超分子溶剂液液微萃取检测塑料玩具中5种邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移量

朱绍华 彭凯灵 成婧 陆静 付善良 陈练

（湖南省检验检疫科学技术研究院，长沙海关技术中心 湖南长沙 410004）

1 前言

邻苯二甲酸酯类物质 （Phthalic Acid Esters，PAEs），又称为酞酸酯类，是一种最常见的塑化剂，广泛应用于食品、玩具、汽车、化妆品等行业，可通过迁移、挥发等途径进入空气、土壤、食品、生物体中。经相关动物实验证明，PAEs属于环境内分泌干扰物[1]，对生物体具有类似雌激素的作用，除此之外，PAEs还具有致畸[2]、致癌[3-4]等毒性。PAEs随着各类塑料制品、食品等不断进入生态圈，其对动物、人类的正常代谢和生长发育都具有潜在的不良影响。我国卫生部2011年发布的公告中，将PAEs列入第六批“食品中可能违法添加的非食用物质”黑名单。美国将其列为环境中优先控制的有机污染物[5]。

目前增塑剂含量的检测方法是将产品中的增塑剂全部提取出来，这种测定方法耗费大量有机试剂，且耗费时间非常久，难以满足快速检测的需求，且此种测定方法与实际使用时的情况有较大差异。在实际使用中，若产品中含有增塑剂，它会通过唾液和汗液与人体接触。邻苯二甲酸酯类增塑剂与塑料之间以氢键或范德华力连接，彼此保留相对独立的化学性质，容易随着时间或环境的变化发生迁移，如迁移到唾液或汗液中，并最终进入人体，从而对人体造成损害。因此直接检测玩具在模拟唾液中的迁移量能够快速地评估玩具的安全性，满足快速检测的需求。

在迁移实验中，通常会用到大体积的模拟物，微量的PAEs在模拟物中的浓度极低，需要对模拟液进行富集，以提高灵敏度。目前常用的处理方法主要有液液萃取法[6-7]、固相萃取法[8-9]等。但这些方法都有一些缺点，液液萃取法需要消耗大量的有机试剂：固相萃取法耗时较多、操作繁琐，成本也较高。超分子 溶 剂（supramolecular solvents，SUPRASs）是 指 由两亲性化合物通过两相或分子间有序自组装过程形成的一种具有纳米结构的胶束聚集体[10-11]，分为反相胶束、囊泡结构胶水相胶束。超分子溶剂萃取是以超分子溶剂作为萃取剂的新型萃取技术，反相胶束萃取剂应用最广泛，多用长链烷基醇或烷基酸做两亲物质，以四氢呋喃溶解，与水混合，形成不溶于水的反相胶束，适用于天然水、地下水、废水、红酒、啤酒、牛奶、尿液等液体样品中多环芳烃、农药、内分泌干扰物、酚类化合物等不同极性范围分析物的萃取。

超分子溶剂特有的物理化学性质在萃取过发挥着不可替代的优势，如自组装过程操作简单，所用溶剂易得，可通过改变两亲物质的疏水性或极性基团来调节溶剂的性质；超分子聚合物存在大量不同的极性区域，从而可溶解大量有机物和无机物；其具有的不挥发性和不可燃性使分析过程更加安全。

目前，PAEs类增塑剂的检测方法主要有气相色谱法[12-13]、气相色谱质谱联用法[14-15]，液相色谱法[16-17]，液相色谱质谱联用法[18-19]。本研究用超分子溶剂液液微萃取富集模拟液中PAEs，采用GC-MS技术检测塑料玩具中5种邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移量，并对烷基醇的种类与用量、四氢呋喃用量、涡旋时间等条件进行优化。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

安捷伦5975气相色谱质谱联用仪（安捷伦，美国），Mili-Q超纯水系统（Milipore，美国），Mettler AE 240分析天平（瑞士Mettler公司），SIGMA 2-16P离心机（SIGMA，德国），Vortex Genie3涡旋振荡器（SI公司，美国），DKZ-3恒温振荡器（一恒，上海）。

邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯，购自Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，纯度>99%。盐酸、MgCl2·6H2O、CaCl2、K2HPO4、K2CO3、NaCl和KCl均购自国药集团化学试剂有限公司。甲醇、乙腈、四氢呋喃：均为色谱纯，购自supelco。正辛醇购自Amethyst Chemicals，正壬醇购自东京化成工业株式会社，纯度>99%，正己醇、正庚醇、正癸醇购自百灵威科技有限公司，纯度>99%。

2.2 标准溶液的配制

分别称取10 mg（精确至0.1 mg）5种邻苯二甲酸酯标准品至10 mL容量瓶，用甲醇溶解并定容10 mL，配制成1 000 mg/L标准储备溶液，于4℃保存。使用时，用甲醇逐级稀释成系列质量浓度的标准工作溶液，现用现配。

2.3 超分子溶剂的制备

准确量取1.5 mL正辛醇和4 mL四氢呋喃，迅速注入50 mL玻璃离心管中，加入34.5 mL超纯水，磁力搅拌5 min后，以3 000 r/min离心10 min。用玻璃注射器移取上层有机相于玻璃瓶中，于4℃下密封保存。

2.4 人工唾液的制备

人工唾液的制备参照Al-Natsheh M的文章[20]。溶解0.17 gMgCl2·6H2O，CaCl20.11g，K2HPO40.57 g，K2CO30.53 g，在1 L水中加入0.33 g NaCl和0.75 g KCl，然后稀盐酸调整pH值用至6.8。

2.5 迁移实验

将20 g玩具样品切割成5 mm×5 mm的小块，称取1.0 g（精确至0.1 mg）试样，加入25 ml人工唾液模拟物，在37℃条件下进行振荡迁移60min。过滤后移取5 mL迁移液，加入0.5 mL超分子溶剂提取液，涡旋振荡提取3 min，5 000 r/min离心2 min，移取0.2 mL上清液，用甲醇稀释至0.5 mL，用GC-MS进行分析。

2.6 仪器条件

2.6.1气相色谱条件

色谱柱为DB-35 MS（30 m×0.25 mm×0.25μm）；不分流进样；进样口温度：250℃；程序升温：100℃保持1 min，以20℃/min升温至300℃，保持5 min；进样量1μL；载气：He，纯度≥99.9995%；流速：1mL/min；温度：250℃。

2.6.2质谱条件

电离方式为电子轰击源（EI），质谱接口温度为300℃，离化电压为70 eV，选择离子及保留时间详见表1。

表1 5种邻苯二甲酸类化合物的的定量、定性离子和保留时间

3 结果与讨论

3.1 烷基醇的种类及用量

反相胶束超分子溶剂以烷基醇或酸与四氢呋喃与水混合溶解制备。反向胶束超分子溶剂萃取作用力主要在高疏水的烷基链所提供的疏水作用和亲水头基提供的氢键作用，若烷基链长，疏水作用占优，适合于萃取疏水性物质；若烷基链较短，氢键作用力占主导，适用于萃取大极性物质。

选择不同碳链烷基醇与四氢呋喃制备超分子溶剂，对5种邻苯二甲酸酯类进行萃取。萃取结果的回收率见图1，正辛醇对5种化合物的萃取效果最好。

图1 不同烷基醇对萃取结果的影响

烷基醇的用量对制备的超分子溶剂的性能影响较大，分别考察不同用量（0.5 mL，1.0 mL，1.5 mL，2.0 mL，2.5 mL，3.0 mL）的正辛醇制备超分子溶剂，对5种化合物的萃取效果。萃取结果的回收率见图2，1.5 mL正辛醇对5种化合物的萃取效果最好。随着正辛醇用量的增加，回收率先略微增加，但超过1.5 mL后，回收率开始降低。因此选用1.5 mL的正辛醇。

图2 不同用量的正辛醇对萃取结果的影响

3.2 四氢呋喃用量

四氢呋喃影响超分子溶剂的结构和性质，其用量对萃取效果的影响很大。采用不同用量（2 mL，4 mL，6 mL，8 mL，10 mL）的四氢呋喃制备萃取剂，并考察各萃取剂对5种化合物的萃取效果。萃取实验结果见图3，随着四氢呋喃用量的增加，萃取结果越来越高，6～8 mL的回收率保持稳定，虽然使用量大于6 mL时，其回收率高于4 mL时，但此时除了DEHP外，其他化合物的回收率均超过110%，DMP的回收率甚至超过了120%。而使用量为4 mL时，5种增塑剂的回收率在80.4%～97.9%之间，结果稳定。因此选择四氢呋喃的使用量为4 mL。

图3 四氢呋喃的用量对萃取结果的影响

3.3 涡旋时间

在液液萃取过程，涡旋过程可以使超分子溶剂与迁移模拟液的充分混合，形成乳浊液，加快萃取剂与模拟液间分子的传质过程。实验考察了不同涡旋时间时，萃取效果的差异，回收率见图4，随着涡旋时间的增长，回收率呈现增加趋势，但涡旋时间超过3 min后，回收率虽然增加了少许，但不同化合物间的回收率波动变大了。因此选择涡旋时间3 min。

图4 涡旋时间对萃取结果的影响

3.4 方法学考察

3.4.1线性范围与检出限

采用优化后的实验条件，用制备的超分子溶剂处理不同添加水平的模拟唾液，考察5种PAEs的线性范围。结果表明，5种化合物在2～500 ng/mL范围内，线性关系良好，相关系数大于0.998，分别以信噪比为3（S/N=3），考察检出限，见表2。

表2 5种邻苯二甲酸酯的线性范围、线性方程、检出限

3.4.2回收率与精密度

以经测定不含5种PAEs的样品为空白基质，按照实验条件，进行迁移实验，在迁移液中添加不同水平的标准溶液。每个添加水平测定6次，计算平均加标回收率，见表3。

表3 5种邻苯二甲酸酯的加标回收率和相对标准偏差（n=6）

3.5 实际样品的检测

选取5种玩具为检测样品，包括2种安抚奶嘴、玩具滑板车、玩具飞盘、玩具小火车，按照本方法测定其在模拟唾液中迁移量。在安抚奶嘴没有检出增塑剂，但在其他3种玩具上都检出了增塑剂，滑板车的把手部件，DEHP迁移量达到了83.6μg/L，飞盘的DEHP迁移量达到了231.3μg/L，DBP迁移量达到了158.2μg/L，小火车的DEHP迁移量达到了76.2μg/L。

4 讨论

本研究建立了超分子溶剂液液微萃取检测塑料玩具中5种邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移量的气相色谱质谱检测方法。考察了超分子溶剂制备条件，如烷基醇种类及用量、四氢呋喃用量的优化，并优化了超分子溶剂萃取过程中涡旋混匀时间。在优化条件下，考察了5种增塑剂的线性范围、检测低限和定量限。并在不同浓度水平下，考察了方法的回收率及相对标准偏差等方法学参数。通过检测实际样品，证明了本方法能够用于玩具中5种邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移量的测定，方法准确、可靠，具有操作简便、有机溶剂容量非常少的优点。