高效液相色谱法测定一次性卫生用纺织品中荧光增白剂

随着社会消费观念的提升和生活水平质量的提 烈。近年来,我**医疗与卫生用纺织品年均增长已
高,社会公众对卫生用纺织产品的应用需求愈发强 达 16%1。但目前**内卫生用纺织产品技术性能
尚不能满足需求,标准体系还未跟上产业发展的需
求,很多性能指标的测试技术比较薄弱甚**空
[2] 。目前,在卫生用纺织品生产加工过程中,由
 
于所使用纸浆白度不够,往往通过添加荧光增白剂
        [3]        
来提高产品的亮度和白度          
荧光增白剂是一类荧光染料,具有良好的增白
效果,被广泛地应用在纺织品、玩具、纸张和文具等
行业中,也是卫生用纺织产品中比较常见的一种潜
在危险化学添加物质。全**范围内报道的荧光增
白剂约有 15 种基本结构类型,近 400   [4]
  种化合物    
荧光增白剂易与伤口处的蛋白质结合,过量接触存
      [5] 。然而目前**内外对其检测
在潜在的致癌作用  
开展的研究较少,因此迫切需要建立一种能够快速、
准确和灵敏的检测方法。            
             
目前,荧光增白剂的分析方法一般有紫外分光
  [6]     [7]   [8] 、高效
光度法 、分子荧光光度法   、薄层色谱法  
    [9,10]         [11,12] 等,
液相色谱法 以及液相色谱-质谱联用法    
主要检测纺织品、化妆品、洗涤剂和水相等环境中的
部分荧光增白剂。但紫外分光光度法和分子荧光光

度法仅能对产品中含有的荧光增白剂进行总量定
量,难以辨别产品中含有的荧光增白剂种类,并且由
于实验是在指定波长下进行扫描,从而极有可能会
 
带来误判;薄层色谱法在定量方面存在不足;液相色
谱-质谱联用法虽然在定性、定量方面存在着一定的
 
优势,但是仪器设备昂贵,难以在普通实验室进行推
广应用。高效液相色谱法在前处理、实验室普及性
以及操作简便等方面有较大的优势,因此成为开发
荧光增白剂检测方法的一种较好的选择。但遗憾的
是,由于产品中添加荧光增白剂的种类不同,对于不
 
同的产品来说,其提取技术和分离鉴别过程就会存
在着极大的差异。近段时间以来,卫生巾、面膜等一
 
次性卫生用品频频被爆出检测到荧光增白剂的存
[13] ,但**今**内外仍未见针对卫生用纺织产品中
 
微量或痕量荧光增白剂检测技术的研究报道。本文
建立了同时测定一次性卫生用纺织品中 4 种荧光增
 
白剂(结构式见图 1)的高效液相色谱法,能够为卫
 
生用纺织产品的质量提升提供技术保障。  


FWA 113 质量浓度均为 100 mg/L 的标准溶液;将上述标准溶液逐级稀释,得到系列浓度的荧光增白剂标准溶液。其中 FWA 357 和 FWA 220 的质量浓
 
度分别为 0. 1、0. 5、1、5、10、20、50、100、200 和 400 mg/L;FWA 204 和 FWA 113 的质量浓度分别为
 
0. 025、0. 125、0. 25、1. 25、2. 5、5、12. 5、25、50 和 100 mg/L。所有标准溶液于 4 ℃ 下避光冷藏保存。
1.3 样品处理
 
自制阳性样品处理:将样品裁剪成约 5 mm× 5 mm 大小,混合均匀后准确称取 0. 2 g (**** 0. 001 g)样品置于 50 mL 带塞比色管中,加入适量已知浓度的混合标准溶液,避光放置 24 h 使荧光增白剂标准溶液被阴性样品吸收,加入 20 mL 超纯水,在 80 ℃ 下避光振荡提取 30 min,取出后迅速冷却**室温。提取液过 0. 45 μm 水相滤膜,待 HPLC测定。
 
实际样品处理:将样品裁剪成约 5 mm× 5 mm大小,混合均匀后准确称取 0. 2 g(**** 0. 001 g)样品置于 50 mL 带塞比色管中,加入 20 mL 超纯水,在 80 ℃ 下避光振荡提取 30 min,取出后迅速冷却**室温。提取液过 0. 45 μm 水相滤膜,待 HPLC测定。
1.4 HPLC条件
 
色谱柱:SB Phenyl (250 mm × 4. 6 mm,5
 
μm);进样量:25 μL;柱温:30 ℃ ;检测波长:350
 
nm;流动相 A:5 mol/L 乙酸铵水溶液;流动相 B:
 
乙腈。梯度洗脱程序:0. 0 ~ 1. 0 min,95%A;1. 0 ~
 
20. 0 min,95%A ~ 80%A;20. 0 ~ 21. 0 min,80%A;
 
21. 0 ~ 24. 0 min,80%A ~ 60%A;24. 0 ~ 30. 0 min,
 
60%A;流速:1 mL/min。
 
2 结果与讨论
 
2.1 荧光增白剂色谱图及其光谱图
 
通过检测器全波长扫描确定检测波长为 350 nm。由于所测定的 4 种荧光增白剂均属于双三嗪氨基二苯乙烯型荧光增白剂,分子结构式相似,因此不易分离。本文通过调节流动相、色谱柱、柱温等参数,成功分离了 4 种待测荧光增白剂(见图 2)。4
 
种荧光增白剂的光谱图如图 3 所示,在 4 种荧光增白剂的光谱图中可发现样品在 260 nm 和 350 nm处有明显吸收,其中 350 nm 处的吸收对应于二苯乙烯分子的共轭体系,而 260 nm 处的吸收则是由
[14];
苯胺基团贡献 FWA 357 和 FWA 220 在 260 nm
 
处发生红移,是由于在其分子中存在着吸电子基团
 
磺酸基团,从而导致共轭体系电子密度降低,进而使其吸收波长发生红移。

μm );柱 2 Eclipse Plus C18  100 mm 4. 6 mm
                ×    
  μm );柱       ×  
3. 5         3   SB Phenyl 250 mm   4. 6 mm  5
μm)。分别采用上述 3 根色谱柱进行分离的色谱
图见图 4。                  
  在分离 FWA 357 和 FWA 220 时,由于 Eclipse
XDB C18 柱表面残留有硅羟基,因此在色谱图上表
 
现出拖尾现象,峰形较差;采用 Eclipse Plus C18 柱
则可获得更好的峰形。但是在分离 FWA 204 和
 
FWA 113 时,Eclipse Plus C18 柱和 Eclipse XDB
C18 柱的分离效果则较差。这主要是由于在水相
中,4 种荧光增白剂以阴离子形式存在,待测物质分
              [14] ;此外,4 种荧光增白
子结构较大,产生空间位阻      
剂中 FWA 204 的极性**小,在反相色谱柱上呈现出
强保留,从而使其在分离过程中出峰时间较长,峰形
 
较差。SB Phenyl 色谱柱空间位阻较小,接触两相
充分,分离效果较好。尽管由于色谱柱填料上存在
 
着大量的硅羟基,导致其在分离 FWA 357 和 FWA
 
220 时存在着一定程度的拖尾现象,峰高相对较低,
 
但基于易于定量及检出限低等因素,本文选择采用
 
SB Phenyl 色谱柱分离 4 种荧光增白剂。    
                           

种不同溶剂进行提取 结果表明,水作为溶剂时荧
     
光增白剂的提取效果**好,对        
        FWA 357     FWA 220
的提取率超过 75%,对 FWA 204 和 FWA 113 的提
取率超过 40%;以甲醇和乙醇作提取溶剂的提取效
果较差, 种荧光增白剂的提取率均低于 10% ;以乙
4                
腈作提取溶剂则完全不能提取目标物。4   种溶剂的
          4 种荧光
极性大小顺序为水>甲醇>乙醇>乙腈 而  
增白剂均为水溶性物质,因此在极性**大的溶剂中
提取效果**好。在接下来的实验中均以纯水作为提
取溶剂。                  
2.3.2  提取温度                
称取已吸附已知量荧光增白剂标准液的阴性样
 
               
品 0. 2 g 加入 20 mL 纯水后分别在 30、40、50、60、
80 ℃ 下避光振荡提取 30 min,然后迅速冷却,过
0. 45 μm            
  水相滤膜 取滤液上机分析 结果见图 5。
               
从图 5 中可以明显看出 样品在 30 ℃ 下提取 30 min
                 
时 4 种荧光增白剂的提取率较低 当温度逐步升高
  ℃ 时样品中 4 种荧光
时 提取率也随之升高 在 80    
增白剂的提取率均超过 85%。考虑到能耗以及溶剂
                 
沸点等问题 实验没有进一步将温度再升高。因此


2.3.4  提取溶剂体积  
  考察了提取溶剂体积对于产品中荧光增白剂提
  取效率的影响。将已吸附已知量荧光增白剂标准液
  的阴性样品 0. 2 g,分别加入到 12、16、20、24、30 mL
  纯水中,在 80 ℃ 下分别避光振荡提取 30 min 后,迅
  速冷却,过 0. 45 μm 水相滤膜,取滤液分析。实验
  结果显示,除了用 12 mL 溶剂提取时提取率略低
  外,其他体积的溶剂对样品中荧光增白剂的提取效
  率均较高(提取效率超过 85%),并未表现出明显差
  异。考虑到一次性卫生用纺织品中的部分产品如卫
  生巾、婴儿纸尿裤等产品中含有大量的棉纤维,溶剂
  提取体积较少时,在 80 ℃ 下易于形成凝胶状,不易
  过滤,且溶液中提取出的荧光增白剂浓度达到均衡
需耗费较多时间,故选择用 20 mL 提取溶剂提取。
2.4  线性关系、检出限和定量限  
分别测定系列浓度的荧光增白剂标准溶液,以
分析物的峰面积 y 对质量浓度 x(mg/L)进行线性
回归。结果表明,FWA 357 和FWA 220 在 0. 1 ~ 400
mg/L 范围内、FWA 204 和 FWA 113 在 0. 025 ~ 100
mg/L 范围内呈现良好线性关系。所测定 4 种荧光
增白剂的线性回归方程、相关系数(r2 )、仪器检出限
(LOD,S/N = 3,用纯标准溶液测定得到)及方法定
量限(MLOQ,S/N = 10,在阴性样品基质中加入系
列标准溶液进行前处理后测定所得)见表 1。由表 1
可知:4 种待测荧光增白剂在其测试浓度范围内线
性关系良好,相关系数均大于 0. 999 9。

  表 1 4 种荧光增白剂的线性关系、仪器检出限(LOD,S/N = 3)及方法定量限(MLOQ,S/N = 10)
  Table 1  Linear relationships,limits of detection (LOD,S/N = 3)and the method limit of
    quantification (MLOQ,S/N = 10)of the analytes    
           
Analyte Linear range/ (mg/L) Regression equation 2 LOD/ (mg/L) MLOQ/ (mg/kg)
FWA 357   0.1-400 y = 31.99x-2.54 0.99994 0.10 1.0
FWA 220   0.1-400 y = 11.13x+1.74 0.99999 0.10 2.0
FWA 204   0.025-100 y = 11.07x+2.23 0.99997 0.02 5.0
FWA 113   0.025-100 y = 29.92x+2.59 0.99999 0.02 5.0
             

2.5 方法回收率与精密度
 
采用在阴性样品中添加标准溶液的方法进行方法回收率检验,共选取 3 个添加水平,每个添加水平进行 6 次重复测定,方法回收率和精密度见表 2。
 
结果表明,4 种荧光增白剂的加标回收率范围在
 
83. 7% ~ 101. 0% 之间,相对标准偏差(RSD)为 2. 4%
 
~ 7. 0%,表明本文所开发的方法能够满足实际检测
 
的要求。
 
表 2 阴性样品中目标分析物的添加回收率和精密度(n = 6)
 
Table 2 Recoveries and precisions of the analytesspiked in a blank sample (n = 6)
 
Analyte Spiked/ (mg/kg) Recovery/% RSD/%
       
FWA 357 80 94.8 4.8
  200 99.2 2.4
  800 97.3 2.7
FWA 220 80 92.7 4.7
  200 95.3 2.7
  800 96.7 2.6
FWA 204 20 83.7 5.6
  50 87.5 5.5
  200 90.2 5.4
FWA 113 20 101.0 7.0
  50 99.5 3.6
  200 92.3 6.0
 
2.6 实际样品测定
 
应用所建立的方法测定了从市场上购买的 4 种
 
卫生巾和 2 种婴儿纸尿裤样品,其中在 2 种卫生巾和 2 种婴儿纸尿裤样品中均检测出荧光增白剂 
FWA 220,阳性样品检出率为 66. 7%,其含量范围在
 
23. 2 ~ 99. 7 mg/kg,表明在一次性卫生用纺织品中较多使用该种荧光增白剂,相关监管部门应重视此类产品中荧光增白剂的添加问题。
 
3 结论
 
本文建立了同时测定一次性卫生用纺织品中 4
 
种荧光增白剂的高效液相色谱-二极管阵列检测器检测方法。样品用纯水作为提取溶剂,在 80 ℃ 下避光振荡提取 30 min,能够获得较好的提取效果;采用 SB Phenyl 色谱柱,以 5 mmol/L 乙酸铵和乙腈进行梯度洗脱,获得良好的分离效果;分别根据保留时间和光谱图进行定性,标准工作曲线进行定量。通过对本文开发方法进行回收率和精密度实验结果表明本方法具有回收率高和精密度好等特点,因此可以应用于一次性卫生用纺织品中荧光增白剂的定
 
性及定量测定。