超声萃取-高效液相色谱法同时测定人造革中7种苯并三唑类紫外线吸收剂含量

谢堂堂， 王成云*， 林君峰， 沈雅蕾， 褚乃清， 庄佩洁

(1.深圳出入境检验检疫局工业品检测技术中心，广东深圳 518067；2.深圳职业技术学院，广东深圳 51855)

苯并三唑类紫外线吸收剂吸收紫外线能力强，性能稳定，与高聚物亲和性好，因而在人造革中获得了广泛应用，人造革经其整理后，防紫外线性能大大提高。例如，用于仿真皮人造革、汽车内饰人造革中均添加0.1%～0.3%的苯并三唑类紫外线吸收剂，大幅度提高了其防紫外线性能[1 - 2]。目前，苯并三唑类紫外线吸收剂主要的品种有UV-350、UV-329、UV-328、UV-327、UV-326、UV-320、UV-P等几种，但有研究表明UV-320和UV-327难以降解且能在人体内富集[3]，因此日本将UV-320列入《化学物质控制法》的“第一等级监控化学物质”，将UV-327列入“I类化学污染物检测对象”[4]，禁止进口含有UV-320的产品。目前，对于苯并三唑类紫外线吸收剂的检测已有大量文献报道[5 - 13]，但尚未见文献报道对人造革中苯并三唑类紫外线吸收剂的含量进行测定。

本文采用超声萃取技术提取人造革中的苯并三唑类紫外线吸收剂，提取物经处理后进行高效液相色谱(HPLC)分析，建立了能同时测定人造革中上述7种苯并三唑类紫外线吸收剂含量的HPLC方法，并用于市售人造革样品的测定，结果在部分样品中检出了不同含量水平的UV-P和UV-329。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

KQ-100E超声波可控温清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；LC-20AD高效液相色谱仪(日本，Shimadzu公司)；SmarVapor RE501旋转蒸发仪(德国，Dechem-Tech公司)；氮吹仪(青岛海科仪器有限公司)；0.22 μm滤膜(美国，Anpel公司)；QYB-3自动制样机(中山市启元机械科技有限公司)。

标准品纯度均大于98%，其化学分子式等信息见表1。其中UV-350、UV-326和UV-P均由美国Accustandard Inc.公司提供，UV-328和UV-329均由日本东京化成株式会社提供，UV-320由德国Dr.Ehrensterfor GmbH公司提供，UV-327由美国ChemService公司提供。用甲醇配制浓度约为1 000 μg/mL的各标准储备液，分别移取适量体积的各标准储备液，用甲醇配制混合标准储备液，混标中UV-P、UV-320、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329和UV-350的浓度分别为41.00、52.00、46.00、43.00、53.00、39.00、41.20 μg/mL。色谱纯甲醇由天津科密欧化学试剂有限公司提供，分析纯试剂均由广州化学试剂厂提供。

表1 标准品信息

1.2 样品处理

将样品用自动制样机切割成5×5 mm的小块，混匀，称取1.0 g样品，置于50 mL带螺口EPA样品瓶中，加入20 mL甲醇，40 ℃下超声萃取30 min，过滤，残渣再次用20 mL甲醇超声萃取。合并萃取液，将其旋转蒸发至近干后，再用干燥氮气缓慢吹干。残留物用1 mL甲醇溶解，所得溶液经0.22 μm滤膜过滤后进行HPLC分析。必要时，可先进行适当稀释。

1.3 分析条件

Agilent Eclipse XDB-C18色谱柱(250×4.6 mm×5.0 μm)，柱温30 ℃，流动相为100%甲醇，流速为1.0 mL/min，进样量为10.0 μL，检测波长为340 nm。

2 结果与讨论

2.1 超声萃取条件的优化

超声萃取效率受超声萃取方式、温度、时间、溶剂种类及用量影响。首先考察不同溶剂对萃取效果的影响，分别以甲苯、苯、乙腈、正己烷、丙酮、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇、正己烷/丙酮(1∶1)、二氯甲烷/丙酮(1∶1)、三氯甲烷等11种常见溶剂为萃取溶剂，按1.2节给出的条件超声萃取2个阳性样品中的目标分析物，其中1#样品为米白色人造革，2#样品为铁灰色人造革，结果见表2。在这2个阳性样品中均检出UV-P和UV-329，且甲醇的总萃取量均最大。在实验中还发现，当使用乙腈、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、DMF等溶剂作为萃取溶剂时，由于这些溶剂能部分溶解人造革，导致萃取液中含有大量的高聚物，必须用沉淀剂先对其进行沉淀，将这些高聚物从萃取液中分离出来，而常用的沉淀剂主要是甲醇和正己烷[14]。使用甲醇作为萃取溶剂时，萃取液中基本上无高聚物存在。

表2 不同溶剂的超声萃取效果(mg/kg)

以甲醇为萃取溶剂，分别考察萃取温度(因素A)、时间(因素B)及溶剂用量(因素C)对2个样品萃取量的影响，以总萃取量来判断萃取效果，实验结果表明，当萃取时间为30 min、萃取温度为45 ℃、甲醇体积为25 mL时，2个样品的总萃取量均达到最大值。按表3设计的方案进行正交试验，实验结果表明对于2个阳性样品，萃取时间对总萃取量的影响均最大，其次是溶剂体积，萃取温度的影响最小，优化方案均为A2B1C2。

表3 正交实验(mg/kg)

按上述优化方案对1#阳性样品连续3次超声萃取，UV-P的萃取量分别为66.35、0.91、0.84 mg/kg，UV-329的萃取量分别为3.31、0.00、0.00 mg/kg，可见，连续2次超声萃取后，目标分析物已基本被萃取。

综上所述，超声萃取条件最终优化如下：以20 mL甲醇为萃取溶剂，在40 ℃下超声萃取30 min，连续超声萃取2次。

2.2 分析条件的优化

以甲醇为空白溶液，测定7种目标物的紫外-可见吸收光谱，结果见图1。每个组分的紫外-可见吸收光谱图中均有2个吸收峰，且各组分在340 nm处均有较强的吸收，因此检出波长选择为340 nm。

液相色谱分离效果取决于流动相组成、洗脱梯度、流动速度、色谱柱温度等因素，分别以甲醇/水、乙腈/水、甲醇、乙腈作为流动相，对混标进行分离，观察分离效果的变化，结果发现当流动相为甲醇时，各组分完全分离。流动速度也对色谱分离有影响，流动速度增加时，色谱柱压力上升，各组分的保留时间和色谱峰面积均下降，各组分间的分离度也同时下降。色谱柱温度升高时，色谱柱压力下降，各组分的保留时间、色谱峰面积以及各组分间的分离度也变小。经优化，当色谱柱温度为30 ℃，流动速度为1.0 mL/min时，分离效果最好，图2为该条件下混标的HPLC图。

图1 紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱Fig.1 UV-Vis absorption spectra 1:UV-P;2:UV-328;3:UV-327;4:UV-350;5:UV-326;6:UV-329;7:UV-320.

图2 混合标准溶液的HPLC图Fig.2 HPLC chromagram of mixed standard solution 1:UV-P;2:UV-328;3:UV-350;4:UV-320;5:UV-326;6:UV-329;7:UV-327.

2.3 线性关系和检出限

按上述方法对不同浓度的混标进行测试，确定其线性关系，在信噪比(S/N)=3的条件下，确定各组分的检出限，列于表4中。UV-328和UV-320的检出限均为0.10 mg/kg，其余组分检出限均为0.05 mg/kg。

表4 线性关系和检测限

表5 精密度实验(mg/kg)(n=9)

2.4 方法精密度和回收率

采取对阳性样品进行多次平行测试的方法来确定方法的精密度(RSD)，共测试3个阳性样品，每个样品均进行9次平行样测试，测试结果见表5，RSD为1.36%～6.51%。

取在空白样品中加标的方法来测定方法的回收率，分别添加3个不同浓度水平的混标，每个水平进行9次平行样测试，结果见表6。方法的平均加标回收率为88.19%～98.32%，RSD为0.61%～3.74%。

表6 回收率试验

图4 1#样品的HPLC图Fig.4 HPLC chromatogram of sample 1#

2.5 实际样品测试

采用建立的方法对153个市售人造革样品进行测试，结果在6个样品中检出UV-P和UV-329，结果见表7。图4是1#样品的HPLC图，该样品中检出UV-P和UV-329，其含量分别为67.61、3.32 mg/kg。

表7 实际样品测试结果(mg/kg)

3 结论

以甲醇为萃取溶剂，超声萃取人造革中的苯并三唑类紫外线吸收剂，萃取液经浓缩后进行HPLC分析，从而建立了能同时测定人造革中7种苯并三唑类紫外线吸收剂含量的HPLC方法。该方法简单快速，灵敏度高，检出限低至0.05～0.10 mg/kg，完全满足人造革中苯并三唑类紫外线吸收剂含量检测的需要。