现代仪器分析技术在荧光增白剂检测中的应用

周利英，左鹏飞，朱 骏，常云芝，戴 璐

（1．昆山出入境检验检疫局，昆山215300； 2．江苏出入境检验检疫局，南京210001）

荧光增白剂（FWAs）是一种能够吸收不可见的紫外光，激发出可见的蓝紫色荧光，增加光的总反射量，达到增白和增艳效果的有机化合物［1］。FWAs发现于20世纪20年代，由于其良好的增白效果，目前已广泛应用于纸张、纺织品、塑料制品和洗涤剂等领域中。FWAs会通过人体皮肤或口腔的接触进入人体，在肝脏等主要器官蓄积，加重器官的负担。大量医学试验证明，FWAs是潜在的致癌因素，会危害人体健康，同时，FWAs对环境也有潜在的危害［2］。近年来，随着“蓝月亮荧光增白剂事件”［3］和“纸制品被检出荧光物质”［4］等事件的频发，消费品中是否含有FWAs已经成为人们关注的热点问题，众多学者开展了FWAs检测技术的研究。本文综述了近10年间国内外FWAs检测技术的最新进展，对光谱、色谱、质谱等现代仪器分析技术应用于FWAs检测的现状进行了归纳和评述，希望能为FWAs的各项研究工作提供参考。

1 光谱分析技术

光谱分析技术是根据物质的光谱来鉴别和确定物质的化学组成和相对含量的一种分析方法，应用在FWAs检测中的有紫外分光光度法和荧光分光光度法。

1．1 紫外分光光度法

紫外分光光度法（UV）是利用物质分子对波长200～760nm的电磁波的吸收特性建立起来的一种定性和定量分析方法，是目前检测FWAs的传统方法之一，在众多标准中有应用。近年来利用该法检 测FWAs的文献见表1。

表1 紫外分光光度法检测荧光增白剂Tab．1 Detection of FWAs by UV

由表1可知：UV的应用范围比较单一，仅应用于纸制品中荧光增白剂85（VBL）的检测。此法设备简单、检测速率较快，但是干扰因素多、灵敏度不高，只能测定FWAs的总量，无法分析具体种类，而且检测时间应尽量缩短，否则光照会使顺反异构体转化，对结果有影响。

1．2 荧光分光光度法

荧光分光光度法（FL）是利用荧光物质经紫外光激发后发射出荧光来进行定性或定量分析的方法。该法灵敏度高（比UV高2～3个数量级）、选择性好，是近年来发展较为迅速的痕量分析方法，在FWAs检测中应用较多。其应用文献见表2。

表2 荧光分光光度法检测荧光增白剂Tab．2 Detection of FWAs by FL

由表2可知：研究集中于近3年内（2016年6篇、2015年2篇、2014年2篇）检测1～3种FWAs；涉及纸制品及纸质食品包装材料、塑料及食品接触塑料、洗涤剂等；前处理方法有水浴浸泡、超声萃取、微波辅助萃取和直接溶解定容等；荧光分光光度法的激发波长和发射波长因种类的不同略有差异；检出限和测定下限要优于UV。

该法操作简便，灵敏度较UV高，精密度和准确性好，检出限低，在FWAs的应用上更为广泛。但是在使用该法时，同UV一样，也要尽量缩短检测时间。

1．3 光谱图像分析技术

有一些研究采用了红外光谱图像分析技术［27］以及荧光光谱图像分析技术［28］。

2 色谱分析技术

色谱分析技术是一种分离和分析方法，它利用物质性质（极性、溶解性、离子交换能力等）的不同，当流动相携带样品经过固定相时，样品中各物质在两相中不断重新分配，从而达到分离和提纯的效果。该分析技术在众多领域中有着广泛的应用，也是目前检测FWAs的最主要的分析技术之一。

2．1 高效液相色谱法

高效液相色谱法（HPLC）是色谱法的一个重要分支，主要用于检测沸点高、热稳定性差及相对分子质量较大的物质，是目前技术相对成熟的一种检测手段。

HPLC具有多种分离模式，可以选用不同的检测器进行检测，表3列出了应用HPLC测定FWAs的文献。

表3 高效液相色谱法检测荧光增白剂Tab．3 Detection of FWAs by HPLC

表3（续）

由表3可知：研究集中于近4年内（2016年8篇、2015年14篇、2014年3篇、2013年4篇），以检测多种FWAs为主；涉及纸制品和纸质食品包装、塑料和食品接触材料、纺织制品、食品和食品模拟物、化妆用品；前处理方法以超声萃取为主，也有采用水浴提取、回流提取和加速溶剂萃取，萃取液的净化技术有固相萃取柱净化和凝胶渗透色谱仪净化；HPLC分析时检测器以FLD居多，也有采用DAD和紫外检测器；报道的检出限或测定下限都很低。

HPLC是目前FWAs定量检测的最重要的方法，应用最广泛，具有分离效果好、分析速率快、检测灵敏度高等优点，尤其是以反相色谱柱作为分离模式结合FLD检测器进行检测可以大大降低方法检出限，但是样品前处理相对复杂，对仪器和操作者的要求较高。

2．2 超高效液相色谱法

超高效液相色谱法（UHPLC）是一种全新的分离技术，借助了HPLC的理论及原理，采用了超高压输液泵、高灵敏度检测器和高效微粒固定相等全新技术，其速率、灵敏度及分离度都要优于HPLC。冼燕萍等［63］建立了固相萃取净化结合UHPLC同时检测洗涤用品中4种FWAs的分析方法，样品用2%（体积分数，下同）甲酸溶液和甲醇的混合液萃取，经固相萃取小柱净化处理，采用反相（RP）色谱柱，以乙酸铵和乙腈为流动相，DAD检测，方法的测定下限为1．5～15μg·g－1。叶仲力等［64］建立了卷烟滤嘴接装纸和成型纸中ABP和VBL检测的UHPLC方法，样品经DMF超声萃取，采用C18色谱柱，以乙腈和水为流动相，梯度洗脱，FLD检测，检出限为0．000 15，0．000 21mg·L－1，测定下限为0．000 42，0．000 56mg·L－1。LIAO 等［65］建立了测定面膜中4种FWAs的UHPLC分析方法，样品经固相萃取，采用DAD检测，能够将FWAs的反式和顺式异构体很好的分离，方法的测定下限为0．6～2．8μg·g－1。王天娇等［66］建立了 UHPLC快速测定纸质食品包装材料中11种FWAs的检测方法，样品经40%（体积分数）乙腈溶液超声萃取后，采用ACQUITY UPLC BEH C18柱分离，以乙腈－甲醇混合液和四丁基溴化铵－甲醇混合液为流动相，梯度洗脱，串联FLD和DAD进行双检测器定性、定量测定，FLD检出限为0．20～0．28μg·g－1，DAD检出限为1．4～2．5μg·g－1。UHPLC操作简便、分离速率快、重复性好、回收率高，与HPLC相比，减少了溶剂用量、降低了分析成本，是测定纸质品中FWAs的有效方法。

2．3 超高效合相色谱法

超高效合相色谱法（UPC2）是最近提出的一种新的分离技术，结合了超临界流体色谱和超高效液相色谱的优点，以二氧化碳为主要流动相，以少量有机溶剂为助溶剂，主要应用于异构体、手性化合物以及聚合物成分的检测。汤娟等［67］利用UPC2建立了同时测定纺织品中8种FWAs的检测方法，样品经二甲苯提取、浓缩、定容后，由UPC2进行定性、定量分析，采用 ACQUITY UPC2HSS C18SB 色谱柱，以超临界二氧化碳－甲醇为流动相，梯度洗脱，8种FWAs的测定下限为0．70～0．95mg·L－1。UPC2分析时间短、试剂用量少、分离效率高、具有绿色环保等优势。

3 质谱分析技术

质谱分析技术是利用电场和磁场分离不同质荷比的运动离子，然后进行分析的方法，是物质鉴定的最有效方法之一，可以测定相对分子质量，确定化学式和鉴定结构。在对FWAs进行检测时，常常与色谱技术相结合。

3．1 液相色谱－串联质谱法

液相色谱－串联质谱法（LC－MS／MS）是以液相色谱（LC）作为分离系统、串联质谱作为检测系统，结合了两者的优点，具有其他分析方法无可比拟的灵敏度，对于复杂化合物的定性定量更为准确。近年来，高效液相色谱－串联质谱法（HPLC－MS／MS）和超高效液相色谱－串联质谱法（UHPLC－MS／MS）应用在FWAs检测中成为研究热点，具体见表4。

表4 液相色谱－串联质谱法检测荧光增白剂Tab．4 Detection of FWAs by LC－MS／MS

表4（续）

由表4可知：研究集中在2013年和2014年，以检测多种FWAs为主；涉及食品接触塑料、纸质食品接触材料、洗涤用品、食用菌和纺织品；前处理采用超声萃取、水浴提取和涡旋溶解；分离时采用LC、HPLC和UHPLC技术，经流动相梯度洗脱后，在质谱的电喷雾电离模式、多反应监测模式下检测；检出限或测定下限要比单纯的HPLC低很多。

LC－MS／MS定性准确、灵敏度高，简化了样品的前处理过程，结果准确，适用于复杂样品中多种FWAs的同时测定和确证，是目前最有效的分析技术之一，但是设备价格昂贵，维护和使用成本很高，普及推广使用存在困难。

3．2 液相色谱－串联高分辨飞行时间质谱法

液相色谱－串联高分辨飞行时间质谱法（LCTriple TOF MS）能精确测定化合物及其碎片离子的分子式和相对分子质量，具有高分辨率、高灵敏度和高扫描速率等特点，定性、定量更为精准。SHADKAMI等［77］应用 LC－Triple TOF MS分析了纸张中FWAs，用沸水提取，液相色谱分离、飞行时间质谱定性表征了多种FWAs。杜志峰等［78］利用LC－Triple TOF MS建立了食品接触纸包装材料中7种FWAs的定量检测方法，样品经三氯甲烷超声萃取、浓缩，采用 Phenomenex Kinetex C18色谱柱，流动相为甲醇－0．1%甲酸溶液，梯度洗脱，在电喷雾正离子及飞行时间质谱（TOF MS）触发飞行时间串联质谱（TOF MS／MS）的模式下检测，7种FWAs的检出限为0．001～0．005μg·g－1。

4 其余分析技术

对FWAs进行检测的其余仪器分析方法还有核磁共振法［79］、共振光散射光谱法［80］等。

5 结语和展望

总结现代仪器分析技术在FWAs检测中的应用现状可以发现：这些仪器分析技术与我国标准中应用较多的白度法和紫外光照射法相比，已经逐渐占据重要地位，显示出不可替代的作用。光谱法设备易得、操作简便，但是干扰因素多、灵敏度不高、准确度不够，而且光照会影响检测结果；色谱法分离效果好、分析速率快、检测灵敏度高，应用最为广泛，尤其是新兴的技术；质谱法定性准确、灵敏度高，质谱与色谱技术的联用是目前最有效的分析技术之一，但是设备价格昂贵，维护和使用成本高，普及困难。随着人们对消费品质量要求的提高和对环境保护意识的增强，对FWAs的样品前处理和仪器分析技术的要求也更高。前处理技术将向快速高效、操作简便、绿色环保的方向发展；仪器分析技术将向灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强、能更准确地对多种FWAs进行定性、定量检测的方向发展。

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