高效液相色谱法测定助剂中双酚S含量

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高效液相色谱法测定助剂中双酚S含量
吴泽颖，罗世鹏，朱　烨，柳海军，王　昕
（常州出入境检验检疫局，江苏常州　213022）
摘要：采用甲醇对助剂进行超声提取，提取液经固相萃取柱净化并过滤后，采用高效液相色谱分析，测定助剂中双酚S的含量。方法检出限为0.1mg/kg，定量限为0.4mg/kg，在0.4~100mg/L范围内线性良好（相关系数为0.9991）。对空白助剂的加标回收试验，平均回收率为87%~92%，相对标准偏差(n=6)为2.0%~8.6%。该方法简便、快速，可用于助剂中双酚S的准确测定。
关键词：助剂；双酚S；高效液相色谱
中图分类号：TS190.72　　文献标识码：C　　文章编号：1005-9350(2015)03-0048-03
双酚S（4,4’-二羟基二苯砜）是一种重要的农药、染料、助剂中间体，具有耐热、耐光以及抗氧化等优良的物理化学性能，可以作为纺织品固色剂、皮革鞣剂、染料的中间体以及阻燃剂等[1-3]。研究表明，双酚S对生物体产生的雌性激素影响与双酚A类似，也是一种内分泌干扰素（环境荷尔蒙），能导致内分泌失调，威胁胎儿和儿童的健康，而癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关[4-5]。双酚S在染整助剂的使用过程中，会对人体造成一定的损害。这些助剂随着废水排放进入环境，在环境中不断累积，并通过各种途径进入人体，不可避免地会对健康造成危害。为了保护人类的健康和环境的安全，对助剂中双酚S含量的检测具有重要意义。
目前，对于双酚S的检测方法已有薄层色谱法[6]、GC-MS法[7]以及紫外分光光度法[8]。这些方法前处理复杂，检测灵敏度不高，运用范围有限。针对目前尚无报道染整助剂中双酚S的检测方法，本文探索并建立了一种采用高效液相色谱（HPLC）测定助剂中双酚S含量的新方法。
1·试验
1.1材料及仪器
助剂：高牢度无醛固色剂DH-513（上虞市杜浦化工厂），NFX荧光酸性固色剂（汉科精化），HK-8238色克牢（宁波市鄞州华科纺织助剂有限公司），LY酸性固色剂（广州先盈生物科技有限公司），WT高水洗/耐热迁移型分散染料（浙江龙盛集团股份有限公司），DRD分散染料（杭州青鸟化工有限公司），SFN超高牢度分散染料（浙江昱泰染化科技有限公司），NHF-S德芮特酸性染料（海宁德尔化工有限公司），H-2BN分散染料（蓬莱嘉信染料化工有限公司）。
化学品：双酚S[纯度98%，日本东京化成工业株式会社（TCI）]，甲醇（色谱纯，德国Merck公司），二氯甲烷（分析纯，国药集团），水[经超纯水器（德国Merck-Millipore公司）处理后]，氮气（纯度≥99.999%，空气化工公司）。
消耗品：2mL针式注射器、0.45μm有机相滤膜（与注射器配套使用，上海安谱公司），ProElutCARB石墨化炭黑小柱（500mg/6mL，迪马科技）。
仪器：Agilent1260高效液相色谱仪[配置二极管阵列检测器（DAD），美国Agilent公司]，超声波发生器（上海科导超声仪器有限公司），旋转蒸发仪（瑞士BUCHI有限公司）。
1.2标准溶液配制
准确称取0.1g双酚S（精确至0.1mg）于100mL琥珀色容量瓶中，用甲醇定容，为标准溶液储备液，置于0℃以下避光保存。系列标准溶液由储备液用甲醇稀释而得。
1.3样品前处理
取一定量代表性样品，准确称取1g（精确至1mg）试样2份，供平行测定用。将试样置于100mL具塞锥形瓶中，加入50mL甲醇，40℃下超声提取30min，过滤；重复提取1次，合并滤液。用旋转蒸发仪浓缩至近干，氮气缓慢吹干后，残留物用2mL二氯甲烷溶解并进行固相萃取净化。净化条件：依次用10mLV(甲醇)/V(二氯甲烷)=1/4混合液、10mL甲醇活化，10mL二氯甲烷平衡固相萃取，然后加入待净化残留物，先用2mLV(甲醇)/V(二氯甲烷)=1/4混合液进行洗脱并收集洗脱液，洗脱液用氮气缓慢吹干后，准确加入2mL甲醇溶解残渣，该溶液经0.45μm有机滤膜过滤后，供HPLC测定。
1.4分析方法
色谱柱：HC-C18（250mm×4.6mm×5.0μm，美国Agilent公司）。流动相由甲醇和水组成，洗脱程序：0~8min，由30%甲醇增加至90%甲醇；8~12min，保持90%甲醇。分析完成后，30%甲醇平衡15min。进样量20μL，柱温35℃，紫外检测波长259nm。
2·结果与讨论
2.1样品提取条件的优化
限为0.1mg/kg，定量限为0.4mg/kg。
2.6助剂样品的测定
双酚S主要用于纺织品固色剂及染料助剂的中间体，因此，选用固色剂和染料2大类市售助剂共9个样品进行双酚S的测定。其中，1个样品检出双酚S含量为5.6mg/kg，其余样品均未检出双酚S。
用于提取助剂中有毒有害化学物质的方法主要有索氏提取法、液液萃取法、超声提取法、微波辅助提取法等。由于超声提取法具有操作简便快速、提取效率高、设备易于购买且价格低廉等优点，可选择对助剂中双酚S进行提取。
为了更好地提取助剂中的双酚S，本文考察了不同提取溶剂（正己烷、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、甲醇、水和乙腈）、不同提取温度（20、30、40和50℃）、不同提取时间（10、20、30、40、50和60min）和不同提取次数（1、2、3和4次）对提取效果的影响。最终结合提取效率、方法稳定性和操作性，确定了提取条件为甲醇40℃下超声2次，每次30min。
2.2样品净化条件的优化
助剂的基质极其复杂，有必要对样品提取液进行净化。本文分别考察了5种固相萃取柱的净化效果，分别为SupercleanLC-C18、Sep-PakC18、OasisHLB、ProElutCARB和Sep-PakCarbon/NH2。试验结果表明，ProElutCARB固相萃取柱的净化效果和回收率最好。依次用10mLV(甲醇)/V(二氯甲烷)=1/4混合液、10mL甲醇活化和10mL二氯甲烷平衡固定相，然后考察不同配比的2mLV(甲醇)/V(二氯甲烷)混合液淋洗的洗脱效果。由洗脱曲线可得，以V(甲醇)/V(二氯甲烷)=1/4混合液为洗脱液时，回收率最佳。且2mL洗脱液也可将双酚S洗脱完全。因此，选择2mLV(甲醇)/V(二氯甲烷)=1/4混合液为洗脱液。
2.3HPLC分析条件的优化
分别考察了3种不同类型的色谱柱（包括ZORBAX-SB-C18、ZOBRAXEclipseXDB-CN和ZOBRAX-NH2）对双酚S的色谱分离效果。结果表明，双酚S在ZORBAX-SB-C18色谱柱上的分离效果最佳，因此，选用此色谱柱进行试验。
双酚S的紫外光谱图显示其在234和258nm处有吸收峰。258nm处峰的强度远远高于234nm处，因此，选用258nm作为检测波长。
通常双酚S在助剂中的含量较低，进样量的增加将大大提高检测灵敏度。但是，当进样量超过一定限值后，将大大影响色谱分离能力。因此，分别采用10、20、50和100μL进样相同浓度的双酚S标准溶液。结果发现，10μL进样量的吸收度信号较弱，检测限较高，而50和100μL进样量的双酚S峰相对较宽，保留时间略长。因此，选用20μL作为进样体积。
采用甲醇和水为流动相，为了使双酚S在色谱柱上得到一定的保留，并与其他杂质分离，同时考虑到分辨率和分离效率，优化后的洗脱程序为：0~8min，由30%甲醇增加至90%甲醇；8~12min，保持90%甲醇。分析完成后，30%甲醇平衡15min。
使用以上的优化色谱条件对双酚S进行分析，所得到的色谱图如图1。双酚S保留时间为7.562min，峰形对称尖锐。

2.4方法的回收率和精密度
采用上述方法测定不含双酚S助剂的空白样品，分别进行回收率和精密度试验。对样品添加不同含量的标准溶液，所添加的低、中、高3个不同含量水平分别为1.0、25、100mg/kg，每个含量平行进行6次重复试验，回收率为87%~92%，相对标准偏差（RSD）为2.0%~8.6%，具体结果见表1。

2.5方法的检出限和线性范围
将双酚S的标准溶液进行逐级稀释，配成一系列的标准工作溶液，其中双酚S的含量分别为0.4、1.0、10、25、50、75、100mg/kg，在选定的色谱条件下进行测定，以目标物含量为横坐标、峰面积为纵坐标做标准曲线，其相关线性系数为0.9991，结果表明在0.4~100mg/kg范围内线性良好。对空白助剂样品进行添加试验，以信噪比为3估算所对应双酚S的含量作为检出限，以基线噪声10倍所对应待测物的含量作为仪器的定量限，结果表明，双酚S的检出限为0.1mg/kg，定量限为0.4mg/kg。
2.6助剂样品的测定
双酚S主要用于纺织品固色剂及染料助剂的中间体，因此，选用固色剂和染料2大类市售助剂共9个样品进行双酚S的测定。其中，1个样品检出双酚S含量为5.6mg/kg，其余样品均未检出双酚S。
3·结论
建立了采用高效液相色谱（HPLC）测定助剂中双酚S含量的方法：以甲醇为萃取溶剂，超声提取法萃取纺织品中的双酚S后经固相萃取净化，使用HPLC进行定量分析。该方法的最低检出限可达0.1mg/kg，定量限为0.4mg/kg，加标回收率良好（相关系数为0.9991）。对空白助剂进行加标回收试验，平均回收率为87%~92%，相对标准偏差小于10%。该方法具有前处理简单、稳定性好、回收率高等优点，检测结果准确可靠，适用于助剂中双酚S含量的分析检测。
参考文献：略