超声萃取-高效液相色谱法测定纺织品中二苯甲酮类防紫外线整理剂

吴 刚，虞慧芳，王力君，张明誉，李 丹

（1.浙江出入境检验检疫局检验检疫技术中心，杭州311215；2.浙江省农业科学院，杭州310021；3.浙江立德产品技术有限公司，杭州311215）

超声萃取-高效液相色谱法测定纺织品中二苯甲酮类防紫外线整理剂

吴 刚1，虞慧芳2，王力君3，张明誉3，李 丹3

（1.浙江出入境检验检疫局检验检疫技术中心，杭州311215；2.浙江省农业科学院，杭州310021；3.浙江立德产品技术有限公司，杭州311215）

采用超声萃取结合高效液相色谱，建立了一种提取和测定纺织品中8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的分析方法。样品经提取、定容，采用Eclipse XDB-C18色谱柱分离，二极管阵列检测器测定，外标法定量。讨论了提取溶剂的选择、方法检测限与线性相关性、添加回收率与精密度及色谱条件的影响。结果表明：在1.0～10.0 μg/mL范围内线性关系良好（R2＞0.99），在添加质量浓度为5.0、10.0、20.0 mg/kg时，棉布样品平均回收率范围为89.57%～105.03%，相对标准偏差（RSD）为3.06%～9.80%；涤纶样品平均回收率范围为98.80%～115.31%，相对标准偏差（RSD）为0.94%～5.63%；尼龙样品平均回收率范围为84.48%～118.88%，相对标准偏差（RSD）为1.06%～12.48%，方法检出限（LOD）为0.06～0.2 mg/kg，方法定量限（LOQ）为0.19～0.67 mg/kg。该方法操作简便、灵敏、准确，适合纺织品中8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的定性和定量分析。

纺织品；高效液相色谱；二苯甲酮类防紫外线整理剂；超声萃取；测定

近年来由于臭氧空洞，紫外线增强，防紫外线辐射越来越受到人们的重视，防紫外线功能纺织品也受到人们的青睐。二苯甲酮类防紫外线整理剂是应用广泛的一类防紫外线整理剂，结构均含有邻羟基二苯甲酮的衍生物，有单羟基、双羟基、三羟基、四羟基等衍生物，主要品种有：2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2，2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2'-二羟基-4，4'-二甲氧基二苯甲酮、2，2'，4，4'-四羟基二苯甲酮、5-氯-2-羟基二苯甲酮等［1-4］。然而，二苯甲酮类化合物具有刺激性和麻醉作用，长期接触会出现头疼、恶心、呕吐、眩晕、嗜睡、感觉迟钝，情绪急躁等反应。最近的研究表明：二苯甲酮类化合物是一种环境内分泌干扰物，它能引起包括人类、家禽及野生动物等各种生物的内分泌机能障碍［5-7］。虽然其他种类防紫外线整理剂不断出现，但二苯甲酮类防紫外线整理剂的产量还在不断增加，据报道［3-4］，国外市场上，二苯甲酮类防紫外线整理剂仍以年均5%的速度上升。因此，二苯甲酮类化合物对人类和生态环境的影响不可小觑。目前，国内尚无相关纺织品中二苯甲酮类防紫外线整理剂的液相色谱检测方法的研究报道，仅见化妆品和食品包装材料中部分紫外线吸收剂检测方法的报道［8-10］。

1　试 验

1.1材料与仪器

材料：甲醇、乙腈（HPLC级）；标准物质：2，4-二羟基二苯甲酮（纯度≥98%）、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮（纯度≥98%）、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮（纯度≥98%）、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮（纯度≥99.9%）、2，2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮（纯度≥98%）、2，2'-二羟基-4，4'-二甲氧基二苯甲酮（纯度≥90%）、2，2'，4，4'-四羟基二苯甲酮（纯度≥95%）、5-氯-2-羟基二苯甲酮（纯度≥99%）等（日本东京化成工业株式会社）。

仪器：Agilent 1200液相色谱仪，配备带DAD检测器和自动进样器（美国Agilent公司）；色谱柱，Eclipse XDB-C18，5 μm，4.6 mm（i.d.）×15 cm；超声波发生器，工作频率为40 kHz；0.45 μm有机相过滤头（上海安谱公司）；Elma sonic P300H超声波发生器，工作频率为37 kHz（德国Elma公司）；50 mL带螺旋盖的玻璃管提取器等。

1.2方 法

1.2.1提 取

取5.0 g待测样品，将其剪碎至5 mm×5 mm，混匀。称取1.0 g上述剪碎样品，精确至0.01 g，置于带螺旋盖的玻璃管提取器中，加入20 mL甲醇，使所有试样浸没于液体中，将提取器密封后，在超声波发生器中超声提取30 min。冷却至室温后，取适量上清液用0.45 μm有机相过滤头过滤后，采用高效液相色谱进行测定。

1.2.2液相色谱条件

色谱柱为Eclipse XDB-C18，5 μm，4.6 mm× 15 cm；检测波长258、286、338 nm；柱温40℃；进样体积10 μL；流动相A为乙腈，B为0.05%甲酸水溶液；洗脱梯度0～3 min，10%A～50%A；3～10 min，50%A～100%A，保持8 min；流速1.0 mL/min。

2　结果与分析

2.1提取溶剂的选择

选择提取溶剂时，不仅要考虑目标分析物在溶剂中的溶解度、溶剂与基质的相互作用，还要考虑不同提取溶剂对提取效率的影响［11］。8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的分子结构中均含有二苯甲酮基，但是支链结构有较大差异，含羟基较多的二苯甲酮类防紫外线整理剂极性明显强于含羟基较少的二苯甲酮类防紫外线整理剂，其中2，2'，4，4'-四羟基二苯甲酮的极性强，随着烷基碳链的增长，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮极性减弱，8种物质中2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮的极性最弱。相对分子量除了2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮大于300 Da，其他6种化合物分子量比较接近，都易溶于甲醇、乙醇等有机溶剂。为确定合适的萃取溶剂，根据它们的理化性质，采用浸轧工艺制备了含有8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的棉布、涤纶和尼龙阳性样品，分别考察了丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯和甲醇等不同极性的提取溶剂对自制阳性样品的提取效果，结果见表1。由表1可知，在相同的提取条件下，棉布、涤纶和尼龙样品中，甲醇对8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的提取效率均高于丙酮、乙酸乙酯和二氯甲烷酯的提取效率，其中甲醇对2，2'，4，4'-四羟基二苯甲酮、5-氯-2-羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮的提取效率明显高于丙酮、乙酸乙酯和二氯甲烷酯的提取效率。而且，丙酮与二氯甲烷提取液颜色较深，提取的染料等杂质含量较多。为了尽量减少前处理步骤，同时兼顾样品提取效率，因此，本文采用甲醇作为提取溶剂。

表1　4种不同萃取溶剂对3种样品中8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的提取效果Tab.1 Extraction effects of 4 different extracting solvents on the 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents in the 3 kinds of samples mg/kg

2.2超声萃取温度的选择

选取含有8种二苯甲酮类防紫外线整理剂自制棉布、涤纶和尼龙阳性样品，剪成至5 mm×5 mm以下，混匀。分别准确称取1.0 g上述剪碎样品，精确至0.1 g，放入50mL具塞玻璃管中，加入20mL色谱甲醇，置于超声波水浴中，设置常温和70℃两个不同的温度，每个温度设置6个平行样，在频率为37 KHz的超声波浴中，对样品超声提取30min，其结果见表2。由表2可知，在相同的工作频率下，常温与70℃的水浴温度中，超声萃取效果差异并不显著，为了实验的方便，选择常温超声萃取。

表2　不同水浴温度对3种样品超声萃取结果Tab.2 The extraction results of different ultrasonic bath temperature in 3 kinds of samplesmg/kg

2.3液相色谱条件的选择

选取的8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的紫外-可见光谱重叠图如图1所示。从图1可以看出，2，2'，4，4'-四羟基二苯甲酮和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的最大吸收波长为338 nm；5-氯-2-羟基二苯甲酮的最大吸收波长为258 nm；2，4-二羟二苯甲酮、2，2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2'-二羟基-4，4'-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮的最大吸收波长均为286 nm，为了达到最佳检测灵敏度，以此确定这8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的检测波长。8种二苯甲酮类防紫外线整理剂分子结构式中均含有二苯甲酮基，但由于支链结构和羟基数量与位置有较大差异，分子极性也存在较大差异。其中2，2'，4，4'-四羟基二苯甲酮的极性强，随着烷基碳链的增长，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮极性减弱，8种物质中2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮的极性最弱。本文选用色谱柱E-clipse XDB-C18（5 μm，4.6 mm×15 cm），采用乙腈和0.05%甲酸水溶液作为流动相，进行梯度洗脱，8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的高效液相色谱图如图2所示。由图2可见，8种化合物的色谱峰分离完全，峰形对称且尖锐。

图1　8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的紫外-可见光谱图Fig.1 The UV-Vis spectrum of 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents

图2　8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的高效液相色谱图Fig.2 The HPLC chromatogram of 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents

2.4方法检测限与线性相关性

采用外标定量的检测方法，将8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的混合标准储备液用甲醇配制成浓度分别为1、3、5、7和10 μg/mL的标准工作溶液。在所选定的色谱条件下进样，每个浓度至少重复3次，得到峰面积的平均值，对进样浓度与检测器峰面积绘制标准工作曲线，峰面积与质量浓度成正比，其线性方程、相关系数及线性范围如表3所示。结果表明，8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的线性关系都较好，相关系数均在0.99以上。以3倍信噪比（S/N）确定方法的最低检出浓度（LOD），以10倍S/ N确定方法的最低定量检出浓度（LOQ），求得二苯甲酮类防紫外线整理剂的最低检出浓度和最低定量浓度。从表3的结果可以看出：二苯甲酮类防紫外线整理剂对DAD检测器的响应灵敏度均较高，其中2，2'，4，4'-四羟基二苯甲酮的最低检出浓度为0.06 mg/kg，其对应的最低定量浓度为0.19 mg/kg；2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮的最低检出浓度最高，为0.20 mg/kg，其对应的最低定量浓度为0.67 mg/kg。

表3　8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的校正曲线线性方程及相关系数______Tab.3 The calibration curve equations and correlation coefficients of 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents

2.5方法添加回收率与方法的精密度研究

根据实际样品面料使用情况，采用样品加标的方式进行回收率与精密度试验，对棉布、涤纶和尼龙3种贴衬的样品进行了添加回收率试验。分别在3种空白贴衬试样中加入8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的混合标准溶液，添加质量浓度分别为5.0、10.0和20.0 mg/kg，每个质量浓度设置6个重复，按上述前处理和分析方法，测定8种二苯甲酮类防紫外线整理剂在试样中的添加回收率，结果见表4。在所选用的仪器条件下，同一试样的重现性较好，相对标准偏差均小于15%，表明本方法有较好的重现性。

3　结 论

本文采用超声萃取提取纺织品中的8种二苯甲酮类防紫外线整理剂，通过优化提取工艺和液相色谱梯度洗脱条件，将8种化合物在18 min内进行了有效分离，色谱峰分离完全，峰形对称且尖锐，响应均较好，进一步提高了检测方法的检测灵敏度与准确性。该方法灵敏度高、操作简便、准确可靠，适合纺织品中8种二苯甲酮类防紫外线整理剂的测定。

表4　3种样品中添加不同质量浓度的二苯甲酮类防紫外线整理剂回收率及相对标准偏差（n=6）Tab.4 Recovery rate and the relative standard deviations（RSD）obtained by 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents of different mass concentration in the 3 kinds of samples（n=6）

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Determination of diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents in textiles by HPLC coupled with ultrasonic extraction

WU Gang1，YU Huifang2，WANG Lijun3，ZHANG Mingyu3，LI Dan3
（1.Technology Center for Inspection&Quarantine of Zhejiang Exit-Entry Inspection&Quarantine Bureau，Hangzhou 311215，China；2.Zhejiang Agricultural Academy Sciences，Hangzhou 310021，China；3.Zhejiang Lead Product Technology Co.，Ltd.，Hangzhou 311215，China）

This paper puts forward a novel method to extract and determine 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents in textiles by ultrasonic extraction coupled with high performance liquid chromatography（HPLC）.The samples were extracted and redissolved in methanol，separated with Eclipse XDB-C18chromatographic column，determined by diode array detector and quantified by external standard method.This paper discussed the effects of selection of extraction solvent，the method detection limit and linear correlation，added recovery and precision as well as chromatographic conditions.The experimental result shows that good linearity（R2＞0.99）is observed between 1.0 and 10.0 μg/mL for all compounds.When added mass concentration is 5.0，10.0 and 20.0 mg/kg，the average recovery rate scope of cotton samples is 89.57%～105.03%，and relative standard deviation（RSD）is 3.06%～9.80%.The average recovery rate scope of polyester samples is 98.80%～115.31%，and relative standard deviation（RSD）is 0.94%～5.63%.The average recovery rate scope of nylon samples is 84.48%～118.88%，and relative standard deviation（RSD）is 1.06%～12.48%.The limit of detection（LOD）is 0.06～0.2 mg/kg and limit of quantitation（LOQ）is 0.19～0.67 mg/kg.The method is simple，sensitive and accurate，and is suitable for the qualitative and quantitative determination of 8 diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents in textiles.

textiles；HPLC；diphenyl ketone anti-ultraviolet finishing agents；ultrasonic extraction；determination

TS197

A

1001-7003（2016）09-0015-06 引用页码:091103

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.09.003

2016-01-12；

2016-07-05

国家质检总局科研项目（2015IK305）

吴刚（1976-），男，高级工程师，博士，主要从事工业消费品检测与标准研究。