費桂琴+陳山丹+李敬+蔡建和

摘要：建立了玩具產(chǎn)品中5種禁用有機(jī)磷阻燃劑的超聲萃取/氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析方法，用乙酸乙酯超聲萃取，多反應(yīng)監(jiān)測掃描模式（MRM）下進(jìn)行分析。5種禁用有機(jī)磷阻燃劑三-（氮雜環(huán)丙基）氧化磷（TEPA）、三（2-氯乙基）磷酸酯（TCEP）、三（2-氯丙基）磷酸酯（TCPP）、三（2，3-二氯丙基）磷酸酯（TDCP）和三（2，3-二溴丙基）磷酸酯（TRIS或TDBPP）在一定濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r均大于0.999；方法對玩具產(chǎn)品中有機(jī)磷的定量限（S/N=10）為0.001mg/kg～0.01mg/kg；對陰性樣品紅色毛絨、白色塑料和黑色涂層分別進(jìn)行低、中、高三個濃度水平的加標(biāo)回收試驗，回收率分別為77%～105%、77%～110%和80%～105%。本方法前處理操作簡單，靈敏度高，可用于玩具產(chǎn)品中的實際檢驗。

關(guān)鍵詞：氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS/MS）；玩具；有機(jī)磷阻燃劑

有機(jī)磷阻燃劑作為一類重要的阻燃劑，因其優(yōu)秀的阻燃、隔熱、隔氧、生煙量少、不易形成有毒氣體等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于建材、紡織、化工、玩具及電子等行業(yè)。目前已經(jīng)廣泛使用的有三（2-氯乙基）磷酸酯（TCEP）、三（2，3-二氯丙基）磷酸酯（TDCP）、三（2-氯丙基）磷酸酯（TCPP）、三（2，3-二溴丙基）磷酸酯（TRIS，TDBPP）、含鹵代磷酸酯等。但部分有機(jī)磷阻燃劑十分穩(wěn)定，具有生物累積性，能夠侵害人體大腦組織進(jìn)而永久性地?fù)p傷人的行為、記憶和學(xué)習(xí)能力，且具有致癌能力[1-2]。以鹵代磷酸酯中的TDBPP為例：大白鼠急性毒性試驗顯示經(jīng)口半數(shù)致死劑量（LD50）50 mg/kg，經(jīng)皮膚LD50為200 mg/kg，為劇毒品，該阻燃劑現(xiàn)已被禁用[3]。因此各國紛紛立法對有機(jī)磷阻燃劑的使用進(jìn)行限制，最早受到禁用的阻燃劑是三-（氮雜環(huán)丙基）氧化磷（TEPA，又名APO），本身劇毒，有致癌性.中國[4]、歐盟[5-6]、日本[7]相繼禁止使用TEPA和TDBPP，TCEP同樣被證明具有積累劑量毒性和致癌性[8]。TDCP和TCPP是TCEP的鹵代替代品，具有與TCEP類似的物理化學(xué)特性和毒理特征，因此保健和環(huán)境科學(xué)委員會（SCHER）認(rèn)為對TCEP的限制應(yīng)同時應(yīng)用于TCPP和TDCP，通過兒童的吮吸和咀嚼行為，TCEP、TCPP、TDCP很容易從玩具中釋放出來。2010年1月13 日，歐洲化學(xué)品管理局將TCEP列入第二批授權(quán)物質(zhì)清單，9月9日宣布將TDCP列入歐盟致癌物質(zhì)清單[9]。2014年4月23日，加拿大發(fā)布了一個禁令：任何為3歲以下兒童設(shè)計的產(chǎn)品，其產(chǎn)品中聚氨酯泡沫不得含有TCEP。2014年6月20日，歐盟發(fā)布指令2014/79/EU，對玩具安全指令（2009/48/EC）進(jìn)行了修訂。新指令限制了玩具中TCEP、TCPP、TDCP三種物質(zhì)的含量。歐盟要求各成員國最晚在2015年12月21日前將指令轉(zhuǎn)換成本國法規(guī)，并符合指令的要求。該禁令在2014年10月24日生效。

目前，有機(jī)磷阻燃劑的測定方法主要有氣相色譜[10]、氣相色譜-質(zhì)譜法[11]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[12-13]等。對于玩具產(chǎn)品中有機(jī)磷阻燃劑的檢測研究鮮見。超聲萃取是常用的萃取技術(shù)，具有操作簡單、快速便捷的特點，GC-MS/MS的多反應(yīng)監(jiān)測模式可有效去除基體雜質(zhì)干擾，提高檢測靈敏度，本文采用超聲萃取技術(shù)，建立了玩具產(chǎn)品中TEPA、TCEP、TCPP、TDCP和TDBPP 5種禁用阻燃劑氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法，能夠滿足實際樣品檢測需要。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890B-7000C型色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Agilent公司）；5510E-DTH超聲波清洗器（美國BRANSON公司）；MG-2200氮吹儀（日本EYELA公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（瑞士BUCHI公司）；0.22μm有機(jī)相針式過濾器，由上海安譜科學(xué)儀器有限公司提供。

1000mg/L TEPA、TCEP、TCPP、TDCPP、TDBPP混合標(biāo)液（上海安譜科學(xué)儀器有限公司）。

甲醇、正己烷、丙酮、乙酸乙酯、甲苯均為色譜純。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 氣相色譜條件

Agilent DB-5MS色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm）；進(jìn)樣口溫度：250℃；傳輸線溫度：280℃；載氣：氦氣（純度大于99.999%），流速：1.0mL/min；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：1μL；溶劑延遲：6.0min；程序升溫：初始溫度為100℃，保持1min后以20℃/min升至200℃，再以30℃/min升至300℃，保持5min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電離方式：電子轟擊離子化源（EI）；電離能量：70eV；測定方式：多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）方式（MRM條件見表1）；離子源溫度：230℃；四極桿溫度：150℃。

1.3 試驗方法

1.3.1 紡織品

取有代表性的樣品，剪碎至5mm×5mm以下的小塊，混勻后稱取1.0g置于50mL磨口錐形瓶中，加入25mL萃取溶劑，于超聲波清洗器中提取30min，收集萃取液于圓底燒瓶中，再用25 mL萃取溶劑萃取1次，過濾，合并濾液。萃取液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)近干，氮吹后用1mL乙酸乙酯定容即可進(jìn)行GC-MS/MS分析。必要時進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂尅?/p>

1.3.2 聚合物或類似材料（塑料、橡膠）

從材料截面厚度最小處剪下測試部分，剪取的試樣尺寸至少為6mm×6mm，混勻后稱取1.0g置于50mL磨口錐形瓶中，加入25mL萃取溶劑，于超聲波清洗器中提取30min，收集萃取液于圓底燒瓶中，再用25 mL萃取溶劑萃取1次，過濾，合并濾液。萃取液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)近干，氮吹后用1mL乙酸乙酯定容即可進(jìn)行GC-MS/MS分析。必要時進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂尅?

1.3.3 涂層

從試樣上刮取涂層，將其粉碎和混勻后稱取1.0g置于50mL磨口錐形瓶中，加入25mL萃取溶劑，于超聲波清洗器中提取30min，收集萃取液于圓底燒瓶中，再用25mL萃取溶劑萃取1次，過濾，合并濾液。萃取液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)近干，氮吹后用1mL乙酸乙酯定容即可進(jìn)行GC-MS/MS分析。必要時進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂尅?/p>

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取條件的優(yōu)化

影響超聲萃取效率的主要因素為溶劑的種類和時間。分別選用甲醇、丙酮、正己烷、丙酮-正己烷、乙酸乙酯、甲苯6種不同極性的溶劑作為萃取溶劑，對采用自制的阻燃樣品中的5種有機(jī)磷阻燃劑進(jìn)行萃取，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，甲醇的萃取效率較差，乙酸乙酯和甲苯的萃取效率較好，考慮到甲苯的毒性、不易濃縮及對塑料和涂層具有較強(qiáng)的溶解性，因此選擇乙酸乙酯作為萃取溶劑。

取自制的棉布、聚苯乙烯塑料（PS）和涂層各6份，在乙酸乙酯為萃取溶劑的條件下，分別進(jìn)行超聲萃取，考察了超聲時間（10min～90min）對試驗結(jié)果的影響。結(jié)果表明，隨著超聲時間的延長，對5種目標(biāo)化合物的萃取量逐漸增加，60min以后，漸趨穩(wěn)定；考慮到萃取溶劑的揮發(fā)性及測試效率，選擇60min為最佳超聲時間。

2.2 色譜行為

首先通過氣相色譜分離和單級全掃描方式確定每種有機(jī)磷阻燃劑的保留時間，并找出相對應(yīng)的一級碎片離子。選擇強(qiáng)度高的一級碎片離子作為母離子，應(yīng)用離子轟擊掃描模式在不同碰撞能量下對母離子進(jìn)行轟擊，碰撞能量分別為5V、10V、15V、20V、25V、30V。以強(qiáng)度較高的二級碎片離子作為子離子，以使最終監(jiān)測的子離子產(chǎn)生最強(qiáng)響應(yīng)的碰撞能量為最終優(yōu)化碰撞能量。選擇兩個豐度較高的一對子離子定性，選擇一個子離子用于定量。5種目標(biāo)化合物的多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）條件見表1。混合標(biāo)準(zhǔn)溶液在表1條件下得到的MRM總離子圖見圖1。從圖1中可以看出，各質(zhì)譜峰分離完全，峰形對稱而尖銳。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

用乙酸乙酯稀釋混合標(biāo)準(zhǔn)溶液制備校準(zhǔn)溶液，在優(yōu)化條件下進(jìn)行測定，記錄峰面積。以各有機(jī)磷阻燃劑濃度（x）對應(yīng)峰面積（y）求得線性回歸方程，結(jié)果見表2，試驗結(jié)果表明，在一定濃度范圍內(nèi)，5種阻燃劑的擬合方程的相關(guān)系數(shù)都在0.999以上，線性良好。各組分的定量下限（S/N=10）為0.001mg/kg～0.01mg/kg。

2.3 方法精密度和回收率試驗

選取空白紅色毛絨、空白白色塑料和空白黑色涂層三種玩具材料進(jìn)行回收率試驗。分別在低、中、高三個濃度水平進(jìn)行添加，每個添加水平做6個平行樣。按照上述1.2節(jié)和1.3節(jié)的方法進(jìn)行回收率試驗，其回收率及精密度結(jié)果見表3～表5。由表可知，本方法對空白紅色毛絨的加標(biāo)回收率在77%～105%范圍內(nèi)；對空白白色塑料的加標(biāo)回收率在77%～110%范圍內(nèi)；對空白黑色涂層的加標(biāo)回收率在80%～105%范圍內(nèi)。結(jié)果表明，本方法對玩具產(chǎn)品中有機(jī)磷阻燃劑的測定具有較好的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論

本工作組采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法快速測定玩具產(chǎn)品中5種有機(jī)磷阻燃劑。樣品經(jīng)過乙酸乙酯超聲萃取，采用EI源和多反應(yīng)監(jiān)測掃描模式，優(yōu)化試驗條件后，可以有效地分離5種有機(jī)磷阻燃劑，該方法對玩具產(chǎn)品中5種有機(jī)磷阻燃劑的定量下限為0.001mg/kg～0.01mg/kg。本方法對5種有機(jī)磷阻燃劑的檢測線性范圍寬，靈敏度高，完全能夠滿足各國對含磷阻燃劑的限量要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]Eriksson P，Johansson N，Viberg H，et al.Comparative developmental neurotoxicity of flame-retardants， polybrominated flame-retardants and organophosphorous compounds， in mice[J].Organohalogen compounds，2004，66：3163-3165.

[2]Green J.A review of phosphorus-containing flame retardants[J].Journal of Fire Sciences，1996，14（5）：353-366.

[3] 陳榮圻.紡織品阻燃劑的安全評估和綠色品種最新開發(fā)[J].印染助劑，2008，25（4）：1-11.

[4] GB/T 18885—2009 生態(tài)紡織品技術(shù)要求[S].

[5]Council Directive 79/663/EEC of 24 July 1979 supplementing the Annex to Council Directive 76/769/EEC on the approximation of the laws，regulations and administrative provisions of the Member States relating to the restrictions on the marketing and use of certain dangerous substances and preparations[EB/OL]. http：//eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/？uri=CELEX：31979L0663&qid=1479779177264&from=EN，1979-07-24.

[6]Council Directive 83/264/EEC of 16 May 1983 amending for the fourth time Directive 76/769/EEC on the approximation of the laws，regulations and administrative provisions of the Member States relating to restrictions on the marketing and use of certain dangerous substances and preparations[EB/OL].

http：//eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/？uri=CELEX：31983L0264&qid=1479779549910&from=EN，1983-05-06.

[7]Act on Control of Household Products Containing Harmful Substances[EB/OL]. http：//www.ilo.org/dyn/natlex/docs/ELECTRONIC/95146/111915/F1974682113/JPN95146%20Eng.pdf，1973-10-12.

[8] 歐育湘，趙毅.加速中國阻燃劑及阻燃塑料的環(huán)?；M(jìn)程[J].塑料，2008，37（3）：1-3.

[9]ECHA/NA/10/49 Helsinki.9 September 2010 RAC adopts an opinion to classify a flame retardant as carcinogen[EB/OL]. https：//echa.europa.eu/-/rac-adopts-an-opinion-to-classify-a-flame-retardant-as-carcinogen.

[10]Campone L.， Piccinelli A. L.， ?stman C.， Rastrelli L. Determination of organophosphorous flame retardants in fish tissues by matrix solid-phase dispersion and gas chromatography [J].Anal. Bioanal. Chem.，2010， 397（2）： 799-806.

[11]Jonas Bj?rklund， Sindra Isetun and Ulrika Nilsson. Selective determination of organophosphate flame retardants and plasticizers in indoor air by gas chromatography， positive-ion chemical ionization and collision-induced dissociation mass spectrometry [J]. Rapid Communications in Mass Spectrometry， 2004， 18（24）： 3079–3083.

[12]Rodil R.， Quintana J. B.， López-Mahía P.， Muniategui-Lorenzo S.， Prada-Rodríguez D. ，Multi-residue analytical method for the determination of emerging pollutants in water by solid-phase extraction and liquid chromatography–tandem mass spectrometry [J].J.Chromatography A， 2009， 1216（14）： 2958–2969.

[13]康寧.紡織品禁用磷系阻燃劑的HPLC-MS/MS法測定[J].印染，2012， 22：41-42.

（作者單位：費桂琴、陳山丹、李敬，江蘇出入境檢驗檢疫局輕工產(chǎn)品與兒童用品檢測中心；蔡建和，江蘇省檢驗檢疫科學(xué)技術(shù)研究院）