皮革中双酚A的含量测定——高效液相色谱法
时间：2023-06-22 22:00:02 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
田姝，李海，蒋洁蓉，徐建云*，王玲霞
（1.江苏省纺织产品质量监督检验研究院，江苏南京210007;2.浙江省轻工业品质量检验研究院，浙江杭州310018)
双酚A（Bisphenol A，BPA）又名2,2-双对酚丙烷，一般由酚类与乙醇丙酮缩合而得，是一种重要的有机合成化学原材料[1]，一般用于各类高分子产品合成制造及加工中，如环氧树脂、聚碳酸酯等[2]；
在塑料品制造过程中，添加双酚A作为增塑剂可以使其具有无色透明、耐用、轻巧和防冲击等特性[3]，又可作为制造阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶抗老剂、农用化学品、油漆、农用杀微生物药剂、涂料和紫外光吸收剂等的重要原材料，使用于各种食物包装材料[4]、幼儿玩具产品、纺织、皮革、箱包、车辆、电子、汽车和飞机制造等领域[5]。在皮革工业领域，主要用于印染、加脂、涂饰等工艺过程。
双酚A是一类人造的环境性雌激素化合物[6],能影响神经系统、免疫力和内分泌等系统的调节机能，同时具有致癌效应、致畸效应、致突变效应，欧盟认为含双酚A奶瓶会诱发性早熟,对自然环境和人类身心健康都具有潜在的安全隐患，已引起国际社会的普遍重视[7]。
各国纷纷出台法律法规禁止上述双酚A的生产、使用和进口[8]。美国、欧盟等国家和地区都有严格的法律，限制BPA在皮革和毛皮制品中使用。2008年10月，双酚A被加拿大列为有毒化学物质[9]。美国于2009年即发布了双酚A禁令，禁止双酚A用于奶瓶及儿童饮料容器[10]。2011年5月，欧盟新法规2011/10/EU开始实施，新法规要求在食品塑料接触材料中的双酚A迁移量应小于等于0.6 mg/kg[11]。紧随其后，中华人民共和国卫生部等6部门也发布了关于婴幼儿奶瓶中禁用双酚A的公告。LEATHER STANDARD by OEKO-TEX®作为全球标准化的检测和认证体系，于2020年亦将BPA纳入有害物质限用范围。随着人民生活水平的提高和质量安全意识的增强，人们对皮革毛皮制品的质量要求越来越高，愈加关注皮革生态安全。
目前国内外尚没有皮革产品中BPA含量检测方法[12]。国内的BPA检验规范涉及的BPA检测标准主要有GB/T 29609-2013《橡胶苯酚和双酚A的测定》[13]、SN/T 2407-2009《玩具中苯酚和双酚A的测定》[14]、GB/T 30939-2014《化妆品中污染物双酚A的测定高效液相色谱-串联质谱法》[15]和GB/T 23296.16-2009《食品接触材料高分子材料食品模拟物中2,2-二（4-羟基苯基）丙烷（双酚A）的测定高效液相色谱法》[16]，BPA的测定研究主要集中在玩具、化妆品、食品及其包装材料等方面。
本文从萃取剂的选择、前处理条件的优化等方面进行实验，建立皮革和毛皮中BPA的高效液相色谱法检测方法，填补国家检测方法标准体系中皮革和毛皮中双酚A检测方法的空白，能加强皮革和毛皮产品的质量监控，有利于皮革和毛皮产品的贸易和应用。
1.1 材料、化学试剂和设备
样品，市售牛皮革面料。
甲醇、二氯甲烷（色谱纯级），德国aldrich-sigma有限公司；
正己烷、乙腈（色谱纯级），美国天地（TEDIA）有限公司；
双酚A(CAS:80-05-7)标准物质（99.5%），A ChemTek Inc.公司。
1260型高效液相色谱仪(配荧光检测器)，美国安捷伦科技有限公司；
AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；
R215旋转蒸发仪，瑞士BUCHI公司；
KQ-800DB数控超声波清洗仪，昆山超声仪器有限公司；
聚偏氟乙烯PVDF有机相滤膜（13 mm×0.22μm），北京豫维科技有限公司；
WH-2微型旋涡混合仪，上海沪西分析仪器厂有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 试样的前处理
取代表性待测皮革样品，根据QB/T 2716的要求，将试样剪至2~3 mm的小块，应尽可能干净地清除试样表面的附着物。准确称取1.0 g试样，精确至0.01 g，放入50 mL玻璃反应器中，密封，在待测试样中加入20.0 mL甲醇，在功率为500 W，温度为60℃条件下超声萃取（50±2）min，滗出提取液，残渣用20 mL甲醇循环提取一次，合并提取液于100 mL浓缩瓶中，用旋转蒸发仪在40℃以下将提取液逐渐浓缩至近干，通过缓慢氮气流吹干，再准确加入2 mL甲醇于涡旋振荡器上振荡复溶，样液经0.22μm滤膜过滤净化后供液相色谱测定。
1.2.2 标准储备液及标准工作溶液的配制
双酚A标准储备溶液：准确称取100 mg的双酚A标准物质，精确到0.1 mg，甲醇溶解，将溶液转移至10 mL容量瓶并用甲醇定容至刻度，摇匀，最终获得浓度为10000 mg/L的双酚A标准储备溶液。
系列浓度双酚A标准工作溶液：依据需要分别移取相应体积的双酚A标准储备溶液，转移至棕色容量瓶中，用甲醇稀释并定容至刻度，摇匀。
1.2.3 液相色谱条件
色谱柱：C18反相色谱柱，250 mm×4.6 mm（内径）×5.0μm；
色谱柱温度：30℃；
流动相：甲醇-水（60∶40，体积比）；
紫外检测器选定检测波长：270 nm；
流速：0.25 mL/min；
进样量：10μL。
1.2.4 定性、定量方法
依据标准溶液双酚A的保留时间对样液中的目标物进行初步定性分析；
用外标法多点校正建立标准曲线，进行目标物双酚A的定量。具体操作为：将配制的双酚A标准储备溶液，用甲醇逐级稀释为0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 mg/L系列浓度标准溶液，直接上机。以双酚A浓度为横坐标，以对应的双酚A的响应峰面积为纵坐标，进行线性回归，绘制标准工作曲线，线性相关系数R2为0.99972。
取质量浓度为2.0μg/mL的双酚A标准溶液，在230~500 nm波长范围内扫描，结果见图1。图1显示，双酚A在226 nm和277 nm附近有强吸收，故选择检测波长为277 nm。
图1 双酚A紫外吸收光谱图谱Fig.1 UVspectrumof the BPAstandard solution
将1.0μg/mL的双酚A标准溶液，按本方法确定的色谱条件，取10μL，进样测定，按出峰时间确定双酚A保留时间，色谱图如图2，双酚A保留时间为8.802 min。
图2 双酚A的高效液相色谱图Fig.2 The chromatogramof the BPA standard solution
2.1 确定最佳萃取溶剂
由于皮革成品的成分较复杂，使用的添加剂种类繁多，必须选用合适的萃取溶剂先将双酚A提取出来，并将其他提出物沉淀下来，以避免干扰测定。分别选用乙腈、二氯甲烷、甲醇、正己烷四种溶剂作为萃取剂，进行低、高浓度（0.5 mg/kg、4.0 mg/kg）加标回收，分别按1.2.1节进行样品前处理，每种溶剂进行三个平行测定，结果取平均值，不同溶剂的提取效果见表1。数据表明，以甲醇作为萃取溶剂对双酚A的提取效果最好。同时进行实际样品验证试验见图3，其响应值最高。结果表明最终实验条件与前述结论基本一致，宜选用甲醇作为萃取溶剂。
表1 不同溶剂的萃取效果Tab.1 The comparison of differentextractantson theresults
图3 不同溶剂萃取阳性样品中双酚A的比较Fig.3 The comparison of different extractants for theleather sample
2.2 超声萃取时间、超声萃取温度优化
通过调节不同超声萃取时间、超声萃取温度来研究不同超声时间(20~60 min)及超声温度(30~70℃)对提取效果的影响。如图4，结果表明：超声萃取时间过短时，待测物中的双酚A无法萃取完全；
不断延长待测物的超声时间，待时间达到50 min时，待测物中双酚A提出量达到最大；
50 min后，由于迁移至萃取溶剂中的目标物的量渐渐达到饱和，对应条件下目标物的响应值基本保持不变，双酚A迁移曲线变得平缓。因此，本研究确定50 min为最佳超声萃取时间。
图4 萃取时间对测定结果的影响Fig.4 Theeffect of extraction timeon thedetermination results
图5为萃取时间为50 min时，不同超声萃取温度下双酚A迁移出待测物的量，萃取温度较低时，双酚A萃取不完全；
当萃取温度升至60℃时，双酚A萃取效率达到最高。因此，60℃最终确定为本试验方法的萃取温度。
图5 超声萃取温度对测定结果的影响Fig.5 The effect of ultrasonic extraction temperature on thedetermination results
2.3 线性范围与方法检出限
在确定的最佳萃取条件下，按1.2.1-1.2.2所述实验步骤对系列浓度梯度的双酚A标准溶液进行分析，通过色谱峰积分面积对双酚A的浓度（mg/L）绘制线性回归方程，结果表明，在0.1~20.0 mg/L的浓度范围内，目标物双酚A色谱峰面积与其对应的浓度呈现良好的线性关系，线性相关系数为0.999，具体见图6。
图6 双酚A校正曲线Fig.6 Calibration curvesof BPA
选取具有代表性的皮革样品作为样品基质，制备10组平行样，分别按照理论浓度为2.0 mg/kg添加双酚A标准溶液，依据确定的实验步骤进行样品处理和分析，按照3倍信噪比（S/N=3）、10倍信噪比（S/N=10）确定方法的检出限和定量下限[17]，皮革中双酚A的检出限为0.33 mg/kg，定量下限（LOQ）为1.10 mg/kg，结果见表2。实验结果表明：本方法检出限较低，可以满足日常测试工作的需求。
表2 双酚A的线性关系、检出限Tab.2 The regression relations,LOQs and LODs of the BPAagents
2.4 回收率与精密度
以牛皮革作为样品基质进行加标回收实验，在样品基质中添加3个浓度水平的双酚A标准溶液，分别加标的理论浓度为2.0、10.0、100.0 mg/kg，按照所优化的方法进行试验分析，每个浓度水平进行10个平行样测定。计算10次加标回收的平均回收率、精密度，具体见表3。结果表明：双酚A在3个浓度水平的平均加标回收率为86.65%~90.21%，精密度RSD（n=10）为3.333%~6.686%，均小于10%，表明此方法的准确度与精密度均较满意。
表3 双酚A在样品基底中的加标回收率和精密度RSD（n=10）Tab.3 Therecoveries and RSDs of BPA spiked in samples(n=10)
2.5 实际样品检测
用上述建立的方法对364批次的皮革样品进行测试，有3份检出BPA，含量分别为2861.35 mg/kg、321.25 mg/kg、111.32 mg/kg，其他均未检出。
本研究针对皮革材质样品的基质特点，建立了一种皮革产品中双酚A的HPLC检测方法，通过试验条件优化，确定了最佳萃取溶剂为甲醇、萃取温度为60℃、萃取时间50 min，双酚A在3个浓度水平的平均加标回收率为86.65%~90.21%。加标回收和实际样品试验表明该方法准确可靠，灵敏度高，适用于皮革产品中双酚A的便捷定性定量分析。
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