高永剛，牛增元*，張艷艷，葉曦雯，羅 忻，張嘉蘊

(1.山東出入境檢驗檢疫局 技術(shù)中心，山東 青島 266003；2.青島市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，山東 青島 266022)

含氯苯酚類化合物具有良好的殺菌效果，是一類重要的殺菌劑，其在紡織業(yè)中用途廣泛，是紡織品、皮革、織造漿料和印花色漿中普遍采用的一種防霉防腐劑。但含氯苯酚類化合物也是一種強毒性物質(zhì)，難以降解且能在生物體內(nèi)富集，可對環(huán)境和人體健康產(chǎn)生影響[1]。國際生態(tài)紡織品標(biāo)簽Oeko-Tex 100[2]已將三氯苯酚(Trichlorophenol,TrCP)、四氯苯酚(Tetrachlorophenol,TeCP)、五氯苯酚(Pentachlorophenol,PCP)、單氯苯酚(Chlorophenol,MCP)和二氯苯酚(Dichlorophenol,DCP)共19種含氯苯酚類化合物全部列入禁用物質(zhì)清單，并且規(guī)定I類產(chǎn)品即嬰幼兒用服裝中6種三氯苯酚總含量不得超過0.20 mg/kg，3種四氯苯酚總含量不得超過0.05 mg/kg，五氯苯酚含量不得超過0.05 mg/kg，3種單氯苯酚總計不得超過0.5 mg/kg，6種二氯苯酚總計不得超過0.5 mg/kg。因此，建立準(zhǔn)確快速檢測紡織品中含氯苯酚類化合物的分析方法對產(chǎn)品質(zhì)量安全、環(huán)境健康具有重要的現(xiàn)實意義及應(yīng)用需求。

目前，紡織品中含氯苯酚類化合物的檢測方法有氣相色譜-質(zhì)譜法、液相色譜法、超高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜法(UPLC-Orbitrap HRMS)等。GB/T 18414采用碳酸鉀溶液提取，乙酸酐衍生化后GC-MS測定[3-4]；高永剛等研究了中空纖維液相微萃取/高效液相色譜同時測定紡織品中10種含氯苯酚的方法[5]；李琳等研究了加速溶劑萃取/高效液相色譜測定皮革和紡織品中五氯苯酚和四氯苯酚的方法[6]。但以上方法的提取檢測過程相對繁瑣，且僅針對其中的2～10種含氯苯酚進行測定，不利于快速檢測。而運用UPLC-Orbitrap HRMS對含氯苯酚進行快速篩查的方法[7]，其所用儀器昂貴，成本較高，一般實驗室很難開展相關(guān)檢測。此外，采用多種方法檢測所有含氯苯酚類化合物的含量也造成了時間和成本的浪費。為滿足嚴(yán)格的法規(guī)要求及紡織產(chǎn)品質(zhì)量控制的實際需要，本方法利用液相色譜-質(zhì)譜定性能力強、定量準(zhǔn)確、檢測靈敏等優(yōu)點，建立了同時測定紡織品中19種含氯苯酚類化合物的方法。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與材料

Agilent 6120液相色譜-質(zhì)譜儀(美國Agilent公司)；R215旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士Buchi公司)；超聲波發(fā)生器(昆山市超聲儀器有限公司)；0.22 μm針式濾膜過濾頭(津騰實驗設(shè)備有限公司)。

甲醇(色譜純，美國Tidia公司)；乙酸、乙酸銨(色譜純，上海安譜實驗科技股份有限公司)；實驗用水為超純水，電阻率為18.2 MΩ·cm。19種含氯苯酚類化合物標(biāo)準(zhǔn)品(化合物名稱見表1)均購自德國Dr.Ehrenstorfer公司，純度均≥98%。用甲醇將每種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制成1 000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于4 ℃下避光儲存。準(zhǔn)確移取適量標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，用甲醇配制成濃度為10 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，或根據(jù)需要配制成其他濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。5 mmol/L乙酸銨溶液(含0.4 %乙酸)：稱取0.385 g乙酸銨，用水溶解并定容至1 000 mL，搖勻備用。

1.2 色譜-質(zhì)譜條件

色譜柱：Poroshell 120 SB-C18柱；柱溫：40 ℃；進樣量：2.0 μL。流動相A：5 mmol/L乙酸銨溶液，流動相B：甲醇；流速：0.25 mL/min。梯度洗脫程序：0～15.0 min，40%～75%B；15.0～20.0 min，75%B；20.0～20.1 min，75%～40%B；20.1～25.0 min，40%B。掃描模式：電噴霧負(fù)離子模式(ESI-)；干燥氣流量：12 mL/min；干燥氣溫度：350 ℃；碰撞解離電壓：95 V；選擇離子掃描(SIM)模式。掃描參數(shù)見表1。

表1 19種含氯苯酚類化合物的掃描參數(shù)Table 1 Scan parameters of selected ion for 19 chlorinated phenols

*quantitation ion

1.3 樣品前處理

取代表性樣品，將其剪碎至長5 mm×寬5 mm以下，混勻。稱取1.0 g(精確至1 mg)試樣，置于樣品瓶中，加入20 mL甲醇混勻后，于常溫下超聲提取20 min，將提取液倒入雞心瓶，樣品殘渣再分別用20 mL甲醇超聲提取，合并提取液于雞心瓶中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至近干，用甲醇定容至1 mL，混勻，經(jīng)針孔濾膜過濾后，液相色譜-質(zhì)譜儀測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取方式的選擇

紡織品中含氯苯酚類化合物常用的提取方式主要有超聲輔助萃取、索氏提取、固液振蕩萃取、微波萃取及加速溶劑萃取等方法。其中，索氏提取效率較高，但過程繁瑣，提取時間長，試劑消耗量大，不推薦使用。加速溶劑萃取設(shè)備昂貴，普及率不高?；诜椒ǖ钠占靶院涂刹僮餍?，本方法對固液振蕩萃取、超聲輔助萃取兩種方式進行比較。取陽性樣品(樣品基質(zhì)為棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯，采用整理加工工藝添加含氯苯酚類化合物)，按“1.3”方法進行實驗。結(jié)果顯示，兩種萃取方式的實驗結(jié)果無顯著區(qū)別，但固液振蕩萃取法的平行性稍差。本方法最終選用超聲輔助萃取法。

2.2 提取溶劑的選擇

含氯苯酚類化合物均可溶于多種有機溶劑，一般作為提取的有機溶劑有甲醇、甲苯、氯苯、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、石油醚等。取自制棉、滌綸、絲3種基質(zhì)陽性樣品，用甲醇、甲苯、氯苯、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、二氯甲烷等進行萃取，實驗按“1.3”方法進行操作，結(jié)果顯示，苯系溶劑、甲醇和丙酮均對各基質(zhì)的紡織品有較好的提取效率?？紤]到苯系溶劑的毒性較大，對環(huán)境危害大，且共溶雜質(zhì)較多，會干擾定量結(jié)果。用丙酮作提取溶劑最終需用甲醇定容。而選用甲醇作提取溶劑，提取效率高，提取液所含雜質(zhì)少，干擾較少，易于定量且定量結(jié)果更為準(zhǔn)確。因此，實驗最終選擇甲醇作為提取溶劑。

2.3 提取時間的選擇

選取含有含氯苯酚類化合物的陽性樣品(樣品基質(zhì)為絲標(biāo)準(zhǔn)貼襯，采用整理加工工藝添加含氯苯酚類化合物)，每個時間設(shè)置3個平行樣。放入密封樣品瓶中，加入20 mL甲醇溶液，在常溫條件下考察不同超聲萃取時間(10、20、30、40 min)的影響。結(jié)果顯示，樣品經(jīng)過10 min超聲提取的結(jié)果明顯偏低，經(jīng)20 min和30 min超聲提取的結(jié)果差別不大，經(jīng)40 min超聲提取后，測定結(jié)果最高，但考慮到超聲提取時間過長，會引起提取溶劑的溫度升高，方法的精密度偏差較大，以及會產(chǎn)生噪音等環(huán)境污染。因此本方法最終采用超聲提取20 min。

2.4 提取溫度的選擇

選取陽性樣品，設(shè)置常溫、40 ℃、60 ℃ 3個不同的溫度，每個溫度設(shè)置3個平行樣。放入密封樣品瓶中，加入20 mL甲醇溶液，在頻率為40 kHz的超聲波浴中，對樣品超聲提取20 min，結(jié)果顯示，不同溫度下的測試結(jié)果差別不大。但溫度較高時，方法的精密度(RSD)相對較大，這可能是由于溫度越高，提取溶劑越易揮發(fā)，導(dǎo)致結(jié)果的平行性越差，偏差越大。因此本方法選擇常溫下超聲提取。

2.5 提取次數(shù)的選擇

選取陽性樣品，放入具塞密封玻璃瓶中，加入20 mL甲醇溶液，超聲提取20 min，提取液轉(zhuǎn)移至雞心瓶中，濃縮，定容至1 mL，用0.22 μm有機濾膜過濾，上機測試；提取瓶中樣品再次加入20 mL甲醇，按照相同的條件進行測試，重復(fù)操作兩次。對提取結(jié)果進行比較，結(jié)果顯示，對于陽性樣品，使用20 mL甲醇提取時，第1次提取的提取率約97%。進行第2次提取后，提取效率可達(dá)99%左右。而第3次提取對實驗回收基本無貢獻(xiàn)。因此，方法選擇使用甲醇提取2次。

2.6 流動相的選擇

本文的19種目標(biāo)化合物中有單氯苯酚(3個)、二氯苯酚(6個)、三氯苯酚(6個)、四氯苯酚(3個)等4組同分異構(gòu)體，這些同分異構(gòu)體的物理化學(xué)性質(zhì)差別不大。因此，要實現(xiàn)各組同分異構(gòu)體的完全分離具有較大難度。

根據(jù)對上述化合物前期的研究經(jīng)驗，結(jié)合文獻(xiàn)報道[5-7]，分別以甲醇、乙腈作為有機相，5 mmol/L 乙酸銨(pH約為6.8)、5 mmol/L 乙酸銨(含0.4 %乙酸,pH約為4.0)作為水相，比較了不同流動相下的分離效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有機相中乙腈作為流動相時，基線存在漂移，色譜峰分離度小，分離效果較甲醇流動相差，且響應(yīng)也明顯低于甲醇流動相。同樣，在負(fù)離子模式下，水相流動相采用5 mmol/L乙酸銨(pH約為6.8)時，同一目標(biāo)化合物的色譜峰出現(xiàn)分叉，響應(yīng)相對較低且化合物分離不完全，分離度不高。隨著流動相pH值的降低，目標(biāo)物的響應(yīng)強度逐漸提高，色譜峰形變好且色譜分離更為完全?？紤]到流動相pH過低會對色譜柱及管路造成損害和影響，因此本方法最終選用甲醇-乙酸銨(含0.4 %乙酸)作為流動相。

圖1 19種含氯苯酚化合物標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖Fig.1 Chromatogram of 19 chlorinated phenols standard solutionthe number denoted was the same as that in Table 1;concentrations of MCP,DCP,TrCP,TeCP and PCP were all 0.05 mg/L

2.7 色譜柱的選擇

分別考察了Poroshell 120 SB-C18(2.1 mm×100 mm,2.7 μm)柱和ZORBAX SB-C18(4.6 mm×250 mm,5.0 μm)柱對19種含氯苯酚類化合物的分離效果。其中，Poroshell 120 SB-C18填料具有實心核，可有效限制擴散距離，提高分離速度。而ZORBAX SB-C18適于難以分離的酸性、堿性和極性化合物的保留，且在寬的pH范圍內(nèi)有良好的穩(wěn)定性。實驗結(jié)果顯示，同樣濃度的含氯苯酚溶液在Poroshell 120 SB-C18柱上的響應(yīng)值高且具有較高的分離度，可最大程度將難以分離的含氯苯酚同分異構(gòu)體化合物分離。而ZORBAX SB-C18的響應(yīng)值低于Poroshell 120 SB-C18，且分離效果欠佳。因此，本方法最終采用Poroshell 120 SB-C18(2.1 mm×100 mm,2.7 μm)柱。圖1為優(yōu)化條件下，19種含氯苯酚化合物標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖。

2.8 流速與柱溫

在不改變其他色譜條件的前提下，隨著流速的增加，整體保留時間不斷減小，可有效的提高分析效率。但提高柱流速，雖縮短保留時間，但會導(dǎo)致柱壓不斷升高，當(dāng)流速為0.30 mL/min時，柱壓即達(dá)到3.78×107Pa，且分離效果并無顯著改善。整體考慮，選擇流速為0.25 mL/min，此時柱壓適中，保留時間和分離度均處在合理范圍。

確定流速0.25 mL/min，考察柱溫對分離效果的影響，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，分離度提高，峰形更加尖銳，柱壓隨著溫度的升高而下降，保留時間則隨著溫度的升高而減小。當(dāng)柱溫達(dá)到40 ℃時，柱效和分離度均能達(dá)到比較滿意的效果。考慮到較高的柱溫容易損傷色譜柱，因此，最終選擇柱溫為40 ℃。

2.9 線性范圍與檢出限

鑒于本文所研究的19種含氯苯酚化合物同分異構(gòu)體較多，色譜分離的難度大，同時結(jié)合Oeko-Tex Standard 100中對含氯苯酚類化合物的限量要求，本方法確定選用同種化合物的總和進行定性定量分析。以二氯苯酚為例，提取特征離子后，取色譜圖上所有二氯苯酚色譜峰加和，以二氯苯酚總量進行計算。

移取適量19種含氯苯酚標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，使其濃度分別為0.05、0.25、2.50、5.00 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液，在選定的實驗條件下，對一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進行測定，并以色譜峰面積(Y)對分析物的質(zhì)量濃度(X,mg/L)進行線性回歸。結(jié)果顯示，同種含氯苯酚化合物，即單氯苯酚(MCP)、二氯苯酚(DCP)、三氯苯酚(TrCP)、四氯苯酚(TeCP)、五氯苯酚(PCP)的總含量均在0.05～5.0 mg/L范圍內(nèi)與其對應(yīng)的峰面積之和呈良好線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)(r)均大于0.999 90。以響應(yīng)信號大于噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差的10倍對應(yīng)的加標(biāo)樣品溶液濃度確定方法的定量下限，測得MCP、DCP、TrCP、TeCP、PCP的定量下限均為0.05 mg/kg。

2.10 回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

以不含目標(biāo)化合物的棉滌綸混紡織物作為空白基質(zhì)，分別添加0.05 mg/L、0.5 mg/L和5.0 mg/L 3個不同濃度水平的19種含氯苯酚類化合物混標(biāo)，每個加標(biāo)濃度水平均制備6份平行樣，按上述方法測試，計算方法的平均回收率。由表2可以看出，方法的平均回收率為80.3%～104%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.0%～9.8%。

表2 樣品中19種含氯苯酚類化合物的回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)Table 2 Recoveries and RSDs of 19 chlorinated phenols in samples(n=6)

2.11 陽性樣品的測定

模擬紡織品生產(chǎn)工藝流程，選用不含目標(biāo)化合物的棉滌織物作為基質(zhì)樣品，將變性淀粉漿料和聚乙烯醇類漿料混合，向其中添加TeCP和PCP標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，攪拌均勻，將織物充分浸泡上漿，熱燒堿溶液退漿，30 ℃烘干，自制含氯苯酚陽性樣品。對所制備的樣品按照實驗方法進行檢測，進行6次平行測定。從實驗結(jié)果看，添加的TeCP和PCP均能夠全部檢出，且其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為6.2%和0.55%，方法的精密度符合要求。

3 結(jié) 論

本文以甲醇為提取溶劑，采用超聲輔助萃取法萃取紡織品中的19種含氯苯酚類化合物，并采用液相色譜-質(zhì)譜法進行測定，從而建立了一種同時測定紡織品中19種含氯苯酚類化合物的方法。實驗結(jié)果顯示，該方法操作簡單、分離度高、線性關(guān)系良好、定量下限低、精密度高，可滿足紡織品中19種含氯苯酚類化合物的檢測需要。