纺织品中醛类化合物的高效液相色谱法测定

唐川江，聂锦梅，崔成民，王振华

(1.北京服装学院材料科学与工程学院，北京 100029;2.北京市服装安全检测与评价重点实验室，北京 100029)

醛类化合物对人体健康有很大的危害，研究表明甲醛、乙醛、丙烯醛等醛类化合物具有遗传毒性［1］。目前，甲醛已经被确定为致癌物，在环境、食品、工业产品中均有明确的限量规定［2］。乙醛也是一种可能的致癌物质［3］，其毒性主要是影响胚胎的发育。目前，国内外主要对纺织品中甲醛的含量作出了严格的控制和限定，但是其他醛类没有明确的限定。

醛类化合物分析的前处理技术有国标采用的水萃取法、蒸汽吸收法，也有新型固相萃取法［4］、固相微萃取法［5］、液液微萃取法［6］、微乳液萃取法［7］等。检测方法有分光光度法［8－9］、流动注射法［10］、气质联用法［11］、高效液相色谱法［12－13］、液质联用法［14］、荧光法［15－16］、催化动力学法［17］、化学发光法［18］、电化学法［19］等。由于醛类化合物广泛应用于纺织品中助剂的生产中，于是纺织品中也会残留部分醛类化合物。目前已有测定纺织品中甲醛、乙二醛、戊二醛的方法［20］，而同时测定纺织品中可能存在的多种醛类化合物能够更全面地监测纺织品中的醛类污染物。本文通过研究甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醛、乙二醛、戊二醛7种醛类化合物和2，4－二硝基苯肼(DNPH)衍生化反应的条件，选择合适的衍生化条件，结合高效液相色谱建立了同步提取、测定纺织品中7种醛类化合物的分析方法，可用于检测纺织品中常见醛类化合物的含量。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent1260液相色谱仪、二极管阵列检测器，配有 Chemstation数据处理系统(美国 Agilent公司);DS－S24型电热恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司)，雷磁PHS－25型pH计(上海精密科学仪器有限公司)，感量 0.1 mg电子天平(OHAUS CORD Pine Brook NJ USA)。甲醇和乙腈(色谱纯，美国Fisher公司);超纯水(Millipore纯水机制备，电阻率≥18.2 MΩ·cm);甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醛、乙二醛、戊二醛标准品(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。其他试剂均为分析纯(北京化工厂)。

1.2 液相色谱条件

WatersSymmetryShieldTM RP18色谱柱(4.6×150mm，5 μm)，流动相为体积分数50%的乙腈和水，流速1.0 mL/min，柱温30℃，进样量20 μL，紫外光检测波长为 360、384、440 nm。

1.3 样品处理

从10g混合均匀的5mm×5mm织物样品中精确称取1.000g布样置于250 mL碘量瓶中，加入100 mL二级水，旋紧盖后放入(40±2)℃水浴中振荡萃取(30±5)min，取出后冷却至室温，取滤液进行衍生化。

1.4 衍生化条件

准确量取1 mL醛的混合溶液于10 mL具塞试管中，室温下加入4 mL质量浓度为1.2 mg/mL的2，4－二硝基苯胼(DNPH)溶液，混合均匀后在70℃水浴加热150 min，然后取出冷却至室温，用孔径为0.45 μm的有机滤膜过滤，进样20 μL分析。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

利用二极管阵列检测器对7种醛类DNPH衍生物进行光谱扫描，甲、乙、丙、丁醛和戊二醛的DNPH醛腙都在360 nm附近有最大吸收，故选择360 nm为此5种醛腙的检测波长，而苯甲醛腙和乙二醛腙的检测波长分别为384 nm和440 nm。在360 nm波长下，采用Waters symmetry shield TM RP 18色谱柱，考察了乙腈水溶液中乙腈体积分数分别为60%、55%、50%时7种醛腙的分离效果，结果表明乙腈体积分数为50% 时，几种醛腙的分离度达到最佳效果，在40 min内能完全分离，分离色谱图见图1。

图1 7种醛腙分离色谱图Fig.1 Chromatogram of seven hydrazones

2.2 衍生化条件的优化

2.2.1 反应介质的选择

由于2，4－二硝基苯肼不溶于水，因此以乙腈作为衍生反应溶剂，研究了乙腈比例对反应灵敏度的影响。各取1 mL醛的混合溶液(每种醛的质量浓度均为10 μg/mL)于不同具塞试管中，调整体系中乙腈的比例分别为40%、50%、60%、70%、80%(用水和乙腈定容为5 mL，使DNPH溶液的浓度相同，体系pH值为3.75)，混合均匀后在(60±2)℃水浴中加热60 min，然后取出，冷却至室温进样分析。结果显示，当乙腈体积分数为60% ～80%时，除苯甲醛腙略有下降外，各醛腙峰面积达到稳定。据文献［21］报道，乙二醛与DNPH反应生成乙二醛单腙和乙二醛二腙，乙二醛二腙的浓度高时会析出橙黄色絮状物而影响分析结果。本实验中，乙腈体积分数在60%以下时均有固体析出，综合考虑，实验为尽量不使分析过程中有沉淀析出，选择乙腈体积分数为80%。

2.2.2 衍生化试剂质量浓度的选择

取1 mL醛的混合溶液在反应温度为60℃，反应时间为60 min，乙腈体积分数为80%，体系pH值为3.75条件下，分别加入4 mL质量浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 mg/mL 的 DNPH 进行衍生化反应。实验结果表明，质量浓度在1.0～1.4 mg/mL范围内时各种醛腙峰面积保持稳定，本文选择DNPH质量浓度为1.2 mg/mL。

2.2.3 反应温度的选择

取1 mL醛的混合溶液在DNPH质量浓度为1.2 mg/mL，反应时间为60 min，乙腈体积分数为80%，体系pH值为3.75条件下，分别在30、40、50、60、70℃进行衍生化反应。结果表明，当温度为60～70℃时，除乙二醛腙则略有增加外，其余醛腙峰面积基本不变。由于反应温度过高会造成乙腈的损失，影响定量分析，因此本文实验选择衍生化反应温度为70℃。

2.2.4 反应时间的选择

取1 mL醛的混合溶液在DNPH质量浓度为1.2 mg/mL，反应温度为70℃，乙腈体积分数为80%，体系 pH值为3.75条件下分别反应10、30、60、120、180 min。结果表明，反应时间达到 30 min后，除乙二醛腙和苯甲醛腙仍处于上升状态之外，其他所有醛腙的峰面积均达到稳定，在120～180 min时间范围内所有醛腙峰面积均已基本不变。故本文实验选择反应时间为120 min。

2.2.5 反应体系pH值的选择

取1 mL醛的混合溶液在DNPH质量浓度为1.2 mg/mL，反应温度为70℃，反应时间为120 min，乙腈体积分数为80%条件下，考察了pH值为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 时对衍生化的影响。结果表明，pH值在2.0～3.0范围内各醛腙峰面积最大且保持稳定，本实验选择体系的pH值为2.5。

综上所述，本文实验选择最优衍生化条件为乙腈体积分数80%，DNPH溶液质量浓度1.2 mg/mL，反应温度70℃，反应时间120 min，反应体系的pH=2.5。衍生物在24 h内能保持稳定。

2.3 方法的线性范围和检出限

分别配制 7.5、3.0、1.5、0.75、0.30、0.25、0.15 μg/mL一系列标准工作溶液，在选定的条件下衍生化并用色谱进行测定。7种醛在0.15～7.5 μg/mL范围内线性关系良好，相关系数均大于0.9994。按照样品分析的全部步骤，向布样上添加的质量浓度为0.1 μg/mL的7种醛混合溶液，连续分析7个样品，计算检出限，7种醛类最低值为2.2 mg/kg，最高值为4.5 mg/kg，远低于国家标准中规定的20 mg/kg的最低限量标准，结果如表1所示。

表1 7种醛的线性方程、相关系数和检出限Tab.1 Linear equations，correlation coefficients and LODs for seven aldehydes

2.4 方法的回收率和精密度

选取不含有醛的纺织品样品添加不同浓度混合醛类化合物标准溶液，按本文方法进行提取、衍生化并测定含量，计算加标回收率和精密度。7种醛的添加含量分别为20、100、500 mg/kg，每个添加浓度平行测定7次，在3个添加水平范围内的平均回收率均在85.4%～97.8%之间，相对标准偏差(RSD)在0.2% ～7.6%之间，结果如表2所示。

在本市某自由市场随机采购5件儿童内衣，采用本文方法进行了检测，在其中一件样品中检出甲醛和乙醛，含量分别为26.6 mg/kg和6.8 mg/kg，其余均未检出。

3 结论

本文建立了同时测定纺织品中甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醛、乙二醛、戊二醛7种醛类化合物的高效液相色谱方法。通过对反应温度、pH值、时间、2，4－二硝基苯肼浓度的考察，确定了衍生化的最优条件。在色谱优化条件下7种醛的衍生物得到良好的分离，其质量浓度在0.15～7.5 μg/mL范围内呈现良好的线性关系，相关系数均大于0.9994，方法的平均回收率为85.4% ～97.8%，相对标准偏差为0.2% ～7.6%(n=7)，检出限范围为 2.2～4.5 mg/kg，低于国标对相关醛类的限量要求。本文的方法能够同时测定多种纺织品中醛类化合物的含量，适用于纺织品中醛类化合物的分析确证。

表2 纺织品中7种醛的添加回收率和精密度(n=7)Tab.2 Recovery and precision for seven aldehydes in textile sample(n=7)

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