥局發(fā)布的15號文件規(guī)定，允許在食品接觸用紙以及紙質(zhì)材料中使用熒光增白劑，在非涂布紙以及紙板中的使用限量約為225.0 mg/kg，在涂布紙和紙板中的使用限量約為112.5 mg/kg。歐盟委員會曾在2009 年頒布1 號技術(shù)文件，在附錄中列出了接觸食品的紙以及紙質(zhì)材料中不得檢出的26 種可遷移性二苯乙烯類熒光增白劑。GB/T 9985—2000《手洗餐具用洗滌劑》規(guī)定餐具洗滌劑產(chǎn)品中不應(yīng)檢出熒光增白劑。然而，上述文件中僅有少數(shù)匹配了相應(yīng)的分析測試方法。紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01137—2016《紡織品熒光增白劑的測定》中規(guī)定通過高效液相色譜法測定染料索引號85（C.I.85）等9種熒光增白劑。

鑒于目前熒光增白劑分析測試方法的多樣化現(xiàn)狀，本文全面系統(tǒng)地介紹各類產(chǎn)品中熒光增白劑分析測試方法的最新進(jìn)展，以期進(jìn)一步加深對現(xiàn)有熒光增白劑分析測試方法的認(rèn)識，并為熒光增白劑行業(yè)的持續(xù)健康有序發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 前處理過程［1］

為了得到準(zhǔn)確可靠的產(chǎn)品中熒光增白劑檢測結(jié)果，尋找一個可以高效、快速的前處理方式非常必要。常見的熒光增白劑前處理方式主要包括超聲振蕩/輔助提取法、加速溶劑提取法、索氏提取法、加熱提取法等。其中，超聲振蕩/輔助提取法是指在超聲波作用下，利用其熱效應(yīng)、機械效應(yīng)和空化作用等，大幅加速試樣中有效成分的釋放、擴(kuò)散和溶解，使其快速進(jìn)入溶劑，顯著提升提取效率。該方法是試樣前處理中使用頻率很高的方法。

當(dāng)提取樣品中的熒光增白劑時，溶劑的選擇對提取效率有著至關(guān)重要的影響。常見的提取溶劑有甲醇、乙醇、氯仿、乙腈、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）以及水等，溶劑的選擇通常是根據(jù)所提取熒光增白劑的溶解性以及含有熒光增白劑產(chǎn)品的性質(zhì)等共同決定的。

2 檢測方法

2.1 白度法

利用白度儀中的積分球測定試樣的絕對光譜漫反射率，以試樣的白度值作為結(jié)果判定其增白效果。例如在制備紙張時，向其中添加熒光增白劑，直接通過白度儀對比添加熒光增白劑前后紙張的白度值，以判定是否存在增白效果。該方法常用于檢驗紙張的增白效果，問題是耗時費力，結(jié)果易受操作人員、設(shè)備的影響，且對組成較復(fù)雜的試樣，結(jié)果可靠性有待考究。此外，白度法測定尚無統(tǒng)一的評判標(biāo)準(zhǔn)，該方法僅可作為定性判定，而不能用于測定熒光增白劑的具體種類或含量。

2.2 紫外燈照射法

紫外燈照射法通常是基于熒光增白劑吸收紫外光后發(fā)射出具有一定強度的藍(lán)紫色熒光，通過肉眼觀測試樣表面亮度或面積變化即可識別。該過程是在避光或暗室下進(jìn)行的，使用的紫外光照射波長通常為254 nm 或365 nm。該方法操作簡單，方便快捷，對儀器設(shè)備要求較低，受人為因素影響較大，僅可定性判定有無熒光增白劑存在，不能判斷熒光增白劑具體種類，更不能測定具體含量。

2.3 共振光散射法

入射光照射到分子表面后發(fā)生散射現(xiàn)象，當(dāng)其波長與分子吸收帶相仿時出現(xiàn)共振現(xiàn)象，增強信號后通過熒光光度計即可定量測定熒光增白劑含量。唐容等［2］通過共振光散射法測定餐巾紙中熒光增白劑VBL，檢出限為0.33 mg/kg，定量限為1.11 mg/kg，線性范圍為0～4.0 mg/L，加標(biāo)回收率為87.4%～102.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～2.9%。該方法操作簡單，靈敏度較高，所使用儀器為普通的熒光光度計，易于實現(xiàn)。然而，其信號通常較弱，測定重復(fù)性較差，在熒光增白劑測定中應(yīng)用較少。

2.4 毛細(xì)管電泳法

熒光增白劑中很大一部分為離子型物質(zhì)，同時結(jié)構(gòu)中帶有連續(xù)共軛體系，用毛細(xì)管電泳法可以有效分離。分離后的測定需要結(jié)合其他方法。由于種種原因，目前尚未大范圍推廣應(yīng)用。

2.5 紫外分光光度法

利用物質(zhì)對電磁波（波長范圍200～800 nm）吸收特性所建立的分析方法稱為紫外分光光度法（UV），該方法既可以定性檢測熒光增白劑是否存在，還可以對其進(jìn)行定量分析，是傳統(tǒng)的熒光增白劑檢測方法。部分實驗通過該方法測定熒光增白劑含量，相關(guān)參數(shù)以及結(jié)果如表1所示。

表1 紫外分光光度法測定熒光增白劑［3-7］

該方法操作簡單、方便快捷，測定結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度以及較好的重現(xiàn)性，可以用于檢測紡織品、紙制品、塑料等多種產(chǎn)品中的熒光增白劑，熒光增白劑類型則主要局限于VBL。然而，該方法不可測定熒光增白劑的具體種類及含量，僅能夠測定總量；對于較復(fù)雜的試樣，比如同時含有熒光增白劑和可吸收紫外線的其他助劑，該方法可能不適用。

2.6 熒光分光光度法

利用物質(zhì)吸收短波長照射光后可以發(fā)射較長波長特征光譜的現(xiàn)象，對物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析。物質(zhì)都有自身的特征熒光激發(fā)波長以及發(fā)射波長，通常激發(fā)波長在350 nm 附近，發(fā)射波長在430 nm 附近。經(jīng)由熒光分光光度法測定熒光增白劑含量的測試條件及結(jié)果見表2。

表2 熒光分光光度法測定熒光增白劑［5，8-20］

該方法操作簡單、檢出限低，靈敏度較紫外分光光度法高2～3 級，可以滿足大多數(shù)日常檢測的需求，適用于紙制品、洗滌劑等產(chǎn)品中熒光增白劑含量的測定。由于不同熒光增白劑的特征激發(fā)波長和發(fā)射波長相對接近，該方法不可用于測定熒光增白劑的具體類別，而僅能用于測定總量，且操作需要在較短的時間內(nèi)完成。此外，如果試樣中含有強熒光性的物質(zhì)（如苯并芘），那么會對測試結(jié)果產(chǎn)生較大影響（使測試結(jié)果偏高）。

2.7 薄層色譜法

在流動相流經(jīng)固定相的過程中，利用各成分對同一吸附劑吸附能力的不同，使流動相中的物質(zhì)連續(xù)處于“吸附-脫附”的動態(tài)平衡狀態(tài)，最終達(dá)到分離各組分的目的。溶劑提取試樣后通過薄層色譜板進(jìn)行分離，通過對比待測試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣品在薄層色譜板的斑點位置、大小、熒光強度等，進(jìn)而判斷是否含有熒光增白劑。該方法操作過程繁瑣，定性定量的準(zhǔn)確度較低，使用頻率較低。

2.8 高效液相色譜法

高效液相色譜法（HPLC）利用物質(zhì)溶解性、極性、離子交換能力等特性的不同，含有試樣的流動相流經(jīng)色譜柱中的固定相時發(fā)生復(fù)雜的分配過程，最終達(dá)到分離提純試樣的目的。該方法主要適用于熱穩(wěn)定性較差、沸點較高、相對分子質(zhì)量大的物質(zhì)，是色譜分析技術(shù)中相對較為成熟的一種方法。高效液相色譜法在熒光增白劑的檢測中應(yīng)用較為廣泛，可以選擇不同的檢測器、流動相等儀器條件，同時達(dá)到理想的測試結(jié)果，表3列舉了相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)果。

表3 高效液相色譜法測定熒光增白劑［21-70］

續(xù)表3

續(xù)表3

高效液相色譜法可以根據(jù)待測試樣的不同選擇合適的前處理方式（超聲、加熱、溶解等）、色譜柱（多為C18 柱）、檢測器（UVD、DAD 或FLD）以及流動相（甲醇、乙腈、水、四氫呋喃等）等儀器參數(shù)，具有定量精確度高、分離效果理想、檢測靈敏度高、分析速度快、檢出限低的特點，是目前最主要的熒光增白劑定量分析方法，適用于紙制品、紡織品、洗滌用品以及食品接觸材料等多類產(chǎn)品中熒光增白劑含量的測定。但是，復(fù)雜的前處理過程、相對昂貴的儀器以及需要配備專業(yè)的人員是當(dāng)下發(fā)展的瓶頸。

2.9 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

質(zhì)譜法常用來進(jìn)行定性分析，但不能用來分析復(fù)雜的有機化合物，而且在進(jìn)行定量分析時，需要經(jīng)過一系列分離純化操作，過程相當(dāng)繁瑣。而色譜法能夠有效分離分析有機化合物，特別適合定量分析，但是不易進(jìn)行定性分析。兩者結(jié)合可以對復(fù)雜化合物進(jìn)行有效的定性定量分析，使樣品前處理更加簡便，分析的化合物種類更全面，具有高效、快速、高靈敏度的特點。在熒光增白劑含量測定中，該技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了一定探索（見表4）。

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的質(zhì)譜條件可以選擇電噴霧離子源的正離子或負(fù)離子模式，過程監(jiān)控常選擇多反應(yīng)監(jiān)測模式。該方法準(zhǔn)確度高，能精準(zhǔn)定性分析含多種熒光增白劑的復(fù)雜試樣，是效果較出色的分析方法，適用于塑料、紙制品、紡織品、食品接觸材料、洗滌用品等產(chǎn)品中熒光增白劑含量的測定。然而，該方法使用的設(shè)備價格昂貴，使用成本不菲。此外，儀器需要由專業(yè)人士維護(hù)，對操作人員的專業(yè)技能有較高要求，現(xiàn)階段難以大范圍推廣應(yīng)用。

3 展望

熒光增白劑的檢測方法眾多，紫外燈照射法和高效液相色譜法分別是定性分析和定量檢測的主要方法。與標(biāo)準(zhǔn)體系中常用的紫外燈照射法相比，光譜法和色譜法的儀器定量分析法大有取而代之之勢。光譜法所用設(shè)備簡單，易于操作，耗時較短，但是測定精度有限，重現(xiàn)性較差，影響因素較多；色譜法檢測靈敏度高，重復(fù)性好，但是設(shè)備昂貴，維護(hù)成本較高。鑒于熒光增白劑種類繁多，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為相似，未來分析測試在以下方面仍需發(fā)展：（1）同時高效定量測定多種不同的熒光增白劑；（2）如何針對復(fù)雜的樣品建立合適的前處理方法，精確提取熒光增白劑，便于后續(xù)快捷高效分析；（3）主流的高效液相色譜法耗時較長，在保證精確程度的前提下，發(fā)展快速測定方法對推廣應(yīng)用意義重大，尤其是現(xiàn)場檢測；（4）大型儀器測定熒光增白劑精度較高，然而設(shè)備昂貴、維護(hù)費用較高，如何在保證高精確程度的情況下大幅度減少設(shè)備購置、維護(hù)費用，依然是不小的挑戰(zhàn)；（5）分析測試所用液相色譜儀、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀等儀器尺寸龐大，減小其尺寸，便于搬運攜帶，是未來熒光增白劑檢測發(fā)展的重要方向；（6）熒光增白劑的分析測試有多種方法，各有利弊，持續(xù)研發(fā)更加全面均衡的測試方法任重道遠(yuǎn)。