洗涤用品中5种荧光增白剂的高效液相色谱法检测及质谱确证

荧光增白剂被广泛应用于洗涤剂、造纸、纺织及许多高科技**域中。荧光增白剂 CBS 广泛适用于洗衣液中。**内外关于荧光增白剂的检测方法
 
    [1,2] [2,3] 、荧光分光
主要有紫外分光光度法 、白度法  
[3,4]     [1,2,4 ~ 9] 和液相色谱 -
光度法 、高效液相色谱法
  [3,10] 。文献报道多采用离子对试剂辅
串联质谱法
助色谱分离和荧光检测器检测,但离子对试剂长期使用可能与固定相产生不可逆吸附结合,缩短色谱柱的使用寿命;而且荧光增白剂易受溶剂极性溶液、光照等因素的影响转变为顺式异构体,导致荧光检测器检测不出顺式结构,只能检测反式异构
[1,3,6],
体 因此荧光检测器的应用就受到了限制。
 
本研究采用高效液相色谱法检测洗涤用品中的 5
 
种荧光增白剂,并借助液相色谱 - 串联质谱对待测物进行定性确证,可以实现 5 种荧光增白剂的良好分离和准确测定,能够为洗涤用品中荧光增白剂的监测工作和产品质量控制提供科学依据和技术
 
支持。
 
1 实验部分
 
1. 1 仪器与试剂
 
1260 型高效液相色谱仪 ( 美** Agilent 公司,配有在线脱气机、四元泵、自动进样器、柱温箱和二极管阵列检测器 ) ; 4500 系列质谱仪及 Ekspert ultral LC 100 /100-XL UPLC 系统; Milli-Q 超纯水器;KQ - 600B 型超声波清洗器;CR 21G 型高速冷冻离心机( 日本 Hitachi 公司) ;荧光增白剂 393 和荧光增白剂 OB ( 百灵威科技公司) ,荧光增白剂
 
KCB、荧光增白剂 KSN 和荧光增白剂 CBS - 127
 
( 日本东京化成工业株式会社) ;甲醇、乙腈、无水乙醇、异丙醇和四氢呋喃( 色谱纯,美** Fisher 公
 
司) ;其他试剂均为分析纯。

1. 2 标准溶液的配制
 
称取荧光增白剂 KCB、荧光增白剂 CBS - 127、
 
荧光增白剂 OB、荧光增白剂 393 和荧光增白剂
 
KSN 各 10 mg( **** 0. 1 mg) ,分别置于 100 mL
 
容量瓶中,用四氢呋喃溶解并定容**刻度,摇匀,配制成浓度分别为 100 mg / L 的标准储备液。将标准储备溶液配制成混合标准储备溶液后再将其稀释成质量浓度分别为 0. 025,0. 05,0. 5,1. 0,2. 5,5,10
 
mg / L 的系列混合标准溶液。
 
1. 3 样品处理
 
称取 1 g( **** 0. 001 g) 试样于 50 mL 具塞锥形瓶中,加入 10 mL 四氢呋喃,旋涡混合后超声提取 20 min。取部分溶液转移** 10 mL 具塞塑料离心管中,以 10000 r / min 离心 10 min,上清液经
0. 45 μm 微孔滤膜,供高效液相色谱测定。
 
1. 4  高效液相色谱条件
 
色谱柱:Agilent Eclipse XDB-C18 柱(250 mm  ×
4. 6 mm,5 μm);流动相:水(A)、甲醇(B),梯度洗脱
 
程序:0 ~ 12. 5 min,96% B;12. 5 ~ 13 min,96% B ~
100% B;13 ~ 19 min,100% B;19 ~ 20 min,100% B
~ 96% B;流速:1. 0 mL / min;进样量:5 μL;检测波
 
长:荧光增白剂 KCB 和荧光增白剂 CBS - 127 为 359 nm,荧光增白剂 393、荧光增白剂 KSN 和荧光增白剂
 
OB 为 372 nm;柱温:25 ℃。5 种荧光增白剂混合标准溶液的高效液相色谱分离图见图 1。
 
1. 5 液相色谱 - 质谱确证条件色谱柱:KINETEX C18 (2. 1 mm × 100 mm,
  表 1 5 种荧光增白剂的质谱分析参数      
  Tab. 1  LC-MS / MS parameters for 5 fluorescent bleachers    
             
化合物 电离模式 监测离子对 锥孔 碰撞 相对 允许差
分子量   能量 E / eV 丰度 / % / %
    ( m / z)电压 U / V
             
荧光增白剂 393   415. 2 /207. 3 181 51 90 ± 20
ESI + 414. 45 181 57 100
    415. 2 /321. 4  
荧光增白剂 KCB   363. 5 /269. 3 56 59 42  
ESI + 362. 39 56 47 100 ± 25
    363. 5 /270. 5  
荧光增白剂 CBS - 127   419. 6 /295. 3 100 45 16  
ESI + 418. 54 100 45 100 ± 30
    419. 6 /207. 2  
荧光增白剂 KSN   429. 4 /107. 1 180 49 19  
ESI + 428. 48 180 56 100 ± 30
    429. 4 /321. 1  
荧光增白剂 OB   431. 8 /401. 4 51 61 65 ± 20
ESI + 430. 57 51 79 100
    431. 8 /385. 6  
             

2 结果与讨论
 
2. 1 前处理条件的优化
 
2. 1. 1 提取溶剂的选择 在荧光增白剂标准品溶解过程中,考察了甲醇、无水乙醇、乙腈、四氢呋喃等溶剂对于荧光增白剂的溶解能力,荧光增白剂化合物在乙腈、甲醇等有机溶剂中均有溶解度均不是很理想,只有四氢呋喃能够使 5 种荧光增白剂同时溶解,因此,要想得到高的提取效率,选择采用四氢呋喃作为
 
提取溶剂对洗剂用品中的荧光增白剂进行提取。
 
2. 1. 2 提取时间的选择 在 2. 1. 1 得出的实验
 
条件下,在洗涤用品空白样品中定量添加 5 种荧光增白剂成分,分别超声提取 5,10,15,20,25, 30 min。结果表明,随着提取时间的增加,提取率先增加,但当提取时间超过 20 min 后,提取率略有下降,因此确定**佳超声提取时间为 20 min。
 
2. 2  色谱条件的优化    
2. 2. 1   色谱柱的选择 分别考察了 Agilent
ZORBAX SB-phenyl(250 mm × 4. 6 mm,5 μm) ,
Agilent ZORBAX Extend-C18 (250 mm × 4. 6 mm,
5 μm) ,Waters XTerra MS C18 (250 mm × 4. 6 mm,
5 μm) ,依利特 Kromasil C18 (250 mm × 4. 6 mm,
5 μm) ,Agilent Eclipse XDB-C18 ( 250 mm  ×  4. 6
 
mm,5 μm) 等不同类型色谱柱的分离效果。结果表明,5 种荧光增白剂在不同**及不同固定相的色谱柱上表现出一定的分离选择性差异。Agilent ZORBAX SB-phenyl,Agilent ZORBAX Extend-C18 , Waters XTerra MS C18 ,依利特 Kromasil C18 这 4 种
 
色谱柱在考察过程中均存在个别色谱峰之间重叠的现象。综合考虑色谱峰分离度和分析时间,**终选择采用 Agilent Eclipse XDB-C18 (250 mm × 4. 6
mm,5 μm) 色谱柱。
 
2. 2. 2 流动相的选择 本实验分别考察了甲醇 -
 
水、乙腈 - 水和四氢呋喃 - 水 3 种流动相体系对荧光增白剂的分离效果。结果表明,甲醇 - 水两相混合流动相体系获得的色谱峰形和分离度**佳,进一步对流动相的梯度洗脱程序进行了详细优化,确定
 
了**佳的梯度洗脱条件。
 
2. 2. 3 检测波长的选择 分别对 5 种荧光增白剂
 
标准溶液进行波长 190 ~ 800 nm 范围的紫外 - 可
 
见光全波长扫描分析,根据 5 种荧光增白剂各自的**大吸收波长,考虑低波长可能造成较大的基线漂移,影响定量的准确性,综合考虑各荧光增白剂化合物的紫外 - 可见光谱特性,确定荧光增白剂
 
KCB、荧光增白剂 CBS - 127 的检测波长为 359
 
nm,荧光增白剂 393、荧光增白剂 KSN、荧光增白剂
 
OB 的检测波长为 372 nm,因此本实验采用 359 nm
 
和 372 nm 双波长检测。
 
2. 2. 4 柱温的选择 色谱柱柱温对于荧光增白剂的色谱保留及分离选择性也具有一定的影响,本研
 
究考察了柱温为 10  ~ 40 ℃ 范围的分离情况。实
 
验结果表明,当柱温为 25 ℃ 时,荧光增白剂色谱峰
 
分离较好。
 
2. 3 方法的线性关系和定量限
 
将混合标准储备溶液逐级稀释得到的浓度为
 
0. 025,0. 05,0. 5,1. 0,2. 5,5,10 mg / L 的混合标准工作溶液,按测定条件浓度由低到高依次进样分析,以各荧光增白剂的峰面积对相应的浓度绘制标准曲线,得到线性回归方程。5 种荧光增白剂的保留时间、回归方程、线性范围、回归系数及定量限 ( 以信噪比为 10 估算) 见表 2。

 
表 2 5 种荧光增白剂的保留时间、回归方程、线性范围、相关系数及定量限  
Tab. 2  Retention times,regression equations,linear ranges,correlation  
coefficients and limits of quantitation ( LOQs) for 5 fluorescent bleachers  
           
化合物 保留时间 线性方程 线性范围 相关 LOQ
t / min ρ / ( mg / L) ρ / ( mg / L) 系数( r) w / ( mg / kg)
 
             
荧光增白剂 393 10. 98 Y = 56. 52ρ + 8. 98 0. 025 ~ 5 0. 9999 0. 25
荧光增白剂 KCB 11. 88 Y = 29. 16ρ + 0. 88 0. 05 ~ 10 0. 9995 0. 5
荧光增白剂 CBS - 127 12. 73 Y = 48. 00ρ + 0. 98 0. 05 ~ 10 0. 9997 0. 5
荧光增白剂 KSN 13. 91 Y = 63. 20ρ + 0. 28 0. 05 ~ 10 0. 9998 0. 5
荧光增白剂 OB 18. 12 Y = 35. 56ρ + 1. 13 0. 05 ~ 10 0. 9997 0. 5
             

2. 4 方法的回收率和精密度
以经测定不含有荧光增白剂的洗涤用品样品为基质,分别进行添加回收率和精密度的测定。在低荧光增白剂化合物的平均回收率为 87. 8% ~103. 7% ,相对标准偏差为 1. 5% ~4. 4% ,结果见表 3。