王東林，吳穗生，楊 梅，陳勁文

（廣東廣紡檢測計量技術(shù)股份有限公司，廣東廣州510663）

分析測試

LC-MS/MS法檢測紡織品中APEO的研究

王東林，吳穗生，楊 梅，陳勁文

（廣東廣紡檢測計量技術(shù)股份有限公司，廣東廣州510663）

討論了GB/T 23322-2009中采用LC-MS/MS法檢測紡織品中APEO質(zhì)量分數(shù)有時結(jié)果不一致的原因；采用三種不同聚合度的OPEO配制新的混合標液，經(jīng)LC-MS/MS表征，各個組分質(zhì)量濃度分布更均勻，采用此混合標液檢測紡織品APEO的方法檢出限為0.05 mg/kg，回收率范圍為91.3%~ 104.4%，相對標準偏差為0.75%~3.43%，說明可以通過混合的方法對APEO標液的組分質(zhì)量濃度分布情況進行調(diào)整，建議本標準對APEO的組分分布情況進行嚴格的規(guī)定，使檢測的結(jié)果更科學(xué)。

烷基酚聚氧乙烯醚；檢測；紡織品

中國是世界上最大的紡織品生產(chǎn)及出口中心，出口額約占世界出口總額的四分之一[1]。雖然我國紡織品產(chǎn)量大，但是質(zhì)量并不高，產(chǎn)品安全問題頻出，備受各進口國尤其是發(fā)達國家的關(guān)注。近年來我國出口的兒童服裝、運動服裝等屢次因為安全問題遭遇國外通報召回。其中安全問題很大部分集中在有毒有害物質(zhì)超標，尤其是紡織品中表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚APEO。綠色和平組織于2011年發(fā)布了針對紡織品的調(diào)查報告 《時尚之毒2：毒隱于衣——全球品牌服裝的有毒有害物質(zhì)殘留調(diào)查》[2]，公布了紡織品中有毒有害物質(zhì)的檢測結(jié)果。該調(diào)查共抽檢樣品78個，共檢出52個樣品含有APEO，檢出率超過65%。更讓人擔憂的是，該調(diào)查抽檢樣品均取自知名服裝品牌。APEO是烷基酚聚氧乙烯醚類化合物的簡稱，主要成分為NPEO（壬基酚聚氧乙烯醚）和OPEO（辛基酚聚氧乙烯醚）兩大類，是目前被廣泛使用的非離子表面活性劑的主要代表。實際檢出結(jié)果中，NPEO檢出量約占85%左右，OPEO約占15%。APEO本身的毒性并不高，但其生物降解性很差，在環(huán)境中降解緩慢，容易在生物體內(nèi)造成集聚，同時其代謝產(chǎn)物NP（壬基酚）和OP（辛基酚）有很強的魚毒性及類似雌性激素作用，能導(dǎo)致人體精子數(shù)量減少、生殖器官異常，即所謂的 “雌性效應(yīng)”[3]。APEO廣泛用于紡織品、皮革、洗滌劑等行業(yè)，最終進入水環(huán)境系統(tǒng)，造成水體污染。歐洲于20世紀80年代的東北大西洋海洋環(huán)境保護公約 (OSPAR)中提出優(yōu)先控制的15種化學(xué)物質(zhì)中已有APEO，2003年頒布的歐盟法規(guī) “2003/53/EC指令”規(guī)定化學(xué)品中APEO及AP（烷基酚）的質(zhì)量分數(shù)不能超過0.1%。2017年3月16日美國服裝產(chǎn)品協(xié)會AAFA發(fā)布的第十八版 “受限物質(zhì)清單”中，規(guī)定了NP的含量小于10 mg/kg，NPEO也在名單之中[4]。

面對APEO的全球禁用，針對APEO檢測方法的研究顯示出重要的意義。目前成熟的APEO檢測方法有GC-MS法，HPLC-FLD法，LC-MS法及LC-MS/MS法。GC-MS常用于檢測小分子質(zhì)量的有機化合物，APEO為一系列聚合物，聚合度高的APEO分子質(zhì)量大難以氣化，用GC-MS測定需要先進行衍生化，操作繁瑣且定量不準確[5-6]。因此實踐中HPLC方法測APEO含量更常用，其中LC-MS/MS由于具有兩級質(zhì)譜，對復(fù)雜的化合物具有很強的分辨能力，有效降低檢測結(jié)果的假陽性率，因此理論上來說，LC-MS/MS是APEO常用檢測方法中定量最為準確的方法之一。

《GB/T 23322-2009紡織品表面活性劑的測定烷基酚聚氧乙烯醚》中，其中一種方法為RP-LC-MS/MS法，本文對此方法存在的部分問題進行了研究。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1260高效液相色譜儀 （美國安捷倫公司）；Agilent 6420三重四級桿質(zhì)譜儀 （美國安捷倫公司）；海道夫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 （德國Heidolph公司）；Agilent Eclipse Class C18液相色譜柱 （1.8μm 3.0×100mm，美國安捷倫公司）。

標準品溶液：OP5EO（辛基酚聚氧乙烯醚，平均聚合度5，純度100.0%，MANHAGE公司），OP10EO（辛基酚聚氧乙烯醚，平均聚合度10，純度100.0%，MANHAGE公司），OP16EO（辛基酚聚氧乙烯醚，平均聚合度16，純度100.0%，MANHAGE公司），異丙醇配制成質(zhì)量濃度為1.00 mg/mL的標準儲備液，使用時乙腈稀釋到需要質(zhì)量濃度。實驗中使用的溶劑均為色譜純，實驗用水為去離子水。

1.2 色譜條件

流動相：A相為甲醇，B相為0.5‰的乙酸銨水溶液；流速0.4mL/min；柱溫40℃；進樣量10μL；離子源：電噴霧離子源；掃描極性：正離子模式；掃描方式MRM；霧化氣、碰撞氣均為高純氮氣。梯度洗脫程序：0 min，A相85%→8 min，A相85%→10 min，A相98%→15min，A相98%→17min，A相85%。

1.3 定性和定量

用標準品的質(zhì)量色譜峰保留時間對測定樣品進行定性，定性時樣品與質(zhì)量分數(shù)相當標準工作溶液的相對豐度一致，相對離子豐度最大允許偏差見表1。

表1 相對離子豐度最大允許偏差表

按以下公式進行含量計算：

式中，X代表試樣中聚合度2～16的OPEO的質(zhì)量濃度總和，Xn代表試樣中聚合度為n的OPEO質(zhì)量濃度，An代表樣液中聚合度為n的OPEO峰面積，Ans代表標液中聚合度為 n的OPEO峰面積，Cns代表標液中聚合度為 n的OPEO的質(zhì)量濃度，Mn為聚合度為n的OPEO的分子質(zhì)量，Cs代表標準工作溶液中OPEO的總質(zhì)量濃度。繪制各聚合度 （n=2～16）的標準曲線，外標法定量計算樣液中目標物的質(zhì)量分數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 OP10EO對OP5EO、OP16EO的定量結(jié)果

采用平均聚合度為10的OP10EO為標液，標液質(zhì)量濃度為0.20mg/L、0.40mg/L、0.60mg/L、0.80mg/L、1.00mg/L，配制質(zhì)量濃度為0.60mg/L的OP5EO、OP10EO及OP16EO溶液，分別對其進行測定，每個樣液測7次，得結(jié)果如表2所示。

表2 OP10EO為標液測定OP5EO、OP16EO

從表2結(jié)果可以看出，以O(shè)P10EO為標液，對已知質(zhì)量濃度的OP5EO、OP10EO及OP16EO進行測定時，OP10EO的測得值接近于理論值，而OP5EO和OP16EO的結(jié)果與理論值有較大差距，說明當樣品中OPEO聚合度發(fā)生變化的時候，檢測結(jié)果的可信度降低。 《GB/T 23322-2009紡織品表面活性劑的測定烷基酚聚氧乙烯醚》中，對標準物質(zhì)OPEO和NPEO的限定為平均聚合度10，由上述結(jié)果可以看出，如果檢測樣品中APEO各個聚合度的分布與所用標準物質(zhì)差別較大，那么所測得的結(jié)果與實際真實值是有較大出入。事實上，如果采用不同品牌的標準物質(zhì)，即使標準物質(zhì)的平均聚合度相同，因為工藝差別導(dǎo)致實際質(zhì)量濃度分布情況并不一致，所得出的結(jié)果不能很好的吻合。

對于檢測結(jié)果的差別，筆者分析有如下幾方面原因：

（1）基本原理存有一定缺陷

OPEO（NPEO同理）為不同聚合度的混合物，標準GB/T 23322-2009對不同聚合度的單組分 （純凈物）進行檢測計算，然后將各個聚合度的組分檢測結(jié)果加和，得出OPEO（混合物）總質(zhì)量濃度。單組分的檢測依據(jù)是其質(zhì)量濃度與質(zhì)譜峰面積成正比，但是標液中單個物質(zhì)的質(zhì)量濃度試劑公司無法準確給出，因此標準采用公式進行粗略計算，Cns代表標液中聚合度為n的OPEO的質(zhì)量濃度，Ans代表標液中聚合度為n的OPEO峰面積，Mn為聚合度為n的OPEO的分子質(zhì)量，Cs代表標準工作溶液中OPEO的總質(zhì)量濃度。此公式的應(yīng)用前提是，各個聚合度的OPEO的離子化效率是一樣的。但事實并非如此，不同組分的離子化效率并不一樣，OP16EO的分子質(zhì)量是OP2EO的近三倍，電離的活化自由能以及物質(zhì)的表面活性都有較大差別，因此各組分離子化效率的區(qū)別是顯而易見的。同時OPEO（及NPEO）在此反相液相色譜條件下出峰時間基本相同，并未完全分離，因此電離時同時會有競爭性抑制現(xiàn)象，電離化效率高的離子進一步抑制電離化效率低的離子。因此，根據(jù)標準GB/T 23322-2009的公式算出的單組分物質(zhì)質(zhì)量濃度不確定度較大，這導(dǎo)致了最終結(jié)果的不準確。

（2）計算不全面

從實際檢測結(jié)果來看，OP16EO并不止含有聚合度2~16的組分，17，18，19甚至更高聚合度組分仍然占較大比重。而在本標準中，只計算了聚合度2至16的組分，導(dǎo)致測得結(jié)果與理論值差距較大。在實際樣品中，仍然發(fā)現(xiàn)部分樣品中的OPEO或者NPEO包含了聚合度16以上的組分。

2.2 混合標液的配制

為獲得更加穩(wěn)定、可靠、普適性的檢測結(jié)果，我們對標液配制方法進行了研究。鑒于OPEO與NPEO的相似性及材料原因，我們以O(shè)PEO為代表進行了實驗。將平均聚合度分別為5，10，16的OP5EO、OP10EO、OP16EO分別用乙腈配制成質(zhì)量濃度為1.00 mg/L的標液，LCMS/MS進行檢測，計算各個單組分的Mw*A值（Mw為各個單組分的分子質(zhì)量，A為單組分在MS/MS上的響應(yīng)值）。

表3 不同聚合度OPEO中各組分的分布情況

以聚合度為橫坐標，Mw*A值 （Mw為各個單組分的分子質(zhì)量，A為單組分在MS/MS上的響應(yīng)值）為縱坐標，繪制 OP5EO、OP10EO和OP16EO的組分分布圖。分布圖見圖1、圖2及圖3。

圖1 OP5EO組分分布圖

圖2 OP10EO組分分布圖

圖3 OP16EO組分分布圖

從圖1、圖2、圖3可以看出，平均聚合度不同，組分分布差異非常大。理論上，將1.00 mg/L的OP5EO、OP10EO、OP16EO乙腈溶液以任意體積比互溶，得到的OPEO的質(zhì)量濃度仍然可視為1.00 mg/L。我們以聚合度5、10及16的單組分質(zhì)量濃度為指標，通過線性方程計算及實驗微調(diào)，獲得分布更為均勻的混合OPEO標液。配制時，按體積比47∶319∶556取用1.00 mg/L的OP5EO、OP10EO、OP16EO乙腈溶液，通過LC-MS/MS檢測，得到結(jié)果如表4。

表4 混合OPEO中各種組分分布情況

以上，我們通過將三種不同平均聚合度的OPEO通過混合配制，得到了各組分質(zhì)量濃度分布差別更小的混合標液。可以合理推斷，通過更多種類OPEO的合理混合，可以得到各組分的Mw*A值趨于一致的混合標液，這對于固定APEO標液的成分及獲得更科學(xué)檢測結(jié)果無疑具有較大意義。

圖4 混合OPEO標液組分分布圖

2.3 混合標液對OP5EO、OP10EO、OP16EO的定量結(jié)果

采用質(zhì)量濃度為1.00mg/L的混合標液，分別配制成0.20 mg/L、0.40 mg/L、0.60 mg/L、0.80 mg/L、1.00 mg/L標液，以此系列標液作校正曲線，分別測定質(zhì)量濃度為0.60 mg/L的OP5EO、OP10EO及OP16EO溶液，每個樣液測7次，得結(jié)果如表5所示。

由以上結(jié)果可以看出，相比于以O(shè)P10EO為標液，采用混合標液所得的檢測結(jié)果與理論值更為接近。主要原因在于混合標液縮小了內(nèi)部各個組分質(zhì)量濃度的差別，使檢測結(jié)果更加科學(xué)。

表5 混合標液對OP5EO、OP10EO、OP16EO的定量結(jié)果

由以上結(jié)果可以看出，相比于以O(shè)P10EO為標液，采用混合標液所得的檢測結(jié)果與理論值更為接近。主要原因在于混合標液縮小了內(nèi)部各個組分質(zhì)量濃度的差別，使檢測結(jié)果更加科學(xué)合理。

2.4 檢出限和回收率

2.4.1 儀器檢出限的測定

配制0.2 mg/L的OPEO混合標液，按照相應(yīng)檢測程序重復(fù)測定十次，按公式CL=計算儀器檢出限。式中，CL為儀器檢出限，Ki為置信因子，此處取3，Si測量值的標準偏差，C—樣品真實質(zhì)量濃度，—測量值的平均值，測得OPEO在儀器上的儀器檢測限為0.01mg/L。

2.4.2 方法檢出限及加標回收率的測定

取空白紡織品十份每份加入0.20 mg/kg的OPEO，按照程序處理及測定樣品，按公式 CD=計算方法檢出限，式中CD為方法檢出限；KD置信因子，此處取3；Si測量值的標準偏差；C樣品加標質(zhì)量分數(shù)；測量值的平均值。得到方法檢出限為0.05 mg/kg。回收率范圍為91.3%~104.4%，相對標準偏差為0.75%~ 3.43%，符合標準規(guī)定。

3 結(jié)論

本文分析了LC-MS/MS測定紡織品中APEO時定量不準確的問題，配制了混合OPEO標液并得到較好的檢測結(jié)果，說明可以通過混合的方法對標液中各組分質(zhì)量濃度分布情況進行調(diào)整，建議本標準對APEO的組分分布情況進行嚴格的規(guī)定，使檢測的結(jié)果更科學(xué)。

[1] 蔡濤，王明葵.紡織服裝中烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）的現(xiàn)狀和對策 [J].中國纖檢，2014（8）:82-85.

[2] 時尚之毒2:毒隱于衣--全球品牌服裝的有毒有害物質(zhì)殘留調(diào)查 [EB/OL]http://www.greenpeace.org/ china/Global/china/publications/campaigns/toxics/dirty -laundry-2.pdf.

[3] 唐育民.再談APEO的禁用及應(yīng)對措施 [J].染整技術(shù)，2006，28（8）:27-29.

[4] Restricted SubstancesLists[EB/OL]https://www.wewear. org/rsl/

[5] 臧瑞玲，胡曉芳，印春生，等.辛基酚聚氧乙烯醚好氧生物降解產(chǎn)物的GC-MS測定 [J].環(huán)境化學(xué)，2005，24（6）:714-718.

[6] Liu R，Zhou JL，Wilding A.Similtaneous determination of endocrine disrupting phenolic compounds and steroids in water by solid-phase extraction-gas chromatography-mass spectrometry[J].Chromatogr A，2004，1022（1-2）:179-189.

THE LC-MS/MSANALYSISOF APEO IN TEXTILE

WANG Dong-lin，WU Sui-sheng，YANG Mei，CHEN Jin-wen
(Guangdong Textile Testing and Measuring Technology Co.，Ltd，Guangzhou 510663，China)

Analyzed the reasons for inconsistent results of textile APEO detecting when used LC-MS/MS method in GB/T 23322-2009.A new mixed standard solution was prepared by using three OPEO solutions with different polymerization degrees.According to LC-MS/MS characterization， the content of each componentwas better-distributed.The detection limit of themixed APEO standard solution was 0.05mg/kg，recovery rate was 91.3%~104.4%，and relative standard deviation was 0.75%~3.43%.Obviously，the content of the APEO components can be adjusted bymixing.We recommend that GB/T 23322-2009 should bemore stringent on the components of APEO，so obtained results can bemore accurate.

APEO，detection，textiles

TS107

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.02.008

1672-500X(2017)02-0034-06

2017-04-18

王東林 （1984-），男，重慶人，碩士，從事第三方化學(xué)檢測及計量工作。