洪錦清,陳明,李敬,程玉龍,費(fèi)桂琴
(江蘇出入境檢驗(yàn)檢疫局輕工產(chǎn)品與兒童用品檢測(cè)中心,江蘇揚(yáng)州 225009)
磷酸三甲苯酯(Tricresyl phosphate,TCP)是現(xiàn)代工業(yè)一種重要的化工原料,主要用作增塑劑、阻燃劑、汽油和潤(rùn)滑油添加劑。磷酸三甲苯酯可危害人體健康,誘發(fā)遲發(fā)性周?chē)窠?jīng)病,磷酸三甲苯酯中毒的病例時(shí)有報(bào)道[1-4]。不同的磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體其毒性不同,磷酸三鄰甲苯酯(Tri-ortho-cresyl phosphate,TOCP)被認(rèn)為毒性最大[5,6]。歐盟玩具安全標(biāo)準(zhǔn)(EN 71-9,EN 71-10,EN 71-11)對(duì)用于玩具的塑料材料中的磷酸三甲苯酯3種同分異構(gòu)體均進(jìn)行了限制。這3種異構(gòu)體在模擬液中的溶出量均不得高于0.03 mg/L。
檢測(cè)磷酸三甲苯酯一般采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC/MS)[6,7]。EN 71-11 列舉了一種 GC/MS檢測(cè)玩具中磷酸三鄰甲苯酯、磷酸三間甲苯酯、磷酸三對(duì)甲苯酯的方法。國(guó)內(nèi)對(duì)玩具中磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的檢測(cè)還未見(jiàn)報(bào)道。筆者對(duì)磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的檢測(cè)進(jìn)行了研究,建立了一種快速檢測(cè)這3種同分異構(gòu)體的方法。
單四級(jí)桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀:ISQ型,美國(guó)Thermo Fisher科技有限公司;
氣相色譜柱:DB-5MS型(30 m×0.25 mm,0.25 μm),固定相為5%苯基-甲基聚硅氧烷,美國(guó)Agilent公司;
磷酸三鄰甲苯酯、磷酸三間甲苯酯、磷酸三對(duì)甲苯酯標(biāo)準(zhǔn)品:德國(guó)Dr. Ehrenstorfer公司;
甲苯、丙酮、乙酸乙酯:HPLC級(jí);
高純水:18.2 MΩ·cm,由Milli-Q 純水器(美國(guó)Millipore公司)制得。
1.2.1 樣品提取與溶液配制
塑料樣品的提取方法參照EN 71-10。將測(cè)試部分放置于錐形瓶中,加入100 mL 20℃的模擬液(水),以(60±5)r/min的頻率振蕩(60±5)min。振蕩完成后,用玻璃棉過(guò)濾。往全部濾液中加入10 mL 95 %甲苯與5 %乙酸乙酯混合溶劑,劇烈振搖1 min,靜置分層后,保留上層有機(jī)相待測(cè)。
分別稱(chēng)取3種磷酸三甲苯酯異構(gòu)體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),溶于丙酮,配成質(zhì)量濃度均為120 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。再移取適量的各磷酸三甲苯酯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于甲苯中,配成系列濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
1.2.2 GC-MS條件
色譜柱溫度:100℃,保持1 min,以30℃/min升至300℃,保持10 min;載氣:氦氣,流量為1.0 mL/min;進(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣體積:1 μL;進(jìn)樣口溫度:275℃;傳輸線(xiàn)溫度:290℃;離子源溫度:260℃;電離方式:EI;電離能量:70 eV;溶劑延遲時(shí)間:4 min。
掃描方式為全掃描和選擇離子監(jiān)測(cè)模式,全掃描范圍為m/z50~400。
3種磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)相似度高、性質(zhì)接近,按照本方法進(jìn)樣后,可以在毛細(xì)管色譜柱得到有效的分離,其出峰順序?yàn)榱姿崛徏妆锦?、磷酸三間甲苯酯、磷酸三對(duì)甲苯酯。它們的總離子流色譜圖見(jiàn)圖1。3種磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的質(zhì)譜離子峰類(lèi)似,但其離子峰比例略有差別,這些細(xì)節(jié)上的差別與NIST譜庫(kù)的譜圖是一致的。
圖1 3種磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的總離子流色譜圖
除了保留時(shí)間,磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的定性還可以依據(jù)特征離子,為每種異構(gòu)體選取幾個(gè)特征離子用于輔助定性(見(jiàn)表1)。這些定性離子主要用以避開(kāi)其它干擾,并不能完全區(qū)分這3種同分異構(gòu)體。定量離子的選擇綜合考慮幾個(gè)因素:豐度高,質(zhì)荷比大,避開(kāi)柱流失碎片離子。
表1 3種磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的特征離子和定量離子
3種磷酸三甲苯酯異構(gòu)體色譜峰形都很尖銳,分離度好,采用較快的升溫速率可以縮短檢測(cè)時(shí)間,達(dá)到快速檢測(cè)的目的。選擇30℃/min的升溫速率,3種物質(zhì)均在10 min內(nèi)出峰,可以在十幾分鐘內(nèi)完成一次檢測(cè),3個(gè)同分異構(gòu)體能夠完全分離。本方法與歐盟的標(biāo)準(zhǔn)方法相比,縮短了近20 min。
分別配制質(zhì)量濃度為 0,0.3,0.6,1.2,2.4 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,依次進(jìn)樣,以各溶液各異構(gòu)體色譜峰的面積y對(duì)質(zhì)量濃度x繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn),結(jié)果見(jiàn)表2??瞻兹芤旱?倍噪音所對(duì)應(yīng)的濃度為檢出限,測(cè)得此方法對(duì)3種磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的檢出限均為0.1 μg/L(換算成樣品提取液濃度)。靈敏度能夠滿(mǎn)足歐洲玩具安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。
表2 3種磷酸三甲苯酯的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程及檢出限
測(cè)定3個(gè)塑料樣品的3種磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體含量,3個(gè)樣品提取液中均沒(méi)有檢測(cè)到磷酸三甲苯酯,加標(biāo)回收結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 塑料樣品提取液的加標(biāo)回收率(n=4) %
由表3可知,本方法對(duì)實(shí)際樣品提取液的加標(biāo)回收率為90.6%~108.2%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%,表明本法測(cè)定紡織品中的磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體具有較好的精密度和準(zhǔn)確度。
通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件,建立了氣相色譜-質(zhì)譜法快速測(cè)定玩具塑料樣品中3種磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的分析測(cè)試方法。本方法對(duì)磷酸三甲苯酯同分異構(gòu)體的檢測(cè)線(xiàn)性范圍寬、靈敏度高,能夠滿(mǎn)足歐洲玩具安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)磷酸三甲苯酯的檢測(cè)要求。
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