HPLC同時測定6種鄰苯二甲酸酯（PAEs）類增塑劑的含量

陳再潔1，楊曉燕1

摘  要: 目的：建立并驗證了用HPLC-UV測定 PVC制品中歐盟限用6種增塑劑的方法；方法：以乙醚為溶劑，采用索氏萃取法提取PVC制品中6種限用鄰苯二甲酸酯類增塑劑 ，以相對保留時間定性，峰面積進行定量；結果：該方法平均回收率為91.03％～101.01％，RSD為0.094％～4.17％，檢測限(S／N=3)分別為BBP ：0.014 mg／L；DBP：0.081 mg／L；DEHP：0.066 mg／L； DNOP：0.015 mg／L；DINP：0.068 mg／L；DIDP：0.92 mg／L；結論：實驗表明該方法對部分出口歐盟的PVC制品進行檢驗，可滿足檢測工作的需要。

關鍵詞: PVC；鄰苯二甲酸酯；索氏萃取

(以上部分英文翻譯)

中圖分類號： O657.72  文獻標識碼：A  文章編號：1009-8143(2010)00-0000-00

HPLC simultaneous determination of a variety of PVC products in the European Union restricting the use of six kinds of phthalate plasticizer content
CHEN Zai-Jie 1, YANG Xiao-Yan 1
(Jiangsu Skyray Instrument Co., Ltd., Suzhou 215300)

Abstract: Objective: Established and tested PVC products using HPLC-UV determine in the EU limit of the method with the six kinds of plasticizer; Methods: using ether as solvent, adopting Soxhlet extracted the six kinds of restricting the use of Phthalate ester plasticizer in PVC, qualitative with relatively retention time and quantitative with peak area; Results: The mean recovery is 91.03%~101.01%, RSD is 0.094%~4.17%, and the detection limit (S/N=3) respectively, BBP: 0.014mg/L; DBP: 0.081mg/L; DEHP: 0.066mg/L; DNOP: 0.015mg/L; DINP: 0.068mg/L; DIDP: 0.92mg/L; Conclusion: The experiment show that this method can meet the testing needs of the work which the EU carry out testing of some exports of the PVC products.
Key words: PVC; phthalate esters; Soxhlet extraction

鄰苯二甲酸酯類增塑劑主要用于改善塑料的加工性能和強度，廣泛應用于 PVC玩具和塑膠粒子，各種日用品，紡織品，皮革等中。鄰苯二甲酸酯類增塑劑與 PVC分子之間由氫鍵和范德華力連接，彼此保留各自相對獨立的化學性質，容易從 PVC塑料遷移到環境中。PAEs是一類內分泌干擾物質，具有雌激素活性，我國將這類物質歸為“環境激素類污染物” 。PAEs有生殖毒性、胚胎毒性和遺傳毒性，同時具有“三致”，有研究結果表明，鄰苯二甲酸酯類增塑劑是一類環境激素，各國紛紛立法嚴格限制其使用。歐盟2005／84／Ec指令規定，自2005年秋季起，兒童用 PVC 玩具中DBP(鄰苯二甲酸二丁酯 )、BBP(鄰苯二甲酸丁芐酯)、DEHP[鄰苯二甲酸二(2一乙基己基)酯]、DNOP(鄰苯二甲酸二正辛酯 )、DINP(鄰苯二甲酸二異壬酯)、DIDP(鄰苯二甲酸二異癸酯)6種鄰苯二甲酸酯類增塑劑的總質量分數不能超過 0.1％[1]。2007/19/EC對食品接觸材料中鄰苯二甲酸鹽的限制[2]，國內和國際上GC/MS[3]測定食品包裝塑料[4] 、紡織品[5] [6]、兒童玩具[7] [8] [9] [10]等中部分鄰苯二甲酸鹽，GC/ECD測定氯乙烯塑料中部分鄰苯二甲酸鹽[11]，HPLC測定水質[12] [13]、牛奶[14]、土壤和水生生物[15]、兒童玩具、塑料、涂料等中部分鄰苯二甲酸鹽，但是還沒有報道測定歐盟管控的這六項，本文提出的HPLC法測定歐盟管控6種鄰苯二甲酸酯類增塑劑的含量，方法簡便、快速、準確、靈敏度高、適應性好、回收率高，可用于工廠質量控制和檢驗機構樣品檢驗。

1.  實驗部分

1.1  儀器和試劑

HPLC高效液相色譜儀（包括HPLC高壓恒流泵，HPLC紫外檢測器，HPLC柱溫箱，HPLC液相色譜工作站），電子天平，超聲波清洗器，超純水機。

BBP、DBP、DEHP、DNOP、DINP和DIDP購自美國Accustandard公司，純度分別為：99.0%、99.3%、99.6%、99.6%、98.2%、99.5%；乙腈、甲醇、正己烷、二氯甲烷、甲苯、乙醚、氯仿等均為色譜純（美國天地）。

1.2  分析條件 

色譜柱：Ultimate AQ-C18色譜柱(250mm×4.6mm，5μm；

流動相：乙腈/甲醇/水(V/V=90/10/0.5)；流速：0.8 mL／min；柱溫：25℃；

檢測波長：224nm；進樣量：10μl。

1.3  標準溶液的配置

用甲醇分別將6種標準品配置成1mg/ml BBP、DBP、DEHP、DNOP、DINP和DIDP的儲備液，使用時用甲醇稀釋到所需要的濃度，圖譜如下：

1.4  樣品處理

取5 ~ 10g樣品，破碎至5mm×5mm，混勻，精密稱取2.0000g，置于用濾紙疊成的萃取筒中，加入乙醚約100ml，于45℃的水浴中，索氏萃取8小時，將萃取液轉移到蒸發皿中，水浴揮干，殘渣用甲醇定容于25ml容量瓶中，搖勻，用0.45μm的有機濾膜過濾，存于玻璃樣品瓶中，待測。

2    結果與討論

2.1  色譜條件優化選擇

考察了不同色譜柱(C8柱和ODS柱)和不同粒徑的填料對PAEs分離的影響，發現C8柱對PAEs的保留較弱，且DEHP和DNOP不能有效分離；而C18柱能在25min內達到基線分離，5μm和3μm不同粒徑的填料對分離沒有什么影響，而且3μm粒徑的填料柱壓較高，價格也較貴，所以采用5μm粒徑的填料。采用乙腈和甲醇，甲醇和水，乙腈和水作為流動相時，用90%乙腈甲醇溶液，DBP和DINP不能很好的分離；用乙腈/甲醇/水(V/V=90/10/0.5)溶液才能很好的分離開來，故選擇乙腈/甲醇/水(V/V=90/10/0.5)作為流動相。若用乙腈比例遞增的梯度洗脫，BBP和DBP出峰會延后，DINP和DIDP的出峰時間過長且拖尾，另外基線漂移不利于低濃度檢測，因此本文采用等度洗脫，在相應的標準中[3],[4],[5]，都是計算這兩種物質的色譜峰總面積之和，是由于DINP和DIDP都是由其相應的同分異構體組成的混合物，且歐盟對其也是按一種物質進行控制的，而該色譜條件下DINP和DIDP的檢測限遠遠低于歐盟的管控限。對PAEs的混標進行紫外掃描，在224nm處有最大吸收，也參考了相關文獻[13] [14] [15]，故選擇224nm為檢測波長。

2.2  前處理條件優化選擇

2.2.1   提取方法考察：參考相關文獻，常規的樣品提取方法有：超聲提取、加熱回流提取、微波提取、索氏提取，在考察這三種提取方法時，索氏提取的提取率最高；

2.2.2   提取溶劑考察：參考相關文獻，考察了：正己烷[4]、氯仿[5]、二氯甲烷[7]、乙醚[8]、乙酸乙酯[9] 、甲醇[10]、乙醇的提取效率，最后得出乙醚和氯仿的提取效率相當，但乙醚提取的樣品雜質更少，故選擇乙醚作為方法的提取溶劑；

2.2.3   提取時間考察：在用乙醚進行索氏萃取時，考察了分別萃取時間為：2小時、4小時、6小時、8小時、10小時，在萃取時間為8小時和10小時的時候萃取率相當，故選擇8小時為提取時間；

2.2.4   定容體積考察：考察了定容體積為：10ml、25ml、50ml，用10ml時含量偏低，用25ml和50ml定容時，含量相當，故選擇25ml為定容體積；

2.2.5   定容溶劑考察：考察了定容溶劑為：正己烷、甲苯+正己烷、甲醇，甲醇定容時含量最高，并且標準品也是用甲醇配置的，故選擇甲醇作為定容溶劑。

2.3  峰位確定

將各標準品配制成單標，按本方法確定的色譜條件，取各單標和混標10μl

進樣測定，按各保留時間確定出峰順序，出峰順序為：BBP(鄰苯二甲酸丁芐酯)、DBP(鄰苯二甲酸二丁酯 )、DEHP[鄰苯二甲酸二(2一乙基己基)酯]、DNOP(鄰苯二甲酸二正辛酯 )、DINP(鄰苯二甲酸二異壬酯)、DIDP(鄰苯二甲酸二異癸酯)。

2.4  陰性和系統適用性試驗

不加入樣品，加入試劑，按樣品處理方法進行測定，在各組分相應保留時間處均沒有吸收。

取PAEs混標10μl進樣測定，因DINP和DIDP是相應的同分異構體的混合物，管控指令中并未對其分開控制，只是對其總量進行了限制，故這兩個物質的色譜峰不用完全分開；而BBP、DBP、DEHP 、DNOP相互之間的分離度均＞1.5，符合相關規定。理論板數按BBP峰計，不得小于5000。

2.5  精密度試驗

取PAEs混標10μl進樣6針，進行測定，考察各組分峰面積的相對標準偏差，結果見表1：

表1   精密度試驗結果

2.6  線性關系和檢測限

在本方法確定的實驗條件下，BBP、DBP、DEHP 、DNOP和DINP在進樣量1ng ~ 1000ng，DIDP在40ng ~ 4000ng之間，線性關系良好。各化合物的相關系數見表1。在 S/N = 3 的條件下，確定各組分的檢測限也列入表2中。

表2 線性關系和檢測限結果0

 2.7  回收率試驗

采用在實際樣品中加入不同添加水平的混標的方式進行回收率實驗，按 1.4中的方法處理后分析，采用外標法定量，每個添加水平單獨測3次，實驗結果表明，其平均回收率為為91.03％～101.01％，RSD為0.094％～4.17％。  

2.8實際樣品的測試

采用HPLC法測試部分PVC玩具樣品結果如表3所示。

參考文獻：

1.  2005/84/EC 歐洲議會和理事會指令對玩具和兒童護理品中的鄰苯二甲酸鹽的限制

1.  2007/19/EC對食品接觸材料中鄰苯二甲酸鹽的限制

2.  EPA 8270D  Semivolatile organic compounds by gas chromatography/mass spectrometry(GC/MS)

3.  GB/T 21928-2008 食品塑料包裝材料中鄰苯二甲酸酯的測定

4.  GB/T 20388-2006 紡織品 鄰苯二甲酸酯的測定

5.  王明泰，劉志研，牟峻，等．采用 GC/MS法測定紡織品中鄰苯二甲酸酯類增塑劑含量的研究[J]．紡織標準與質量，2005(6)：32～35．

6.  GB/T 22048-2008 玩具及兒童用品 聚氯乙烯塑料中鄰苯二甲酸酯增塑劑的測定

7.  EN 14372 Child ues and care articles- Cutlery and feeding utensils Safety requirements and tests

8.  王成云，張紹文，張偉亞．PVC玩具和兒童用品中6種限用鄰苯二甲酸酯類增塑劑的同時測定[J]．分析與測試，2008(2)：30~33．

9.  Earls A O，Axford I P，Braybrook J H．Gas chromatography～ mass spectrometry determination of the migration of phthalate plasticisers from polyvinyl chloride toys and child- care articles[J]．J Chroma togr A，2003，983：237~246．

10. ASTM D 3421-75 從氯乙烯塑料中萃取及測定增塑劑混合物

11. HJ/T 72-2001 水質 鄰苯二甲酸二甲（二丁、二辛）酯的測定 液相色譜法

12. 周奇志，顧永祚．高效液相色譜法測定水中痕量鄰苯二甲酸酯[J]．分析實驗室，1991：34~35．

13. 徐向華，方曉明，丁卓平等．高效液相色譜測定牛奶中鄰苯二甲酸酯的方法研究[J]．化學通報，2008(6)：420~424．

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15. 房麗萍，牛增元，蔡發，等．鄰苯二甲酸酯類增塑劑分析方法進展[J]．分析科學學報，2005，21(6)：687—691.