食品用塑料包装材料中双酚A和壬基苯酚的高效液相色谱-荧光法测定

汪仕韬, 纪丽君, 龚 珊, 夏宝林, 张维益, 殷晶晶, 姚卫蓉

(1.江阴市食品安全检测中心，江苏江阴 214431;2.苏州市产品质量监督检验院，江苏苏州 215104;3.江南大学食品学院，江苏无锡 214122)

双酚A(Bisphenol A,BPA)是生产高分子材料的原料，如生产聚碳酸酯(PC)饮用水杯、塑料水桶、食品内罐涂料、牙科复合材料/密封胶[1]。壬基苯酚(Nonyl Phenol,NP)是一种重要的精细化工原料和中间体，主要用于生产表面活性剂、也用于抗氧剂、纺织印染助剂、润滑油添加剂、农药乳化剂、树脂改性剂、树脂及橡胶稳定剂等领域。研究发现，双酚A能导致内分泌失调，威胁着胎儿和儿童的健康。癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。壬基苯酚的雌激素样效应和生物毒性也被大量体内外实验证明，其对生物体产生的不良作用包括对内分泌系统、生殖系统和免疫系统的影响以及促癌作用等。

近年来，研究者对食品中双酚A和壬基苯酚污染情况报道较多。中国疾病预防控制中心研究团队对双酚A和壬基苯酚膳食暴露研究发现，双酚A和壬基苯酚普遍存在于中国食品中，在144份样品中，分别有143份样品被检出有壬基苯酚，72份样品中检测有双酚A[2]；Keith等[3]建立了壬基苯酚和双酚A的检测方法，证实了壬基苯酚广泛存在于各种动物源性食品中；Casajuana等[4]采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对商业全脂牛奶中邻苯二甲酸酯，壬基苯酚，双酚A和双酚A二缩水甘油醚进行了测定。食品中双酚A和壬基苯酚的暴露更多是因为食品包装材料中的迁移导致，因而，建立食品包装材料中双酚A和壬基苯酚检测方法具有很好的应用价值。目前双酚A和壬基苯酚的检测方法主要有高效液相色谱法(HPLC)[5,6]、液相色谱-质谱法(LC-MS/MS)[7 - 9]及气相色谱-质谱法(GC-MS)[10,11]等。本文选取合适的溶剂，采用超声萃取对塑料包装材料中双酚A、壬基苯酚进行提取，通过高效液相色谱-荧光法(HPLC-FLD)进行检测，方法操作简便，分析速度快，灵敏度高。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Acquity e2695液相色谱仪，配2474荧光检测器(Waters公司)；XS205DU电子天(梅特勒-托利多)；氮吹装置、超声波仪(可控温)(上海安谱)；艾科浦纯水仪(重庆颐洋企业发展有限公司)；液氮粉碎仪(江阴市鼎浩机械设备有限公司)。

壬基苯酚标准品溶液(1 000 mg/L，溶于甲醇，O2SI)；双酚A标准品(Sigma)；甲醇、乙酸乙酯、乙醇、丙酮(色谱纯，上海安谱)；正己烷(农残级，上海安谱)。0.22 μm PTFE滤膜(上海安谱)。

1.2 液相色谱条件

色谱柱:C18反相柱，250 mm×4.6 mm×5.0 μm；流动相：甲醇-水(体积比为87∶13)；流速:1.0 mL/min；柱温:40 ℃；荧光检测器:激发波长225 nm，发射波长302 nm；进样量：10 μL。

1.3 标准曲线绘制

双酚A标准储备溶液(1 000 mg/L)：准确称取0.1 g双酚A于100 mL容量瓶中，用甲醇定容；双酚A、壬基苯酚标准中间溶液(100 mg/L)：分别移取1 mL双酚A标准储备溶液和1 mL壬基苯酚标准品溶液(1 000 mg/L)于10 mL容量瓶中，用甲醇定容；双酚A、壬基苯酚标准工作溶液：以甲醇为溶剂，配制系列标准工作混合液，其中系列混合液中双酚A、壬基苯酚的浓度分别为0.01 mg/L、0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L。以色谱峰面积为纵坐标，待测物浓度为横坐标绘制标准曲线，根据保留时间与线性关系对样品中目标物进行定性定量分析。

1.4 样品处理

根据试样状态，将试样剪碎至5 mm×5 mm(膜袋类)以下或粉碎至1 mm(非膜袋类)以下，称取1 g上述试样，精确至0.1 mg，置于具塞试管中，加入20 mL的甲醇，密闭，将试样充分浸润后，放入超声波清洗器中，在50±5 ℃的条件下，超声60 min。待具塞试管冷却至室温后，将萃取液完全转移至容量瓶中，并用10 mL甲醇分二次洗涤具塞试管，合并以上溶液，在氮吹装置上用氮气吹干或用其他方法浓缩至近干。用甲醇定容至5.00 mL，过0.22 μm PTFE滤膜，滤液供高效液相色谱仪测定。若试样中目标物含量超出线性范围可进行适当稀释。空白试液制备相同。

2 结果与讨论

2.1 激发波长与发射波长的确定

固定发射光的波长，改变激发光的波长，记录双酚A和壬基苯酚荧光强度随激发波长的变化曲线，从而选择最佳激发波长；再固定所选择的激发光波长，扫描发射光的波长，记录发射光强度与发射光波长的关系曲线，从而选择最佳发射波长。实验参照标准(SN/T 3716-2013)《电子电气产品中壬基苯酚及壬基苯酚聚氧乙烯醚的测定》中仪器条件，首先设置发射波长为310 nm，对双酚A和壬基苯酚单标准溶液分别进行激发波长模式扫描(200～300 nm)。结果发现二者在225 nm、275 nm有最大激发波长；再确定激发波长为225 nm，对双酚A和壬基苯酚单标准溶液分别进行发射波长模式扫描(250～400 nm)，二者在302 nm处有最强荧光发射。而在对阳性样品检测中发现，若以275 nm为激发波长时，样品中干扰物较多，故采取激发波长225 nm，发射波长302 nm为荧光检测条件。

2.2 萃取溶剂的选择

选取经过筛选的含双酚A、壬基苯酚的阳性样品，采用不同溶剂，按1.4样品处理方法进行萃取并测量，计算样品经各溶剂萃取后双酚A、壬基苯酚含量，如图1所示。结果表明，丙酮萃取的效果最好，甲醇和乙酸乙酯次之，正己烷萃取效果较差，由于丙酮是有毒试剂，且液相色谱有机流动性为甲醇，考虑到仪器系统的适配性，后续实验采用甲醇为溶剂进行样品的萃取。

2.3 方法学考察

2.3.1 标准曲线及方法检出限按1.2所述色谱条件下，各成分标准溶液分别在6个浓度点，平行测定3次。以平行测定的平均峰面积与标准浓度绘制标准曲线，得线性回归方程、相关系数。根据3倍信噪比计算仪器检出限，以称量1 g试样进行萃取处理，定容体积至5.00 mL后计算得方法检出限(MDL)，结果见表1。各成分在各自浓度范围内线性关系良好，标准色谱图(浓度均为0.1 mg/L)见图2。

2.3.2 重复性及回收率实验选取已测得含量的塑料材料剪碎至5 mm×5 mm以下，称取1 g试样，置于具塞试管中，按1.4中方法处理后测定，根据各物质保留时间定性、标准曲线定量。样品进行6次平行试验。分析结果见表2。平行样品的相对标准偏差(RSD)为2.77%～3.33%，重复性较好。

图1 不同溶剂萃取后双酚A、壬基苯酚含量Fig.1 Contents of BPA and NP in sample extracted by different solvent

图2 双酚A和壬基苯酚标准品色谱图(c=0.1 mg/L)Fig.2 Chromatogram of BPA and NP(c=0.1 mg/L)

表1 双酚A、壬基苯酚线性回归及方法检出限

表2 样品中双酚A和壬基苯酚含量

同时对该阳性样品加入两个含量水平的标准溶液，每一含量水平各做6个平行样，按1.4中方法处理后测定，计算回收率和标准偏差，结果见表3。加标回收率在93.07%～107.54%之间，RSD在1.9%～4.5%之间，方法可靠。

表3 加标回收试验

图3 典型样品色谱图Fig.3 Chromatogram of typical sample

2.4 样品测定

为了考察方法的适用性，实验选取16种不同食品接触包装材料，对其双酚A和壬基苯酚进行测定，每组样品平行测定2次，取其平均值。测定发现，有5种产品中检测出双酚A，含量在0.12～22.35 mg/kg范围内；3种产品中检测出壬基苯酚，含量在0.55～150.68 mg/kg范围内。典型样品色谱图见图3。

3 结论

本文建立了食品用塑料包装材料中双酚A和壬基苯酚的高效液相色谱荧光检测方法。样品剪碎后溶解于甲醇，超声萃取，采用HPLC-FLD法检测。考察了方法中两种目标物的线性相关性、检出限、精密度、回收率等指标，双酚A和壬基苯酚在0.01～1.0 mg/L范围内线性良好，方法检出限均为0.05 mg/kg。该方法样品处理简单，检出限低，适用于食品用塑料包装材料双酚A和壬基苯酚含量测定，为塑料包装材料产品质量控制及产品改进提供技术支撑，为相关检测标准的制订提供技术参考。