高效液相色谱-荧光法测定一次性纸杯和餐盒中3种荧光增白剂的含量

孟怀山，李雪莉，张盼盼，冉文生，姚军，

(1.新疆医科大学 药学院，新疆 乌鲁木齐 830054;2.新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院，新疆乌鲁木齐 830004)

荧光增白剂(FWA)是一种荧光染料，属于一类具有很高量子效率、结构复杂的有机化合物，它能够吸收波长为340～380 nm的紫外光，发射出波长400～450 nm的蓝紫光，弥补蓝光缺损形成的泛黄从而达到增强白度和亮度的目的［1-2］。FWA的用途非常广泛，大量应用于造纸、洗涤剂和纺织品产业，不同品种的FWA有不同的理化性质，也有不同的使用条件和应用对象［3-5］。纸质用品中FWA的使用不仅对环境造成潜在的危害，同时对机体健康产生较大的影响，有报道长期使用含有FWA的纸杯及纸质用品可以致癌、致基因突变，还可使染色体畸变及阻碍伤口的愈合［6-7］。

一次性纸杯、纸巾、餐盒中FWA检测方法的建立，对于监督日常生活领域中FWA的滥用情况起到很好的作用。根据前期市场调研，目前市场上一次性纸杯、纸巾、餐盒中主要使用的荧光增白剂为B2729、220、B2730(结构式见图1)。本文建立了测定上述3种经常使用的FWA的HPLC方法，对新疆乌鲁木齐市一次性纸杯和餐盒中FWA的使用情况进行普查，为乌鲁木齐地区食品接触性材料中的FWA的质量控制与评价提供了理论依据。

图1 3种荧光增白剂结构图Fig.1 Chemical structures of the three fluorescent whitening agents

1 实验部分

1.1 材料与仪器

荧光增白剂 B2730(纯度＞98%)、B2729(纯度＞98%)、220(纯度 ＞98%)、乙酸铵均为优级纯;三氯甲烷、甲醇、乙腈均为色谱纯;实验用水均为超纯水。

LC-20A型高效液相色谱仪;RF-20A型荧光检测器;JA4003N型电子天平;SK-2510HP型超声波清洗器;TGL-16B型高速离心机。

1.2 对照品混标储备液配制

称取3种FWA对照品各25.0 mg，用三氯甲烷定容至25 mL，配制成1.0 g/L的对照品储备溶液，冷藏避光保存。根据需要，按体积比为B2730∶B2729∶220=2∶3∶1，各移取对照品储备液 B2730=0.2 mL、B2729=0.3 mL、220=0.1 mL 定容至10 mL容量瓶中，制成对照品混标储备液。

1.3 样品前处理

选取一次性纸杯，剪成小于5 mm×5 mm的碎片，避开油墨和印花部分，只选取杯身白色部分，碎片混合后从中精密称取1.0 g置于50 mL具塞锥形瓶中，加入20 mL三氯甲烷，超声萃取30 min，萃取温度40℃。将萃取液转移至50 mL离心管中，离心5 min(5 000 r/min)，取上清液过 0.22 μm 有机滤膜，供液相色谱仪测定。

1.4 色谱条件

采用 Inertsil ODS-3(250 mm ×4.6 mm，5 μm)为分析柱;流动相:A相为乙腈，B相为乙酸铵溶液(5 mmol/L)，线性梯度洗脱程序:0～40 min(25%B∶75%A)，50 ～90 min(5%B∶95%A)，流速0.5 mL/min，柱温 30 ℃，进样量 5 μL。激发波长350 nm，发射波长430 nm。

根据对不同梯度条件的考察，3种FWA对照品混标溶液的色谱图见图2。结果表明，在上述流动相及梯度条件下可获得较佳的分离效果。

图2 荧光增白剂混合标准溶液的色谱图Fig.2 Chromatogram of a standard mixture of the three FWAs

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的建立

将1.2节对照品混标储备液按2倍比例，依次稀释5次，制备成系列浓度标准溶液，按1.4节色谱条件进样，测定其峰面积值，以峰面积为纵坐标(y)，浓度为横坐标(x)，进行线性回归。其线性范围、线性方程、相关系数见表1。

表1 3种对照品溶液的线性关系Table 1 Linear relationships of control solution

由表1可知，FWA的浓度在一定范围内，与峰面积呈良好的线性关系。

2.2 精密度实验

取1.2节FWA对照品混标溶液，按1.4节色谱条件以进样量5 μL重复进样6次。其RSD分别为3.41%，2.43%，2.96%。

2.3 稳定性实验

将1.2节FWA对照品混标溶液置于室温，分别于0，3，6，12，24 h 时取混标溶液，按 1.4 节色谱条件进样5 μL进行测定，3种FWA峰面积的RSD分别为4.10%，2.26%，1.61%，表明该样品溶液在24 h内测定稳定。

2.4 回收率实验

采用在空白样品中添加标准溶液的方法，进行加样回收率实验，精密称取样品1.0 g，加入已知浓度的对照品作为本底量，分别按已知含量的80%，100%，120%加入FWA对照品溶液，每个浓度水平进行3次重复实验，按1.3节方法进行样品前处理并测定，结果见表2。

表2 3种FWA的回收率结果(n=3)Table 2 The result of recoveries of the three FWAs(n=3)

由表2可知，该方法的加标回收率较好，符合检测要求。

2.5 实际样品分析

利用所建立的方法对37种购买于乌鲁木齐市场上的一次性纸杯和餐盒进行检测，其中含有上述3种主要使用的FWA，即能和对照品混标溶液的保留时间吻合的样品有16个，且检出的荧光增白剂均为220，检测结果见表3。

表3 与对照品220的保留时间吻合的样品Table 3 The samples had the same retention time with the control 220

另外含有非上述3种主要使用的FWA，即没有和3种FWA对照品混标溶液的保留时间吻合的样品，但同时也检出FWA的有14个，结果见表4。几乎不含FWA或者含量很少的样品有7个。样品中FWA检出率为81%。

表4 与3种FWA对照品的保留时间不一致的样品Table 4 The samples had the different retention time with the three control FWA

2.6 检测波长的优化

对于3种FWA对照品溶液，进行紫外全波长扫描，3种FWA均在350 nm处左右出现最大吸收，用荧光分光光度计，以350 nm为激发波长，扫发射波长，发现在430 nm处有最大吸收，所以选用350 nm作为激发波长，430 nm作为发射波长。

2.7 流动相的优化

前期实验时发现3种FWA出峰时间太长或分离度不佳，所以采用梯度洗脱，通过观察图谱来调整流动相比例，最终确定流动相A相为乙腈，B相乙酸铵溶液(5 mmol/L)，梯度洗脱程序:0～40 min(25%B∶75%A)，50 ～90 min(5%B∶95%A)。在该条件下，3种FWA分离较好。

3 结论

本实验建立了一次性纸杯和餐盒中FWA含量的高效液相色谱-荧光检测方法，通过实验发现，市场上绝大多数一次性纸杯和餐盒中含有荧光增白剂，只有少数未检出，FWA检测结果超出国家推荐标准(SN/T 2901—2011)。实验表明，该方法具有前处理简单、灵敏、准确等优点，且方法的重现性和线性关系均能满足定量分析要求，为市场中一次性纸杯和餐盒中主要FWA的质量控制提供了一定实验依据。

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