高效液相色谱法测定羽绒制品中烷基酚聚氧乙烯醚

姜瑞妹，俞旭霞，陈海相,张克和,宁小玉

(1.浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，杭州 310018；2.萧山区质量计量监测中心，杭州 311202)

高效液相色谱法测定羽绒制品中烷基酚聚氧乙烯醚

姜瑞妹1，俞旭霞2，陈海相1,张克和1,宁小玉1

(1.浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，杭州 310018；2.萧山区质量计量监测中心，杭州 311202)

建立了高效液相色谱测定羽绒制品中烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)含量的方法。以V(甲醇)∶V(水)=2∶1为萃取剂，在60℃温度下振荡萃取样品1h，以V(甲醇)∶V(水)∶V(乙腈)=80∶15∶5为流动相采用高效液相色谱—二极管阵列检测器对APEO进行分析。实验结果表明，此方法简单快捷、定量准确、重复性好，加标回收率在86.35%～107.07%范围，相对标准偏差(RSD)小于6.29%。

烷基酚聚氧乙烯醚；羽绒；高效液相色谱；振荡萃取；测定

烷基酚聚氧乙烯醚(简称APEO)，80%以上为壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)，15%左右为辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)，还有5%为十二烷基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚等。APEO分子结构中同时含有亲水基团和疏水基团，具有良好的润湿、乳化、分散、渗透、增溶和去污等作用，与其他非离子型化合物及离子型化合物都具有良好的配伍性而广泛应用于各种行业，尤其是洗涤剂行业[1]。羽绒制品轻柔保暖，且有良好的吸湿性，广泛应用于服装行业。羽绒在利用前必须经过洗涤，去除样品中的杂质和污秽物质，才能保证羽绒及其制品的质量[2]。羽绒在经过洗涤剂洗涤后可能有APEO的残留。研究表明，APEO具有较强的生物累积性和毒性，可通过各种途径侵入人体，其代谢产物烷基酚和短乙氧基链APEO的毒性远高于母系化合物，可诱导人类雌激素敏感型乳腺癌细胞增生，降低肌体免疫能力，影响神经系统，扰乱生物的内分泌系统，属于环境激素类的化学物质[3]。APEO类物质逐步被德国、英国、中国等列入禁用范围，并被列入REACH法规的高度关注物质(SVHC)清单。2014年Oeko-Tex Standard 100对APEO和烷基酚的限定总量小于250.0mg/kg。这些法规指令及其标准成为我国纺织品和羽绒制品出口所面临的贸易技术壁垒。

我国羽毛羽绒资源极其丰富，已成为世界上最大的羽绒及其制品生产、出口和消费国[4]。为提高羽绒制品的品质，减少APEO的污染，有必要研究并建立羽绒中APEO的测定方法。据报道，APEO的检测方法主要有气相色谱—质谱法(GC-MS)[5]、高效液相色谱法(HPLC)[6-7]和高效液相色谱—质谱法(HPLC-MS)[8]等。GC-MS分辨率高，但不能直接分析n>4的难挥发性APEO，对于分子量和沸点较高的APEO，需要预先进行衍生处理；而HPLC适合分析测定挥发性较差的APEO。目前，羽绒中APEO的样品前处理主要是以甲醇为萃取剂，采用索氏萃取、超声萃取或加速溶剂萃取等方法。本文则采用V(甲醇)∶V(水)=2∶1为萃取剂，研究振荡萃取高效液相色谱法测定羽绒制品中的壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚，方法简单实用、准确可靠。

1 试验部分

1.1 试剂

乙腈、甲醇均为色谱纯，正己烷、乙醚、二氯甲烷、异丙醇、丙酮、乙醇均为分析纯；壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO，商品名Imbentin-N/6，百灵威)，辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO，商品名TritonX-100，Acros公司)；实验用水为超纯水。

1.2 实验仪器

Agilent1100高效液相色谱仪，配备二极管阵列检测器(HPLC-DAD)(美国Agilent公司)；超纯水机(美国Millipore公司)；KQ-250DB型数控超声清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；恒温振荡器THZ-82(国华电器有限公司)；索氏萃取装置。

1.3 实验方法

1.3.1 标准工作溶液配制

分别称取0.1gNPEO和OPEO，用甲醇溶解定容至100mL容量瓶中，此标准储备溶液质量浓度为1000mg/L。精确吸取1000mg/L的NPEO和OPEO标准储备溶液0.1、0.2、0.5、1.0mL于100mL容量瓶中，用甲醇稀释至刻度。将此4种质量浓度系列标准工作溶液用0.45μm的有机系过滤膜过滤。

1.3.2 阳性样品制备

准确称取0.5g羽绒于150mL具塞锥形瓶中，吸取0.5mL的NPEO标准储备溶液滴加到羽绒上，置放一段时间以达到吸附平衡，待用。

1.3.3 样品前处理

准确称取0.5g羽绒于150mL具塞锥形瓶中，加入萃取剂，采用恒温振荡器水浴振荡萃取，冷却后用0.45μm的有机系过滤膜过滤。

1.3.4 色谱条件

色谱柱：SB-C18(150mm×4.6mm,5μm)；流动相：V(甲醇):V(水)∶V(乙腈)=80∶15∶5；流速：1.0mL/min；进样量：20μL；柱温：30℃。

2 结果与讨论

2.1 检测波长的选择

高效液相色谱法测定APEO，检测波长的选择主要有276nm和225nm两种，不同的文献报道不同[8-9]。图1为质量浓度1000mg/L的NPEO和OPEO标准溶液在210～360nm范围内进行DAD扫描光谱图及结构式。它们的紫外吸收光谱图形相似，最大吸收波长为225nm，次强吸收波长为276nm，为获得较高的检测灵敏度，本文选择检测波长225nm。

图1 NPEO和OPEO的扫描光谱图及结构式

2.2 标准曲线的绘制

采用HPLC-DAD于225nm波长下对APEO的系列标准工作溶液进行测定，以色谱峰的峰面积A为纵坐标，APEO的质量浓度c(质量浓度分别为1、2、5、10mg/L)为横坐标，绘制标准曲线，见图2。回归拟合的线性方程：OPEO为A=18.1551c+1.4020，线性相关系数R2=0.9997；NPEO为A=13.2520c+1.3408，线性相关系数R2=0.9998。

图2 标准曲线

2.3 萃取方法及条件

2.3.1 萃取方式

固体样品预处理方法常用：索氏萃取、超声萃取、振荡萃取、固相萃取、超临界流体萃取、加速溶剂萃取等。文献报道[7,10-12]，羽绒中APEO的萃取大多选择甲醇为溶剂，采用索氏萃取、超声萃取或加速溶剂萃取等方法。本实验用甲醇为萃取剂，比较了振荡萃取、超声萃取、索氏萃取3种方式萃取羽绒中APEO的效率。

取1.3.2制备的阳性样品，平均分为三组。第一组加入40mL甲醇，用恒温水浴振荡器于60℃温度下进行振荡萃取；第二组加入40mL甲醇，用超声清洗器进行超声萃取；第三组加入150mL甲醇，用索氏萃取装置进行萃取。萃取时间为0.25、0.5、1、1.5、2、48h，结果见图3。在30min内，振荡萃取就可达到较高的萃取效率，超声萃取次之，索氏萃取较差。超声萃取会引起温度的升高，不易控制温度，可能影响实验结果的准确性。而索氏萃取有机溶剂消耗量大，操作复杂，耗时较长。振荡萃取设备简单，操作方便，温度易控制，实验稳定性较好。本实验以下研究就以振荡萃取法作为羽绒制品中的APEO的前处理方法。

图3 3种萃取方式的萃取效率

2.3.2 萃取剂优选

为确定优选萃取羽绒中APEO的萃取剂，实验选择正己烷、乙醚、二氯甲烷、异丙醇、丙酮、乙醇、甲醇、V(甲醇)∶V(水)=1∶1和V(甲醇)∶V(水)=2∶1九种萃取剂，用恒温水浴振荡器于60℃下振荡萃取1h，冷却，用0.45μm的有机系过滤膜过滤，采用HPLC-DAD进样分析，萃取效率测试结果见图4。图4可见以甲醇—水为萃取剂进行振荡萃取时，萃取效率明显高于其余萃取剂，而V(甲醇)∶V(水)=2∶1的萃取效率较高。APEO的结构中既含有疏水基团，又含有亲水基团，所以强极性溶剂会提高萃取效率，尤其是对APEO这种同时具有亲水性和疏水性的化合物。

图4 不同萃取剂的萃取效率

2.3.3 萃取温度和时间

羽绒制品中的APEO是物理方式附着而并非化学方式结合，因此振荡萃取的温度可能对萃取效率存在一定的影响。实验吸取40mLV(甲醇)∶V(水)=2∶1于1.3.2制备的阳性样品中，在40℃、50℃和60℃3种不同温度下分别振荡萃取1h和2h，冷却，用0.45μm的有机系过滤膜过滤，进样HPLC分析，萃取效率结果见图5。萃取时间无论为1h或2h，在60℃温度下萃取效率均达到较高的水平，因此，实验选取60℃温度下振荡萃取1h萃取羽绒制品中的APEO。

图5 萃取效率与温度和时间的关系

2.3.4 萃取剂体积

分别吸取5、10、15、20、40、60、80mL和100mL的V(甲醇)∶V(水)=2∶1于1.3.2制备的8份阳性样品中，采用恒温振荡器于60℃下振荡萃取1h，冷却后用0.45μm的有机系过滤膜过滤，采用HPLC-DAD于225nm波长下分析，结果见图6。在萃取剂体积5～30mL的范围内，萃取效率快速提升，这是因为羽绒蓬松，萃取剂过少，不能充分浸湿，随着萃取剂体积的增加，润湿的程度增大，萃取效率显著提高；当萃取剂体积达40mL时，萃取效率已接近100%。当萃取剂完全润湿羽绒后，萃取剂体积的增加对羽绒制品中APEO的萃取效率影响不明显。

图6 萃取剂用量与萃取效率

2.4 回收率与精密度

以低、中、高3种添加量(分别为50、200、500μg)进行精密度和回收率加标试验。分别准确称取3份0.5g羽绒，滴加0.25、1、2.5mL的100mg/L的NPEO于羽绒上，置放一段时间以达到吸附平衡，再加入40mL萃取剂V(甲醇)∶V(水)=2∶1，用恒温振荡器于60℃下振荡萃取1h，冷却后用0.45μm的有机系过滤膜过滤，进HPLC分析，结果见表1。表1可见，加标回收率在86.35%～107.07%之间，相对标准偏差RSD在2.42%～6.29%之间，表明该方法具有较好的可靠性、重现性以及适用性。

2.5 实际样品测定

采用本文建立的实验方法对3家羽绒使用客户实际采集的6个羽绒样品进行测试，得到的测试结果见表2。3家客户中有2家4只样品检出NPEO，图7为羽绒样品A1、A2、C1、C2的用V(甲醇)∶V(水)=2∶1溶液萃取得到的HPLC色谱图。

表1 方法的加标回收率和精密度试验结果(n=9)

表2 羽绒实际样品测定结果mg/kg

图7 检出APEO羽绒样的萃取溶液色谱图

3 结 论

以V(甲醇)∶V(水)=2∶1为萃取剂，采用振荡萃取方法对羽绒制品进行预处理，使用HPLC-DAD测定，建立了羽绒制品中APEO含量的检测方法。振荡萃取的预处理方法可以有效萃取羽绒制品中的APEO，设备简单易操作且更稳定；甲醇溶剂中添加水的混合萃取剂在提高APEO萃取效率的同时还更环保。该方法的加标回收率在86.35%～107.07%范围，相对标准偏差RSD小于6.29%。该方法满足羽绒制品中APEO含量快捷、准确、更环保的测定要求。

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(责任编辑：张祖尧)

Determination of Alkylphenol Ethoxylates in Down Feather Products by High Performance Liquid Chromatography

JIANGRuimei1,YUXuxia2，CHENHaixiang1,ZHANGKehe1,NINGXiaoyu1

(1.Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Ministry of Education, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China; 2.Xiaoshan District Quality & Metrology Monitoring Center, Hangzhou 311202, China)

Determination of alkylphenol ethoxylates (APEO) content in the down feather products by high performance liquid chromatography was established in this paper. APEO was analyzed by HPLC- diode array detector with V(methanol)∶V(water)=2∶1 as the extraction agent for 1h oscillation extraction under 60℃, and V(methanol)∶V(water)∶V(acetonitrile)=80∶15∶5 as flow phase. The results show that the method is fast, accurate in quantitative analysis and has excellent repetition. The recovery is 86.35%～107.07%. Relative standard deviation is less than 6.29%.

alkylphenol ethoxylates; down feather; high performance liquid chromatography (HPLC); oscillation extraction; determination

2014-08-16

浙江省质监系统科研项目(201300245)；浙江省公益性技术应用研究项目(2014C37088)。

姜瑞妹(1990-)，女，安徽蚌埠人，硕士研究生，主要从事功能高分子研究。

陈海相，E-mail：ecotes@126.com

O657.7，TQ423.2

A

1009-265X(2015)01-0053-05