固相萃取-静态瞬稳化学发光法测定食品包装材料中的双酚A

孟 磊， 李 勉， 赵仲麟， 胡小宁， 马斌强， 袁 超

(1.河南农业大学理学院，河南 郑州 450002；2.河南农业大学机电工程学院，河南 郑州 450002；3.河南农大迅捷测试技术公司，河南 郑州 450002 )

双酚A(Bisphenol A，BPA)是生产聚碳酸酯的重要原料，聚碳酸酯广泛应用于婴儿奶瓶、矿泉水瓶、医疗器械及食品包装材料中.作为一种典型的环境雌激素类化合物，双酚A可以通过食品包装材料进入食品或饮料中，进而进入人体，能干扰人类和动物内分泌系统、神经系统、免疫系统等.已有研究证明，低剂量的BPA(10-7mol·L-1)即能引起支持细胞和精子细胞死亡[1],大剂量的可能会引起人们的器官衰竭，白血病和体重急剧下降等[2].中国卫生部于2011-05-30下达禁令，禁止双酚A用于婴幼儿奶瓶.法国宣布将于2015年禁止全部食品包装使用双酚A.中国国家标准《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》(GB 9685—2008)规定涂料、塑料及粘合剂中双酚A的特定迁移量不得超过0.6 mg·kg-1.目前检测双酚A的方法有极谱法[3]、荧光法[4]、气相色谱法[5]、高效液相色谱法[6，7]、气相色谱-质谱[8～10]和液相色谱-质谱联用[11]及酶联免疫分析法[12，13]等.但是这些方法所采用的仪器价格昂贵，操作繁琐、复杂，检测过程中大量使用有机溶剂会危害环境和分析人员的健康，而且这些方法也不适用于大量样本和现场实时分析.本研究根据碱性介质中，双酚A对鲁米诺-高锰酸钾化学发光体系有很强的抑制作用，结合静态注射技术，建立了静态注射化学发光分析法测定塑料包装材料中双酚A的方法，从而为双酚A的检测提供一种新方法.

1 材料与方法

1.1仪器和试剂

YN-FG化学发光检测仪(河南农大讯捷测试技术有限公司)，Supelclean ENVI-18固相萃取小柱(1 mL，美Supelco公司) ，双酚ABPA)，经重结晶提纯；无水乙醇(AR)；高锰酸钾(AR)；鲁米诺(亚科化学试剂有限公司)试验所用试剂均为分析纯，所用水为二次蒸馏水，煮沸30 min除氧.

1.2试验方法

1.2.1 双酚A标准品重结晶 称取5 g的双酚A，用5 mL无水乙醇溶解，于通风橱中重结晶后放在30 ℃鼓风干燥箱中烘干至恒重，备用.

1.2.2 双酚A标准液配制 准确称取0.022 8 g双酚A重结晶，用2 mL无水乙醇溶解于100 mL小烧杯中，转移至100 mL容量瓶中，用二次水定容，用时逐级稀释，配制1.0×10-3mol·L-1双酚A标准液.

1.2.3 鲁米诺储备液的配制 准确称取鲁米诺2.214 5 g，用0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶解并定容于250 mL棕色容量瓶中，配制5.0×10-2mol·L-1鲁米诺储备液，混匀避光保存，14 d后使用.

1.2.4 高锰酸钾储备液的配制 准确称取0.158 1 g高锰酸钾，用二次水溶解并定容于100 mL容量瓶中，配制1.0×10-2mol·L-1高锰酸钾储备液，4 ℃冰箱中保存.

1.2.5 试验流程 静态注射系统流路见图1.漏斗1中加入发光试剂，漏斗2中为待测液，打开进样开关后在反应池中混合发生反应产生化学发光信号，由光电倍增管检测，记录仪记录发光强度(以峰面积表示) 并保存波形.仪器的负高压为600 V，测试时间定为10 s，增益为1 倍； 测定时发光剂和待测液的用量都为2.0 mL.

图1 静态注射系统流路图

1.2.6 样品处理 把食品包装材料分别剪开、洗净、晾干、擦净，加入25 mL 3%乙酸溶液，摇匀，放入70 ℃的烘箱中，2 h后拿出，密封室温保存，待净化.

1.2.7 样品净化 移取样品提取液加入已活化的固相萃取小柱中，使其缓慢通过小柱；最后用10 mL无水甲醇分3次洗脱吸附在固相萃取小柱上的待测物，收集洗脱液.洗脱液于常温下通风橱挥干，用1 mL无水乙醇溶解洗涤残留物，转移至10 mL棕色容量瓶并用无水乙醇定容待测.

2 结果与分析

2.1反应条件的选择

2.1.1 pH值对发光强度的影响 鲁米诺发光反应通常只有在碱性条件下才能进行，试验分别以相同浓度的NaOH，Na2CO3-NaHCO3为反应介质测定发光强度.结果表明，在pH=12.5的NaOH溶液中发光时间短、信噪比最大，空白最低且峰形最好，故选NaOH为反应介质.

2.1.2 鲁米诺浓度对发光强度的影响 鲁米诺浓度对发光体系的发光强度有很大的影响.本试验研究了鲁米诺在1.0×10-6～1.0×10-2mol·L-1浓度范围内发光强度随浓度的变化情况.结果表明，在一定浓度范围内，随鲁米诺浓度增加发光强度增大，当浓度达到1.0×10-3mol·L-1时，发光强度达到最大，浓度继续加大时发光强度有下降的趋势，所以本试验选择鲁米诺溶液的浓度1.0×10-3mol·L-1为最佳反应浓度(图2).

2.1.3 高锰酸钾浓度对发光强度的影响 高锰酸钾在反应体系中作为氧化剂，浓度对发光强度的影响很大.试验考察了1.0×10-6～1.0×10-2mol·L-1的高锰酸钾对体系的发光强度的影响.结果表明，随着高锰酸钾浓度的增加.反应体系的发光强度也增加，但高锰酸钾的浓度太大时，氧化性太强又会削弱双酚A的抑制作用，同时考虑到信噪比及试剂的消耗，所以本试验选择高锰酸钾的浓度为1.0×10-3mol·L-1(图3).

图2 鲁米诺浓度对发光强度的影响

图3 高锰酸钾浓度对发光强度的影响

2.2工作曲线、检出限、精密度

选定的试验条件为：pH=12.50,鲁米诺浓度为1.0×10-3mol·L-1，高锰酸钾浓度为1.0×10-3mol·L-1，测定了双酚A在1.0×10-7～1.0×10-3mol·L-1的浓度范围内范围内的发光强度，并绘制了双酚A的工作曲线(图4).Y=-2.88×107X+5220(Y为峰面积，X为双酚A含量，相关系数r=0.993)，用1×10-6mol·L-1的BPA 平行测定11次，其相对标准偏差分别为1.48%.根据IUPAC法计算得到本法检出限(3σ)为4.3×10-3mol·L-1.

2.3干扰试验

图4 双酚A工作曲线

2.4样品分析

选定的试验条件为：pH=12.50，鲁米诺浓度为1.0×10-3mol·L-1，高锰酸钾浓度为1.0×10-3mol·L-1，测定了8种不同样品中双酚A的含量同时测加标回收率，结果见表1.从表1可以看出，8种不同样品中双酚A的回收率为76.35%～97.43%.

表1 食品包装材料中双酚A含量和回收率

3 结论

在碱性介质中，双酚A对鲁米诺-高锰酸钾化学发光体系有很强的抑制作用.本研究结合静态注射发光技术，建立了固相萃取-静态瞬稳化学发光法测定食品包装材料中双酚A的方法.在pH=12.50的NaOH介质中，高锰酸钾浓度1.0×10-3mol·L-1，鲁米诺浓度1.0×10-3mol·L-1的条件下，测定了8种食品包装材料中双酚A的含量.结果表明该方法具有分析速度快、检测灵敏度高、操作简便等特点，适用于生产企业相关部门的产品质量控制.

参考文献：

[1]孟祥东，于景华，严云琴，等．双酚A体外诱导雄性小鼠生殖细胞凋亡及其分子机制 [J].毒理学杂志, 2007, 21(3): 201-204.

[2]WANG X, ZENG H L, LIN J M.A reversible fluorescence senor based on insoluble β-cyclodextrin polymer for direct determination of bisphenol A (BPA)[J].Sensor and Actuators B，2006, 114:565-572．

[3]张 宏，郭大城，孙成均. 示波极谱法测定聚碳酸酯塑料中双酚A [J].理化检验:化学分册,2002,38(8):379-381.

[4]王 松,张加玲,方 鸽. 塑料器具中双酚A溶出量的荧光分析测定法 [J].环境与健康杂志，2012,29(1):67-68．

[5]吕 刚，王利兵，刘 军，等.包装材料中的酚类环境雌激素的测定-固相萃取/气相色谱法[J].分析试验室,2008,27(9): 73-75.

[6]SAJIKI J, TAKAHASHI K,YONEKUBO J. Sensitive method for the determination of bisphenol A in serum using two systems of high-performance liquid chromatography [J]. J Chromatogr B，1999，36:255-261.

[7]彭青枝，潘思轶，刘 松.高效液相色谱法测定罐头食品中双酚A [J].中国卫生检验杂志，2010,20(10): 2415-2416.

[8]LEE H B. Determination of bisphenol A in sewage effluent and sludege by solid-phase and supercritical fluid extraction and gas chromatography-mass spectrometry [J].J AOAC Int，1983，2:290-296.

[9]陈啟荣，魏 岩，郎 爽，等.加速溶剂萃取/气相色谱-质谱法测定糖果包装材料中的双酚A [J].食品科学,2010,31(6): 165-167.

[10] 高永刚，张艳艳，高建国，等衍生化气相色谱-质谱法测定玩具和食品接触材料中双酚A[J].色谱， 2012，30(10)：1017-1020.

[11] 黄少婵,杭义萍.液相色谱-质谱法同时测定塑料制品中双酚A和四溴双酚A [J].色谱,2010.28(9):863-866.

[12] ZHAO M P. LI Y Z. GUO Z Q, et al, A new competitive enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA) for determination of estrogenic bisphenol [J].Talanta, 2002,57(6):1205-1210.

[13] 薛维丽，王新懿，董 雯，等.生物素-亲和素放大系统荧光免疫分析检测太空杯中的双酚A [J]，河北师范大学学报：自然科学版，2013，31(5):495-499.