磁固相萃取-高效液相色谱法测定纺织品中8种双酚类仿雌激素

吴国坚，徐韵扬，蒋 伟，顾 虎，丁 杰，秦 鑫

(1.杭州市质量技术监督检测院，浙江 杭州 310019； 2.杭州市余杭区质量计量监测中心，浙江 杭州 310019)

双酚类仿雌激素(bisphenol-mimicking estrogens)指具有2个羟苯基化学结构的一类仿雌激素物质，主要包括双酚A(BPA)、双酚B(BPB)、双酚F(BPF)、双酚S(BPS)、双酚Z(BPZ)等。双酚A(BPA)广泛用于涂层原料以及作为纺织品整理剂等，其化学结构与雌性激素相似，又被称为仿雌激素，人体吸收后易诱发性早熟，且在环境中易产生聚集，目前欧盟REACH法规对纺织品中双酚A提出禁限要求。四溴双酚A(TBB-PA)被用作纺织品、塑料和纸张工业中的溴代阻燃剂，已被欧盟RoHS2.0指令纳入禁用范围。随着双酚A(BPA)等禁限用，其他相似结构的双酚类化合物开始在实际产品中使用。但是有相关研究表明，引起致癌效应的主要原因是该类仿雌激素中双酚结构。因此，研究建立纺织品中双酚类仿雌激素检测方法具有重要的意义。

目前，国内外关于双酚类仿雌激素的检测研究的报道主要在食品及食品包装材料，有液相色谱串联质谱测定水果中双酚A和双酚S、金-石墨烯修饰电极电化学检测塑料瓶中双酚A、UPLC-MS/MS法检测易拉罐啤酒中双酚A含量、食品用塑料包装材料中双酚A等。

随着人们纺织品质量安全意识的逐渐加强，研究纺织品中禁限用物质检测方法势在必行。双酚类仿雌激素的危害已暴露在大众面前，但是纺织品中关于双酚类化合物检测方法的研究还停留在对双酚A和双酚S 2个物质上，主要有超声波萃取-气相色谱串联质谱测定3种环境类雌激素、液相色谱串联质谱测定纺织品中双酚S等。有关纺织品中双酚类仿雌激素检测方法的研究鲜有报道，目前纺织品中双酚A检测标准仅有SN/T 4424—2016 《进出口纺织品 双酚A的测定 液相色谱法》，该法采用超声波萃取对单一的双酚A进行测定，目标物单一不够全面。因此本文采用磁固相萃取纺织品中双酚类仿雌激素，利用高效液相色谱法测定含量，并对实际样品进行方法移植应用。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

1200高效液相色谱仪(DAD检测器，安捷伦科技有限公司)；Milli-Q超纯水仪(德国默克密理博科技有限公司)；ZORBAX SB-C18色谱柱(4.6 mm×150 mm，3.5 μm)。

8种双酚类仿雌激素：双酚BP(BPBP)、双酚AF(BPAF)、双酚A(BPA)、双酚S(BPS)、双酚B(BPB)、双酚F(BPF)、双酚AP(BPAP)、双酚Z(BPZ)均来自德国Dr. Ehrenstorfer公司。

甲醇、乙腈、四氢呋喃均为色谱纯(TEDIA)；磁性固相萃取材料：石墨烯G-FeO(自制)；超纯水 (18.2 MΩ·cm)。

1.2 标准溶液配制

标准储备液：准确称量8种双酚类仿雌激素标准品10.0 mg至10 mL容量瓶，采用甲醇定容，配置成质量浓度为1 000 mg/L的标准储备液。

标准工作溶液：分别移取各仿雌激素标准储备液，配制成质量浓度为0.5、2.0、10.0、25.0、100.0 mg/L的混合标准工作液。

1.3 试样前处理

准确称取1.0 g剪成5 mm×5 mm大小的织物试样，置于50 mL萃取管中，加入甲醇20 mL，然后加入20 mg磁性石墨烯G-FeO材料，在超声波辅助下于35 ℃水浴中萃取20 min。萃取完成后，使用磁铁分离磁性石墨烯，再用1.5 mL甲醇对石墨烯进行超声2 min洗脱，重复3次，合并洗脱液并定容至5 mL，用0.22 μm有机膜滤膜过滤后，待仪器分析。

1.4 色谱条件

采用ZORBAX SB-C18型号色谱柱(4.6 mm×150 mm，3.5 μm)，甲醇为流动相A，0.1 mmol/L碳酸氢铵水溶液为流动相B，进样体积为10 μL，柱温为35 ℃，紫外线波长为220 nm，流速为1.0 mL/min。梯度洗脱：0～1 min，35%A；2～15 min，(35%～80%)A；15～25 min，(35%～100%)A；25～35 min，100%A；35～36 min，(100%～35%)A。8种双酚类仿雌激素的高效液相色谱图见图1。

图1 8种双酚类仿雌激素的液相色谱图Fig.1 HPLC Chromatogram of 8 bisphenol-mimicking estrogens

2 结果与讨论

2.1 磁固相萃取条件的确定

目标物随磁性材料在外部磁场的作用下一起被迁移出基质，再用合适的溶剂洗脱出来。磁性固相萃取过程中的磁性材料用量、温度、时间是磁性吸附的关键因素，采用正交试验法对磁性吸附重要因素进行优化。

为确定最佳的磁性吸附条件，试验选取萃取载体体积、时间、温度和磁性材料用量为关键因素，设计(3)正交试验，各因素选取水平及试验设计见表1。

试验设计1：于20 ℃水浴中，称取加标质量浓度为25.0 mg/L的实验室加标阳性样品 1.0 g ，加入甲醇10 mL，再加入10 mg石墨烯G-FeO材料超声波辅助下进行磁性固相萃取15 min，然后待下一步解吸条件优化。

试验设计2～9操作步骤参照试验设计1，具体条件如表1所示的正交试验因素水平表。

不同因素选取水平以及试验结果见表2，结果指标采用8种双酚类仿雌激素试验回收率与试验1之差的绝对值总和来表示，指标越小说明萃取效果越好。采用极差分析法得出磁性吸附的显著因素。

由表2可知，8种双酚类仿雌激素在试验2和3条件下效果较好，吸附温度是主要因素，载体体积用量是次要因素。由此，得出最优条件为：于35 ℃水浴中加入15 mg石墨烯G-FeO在超声波辅助下进行磁性固相萃取25 min。

表1 正交试验因素水平表Tab.1 Orthogonal experimental design table

表2 正交试验结果Tab.2 Results of orthogonal experiment

试验在洗脱液pH值为7时，考察水、甲醇、乙腈3种洗脱剂在20 min条件下对8种双酚类仿雌激素的洗脱效果，具体见图2。结果表明，采用甲醇和乙腈作为洗脱剂都能取得较好的洗脱效果，考虑后续色谱分析采用甲醇为流动相，为降低色谱分析基噪，因此选择甲醇作为洗脱剂。

图2 不同洗脱剂对8种双酚类仿雌激素回收率的影响Fig.2 Effect of different desorption solvents on the recoveries of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens

试验考察了在pH值为7时，以甲醇为洗脱剂，洗脱时间为3、6、9、15、20 min条件下的8种双酚类仿雌激素的洗脱效果(见图3)。由图3可知，当洗脱时间达增加到9 min时，各待测物的回收基本完成，回收率达到最理想值，因此洗脱时间选择9 min。

图3 洗脱时间对8种双酚类仿雌激素回收率的影响Fig.3 Effect of different desorption time on the recoveries of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens

洗脱液pH值会改变8种双酚类仿雌激素分子带电形式和影响吸附剂表面电荷及密度。试验通过HCl溶液和NaOH溶液来完成洗脱液pH值的调节，考察以甲醇为洗脱剂，洗脱时间为9 min，pH值在4.0～11.0 范围内对目标物的洗脱影响(见图4)。试验结果显示，随着pH值的升高，洗脱效果逐渐增强，当pH值为7～8时洗脱效果达到最强，进一步提高洗脱液的pH值，洗脱效果开始下降，因此试验在洗脱过程中调节洗脱液pH值至7。

图4 pH值对8种双酚类仿雌激素回收率的影响Fig.4 Effect of different pH value on the recoveries of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens

2.2 方法评估

按.节优化后的条件对质量浓度为0.5、2.0、20.0、25.0、100.0 mg/L的系列混合标准溶液进行试验。结果表明，8种双酚类仿雌激素在质量浓度为0.5～100.0 mg/L范围内具有良好线性关系，线性相关系数均大于0.999。按信噪比=3计算，方法检出限(LOD)为0.08～0.20 mg/kg，具体见表4。

表4 8种双酚类仿雌激素的线性范围、线性方程、相关系数和检出限Tab.4 Liner relationships,liner range,correlation coefficients,and LOD of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens

通过向阴性的标准贴衬中添加混合标准溶液，测试回收率。通过添加10.0 mg/L和25.0 mg/L质量浓度的混合标准液，每个加标质量浓度按优化后条件测试6次，8种双酚类仿雌激素平均加标回收率为90.3%～104.2%，相对标准偏差(RSD)为1.2%～4.8%。纺织品中8种双酚类仿雌激素的加标回收率和相对标准偏差结果见表5。

2.3 实际样品分析

按本文方法对10个日常试验的纺织品样品进行测试，结果发现一份儿童服装样品中检出双酚B，含量为2.4 mg/kg，其余物质没有检出。图5是实际样品经磁固相萃取检测出双酚B(BPB)的谱图。由图可知，本文方法适用性较好，可应用于不同纺织品中双酚类仿雌激素的检测。

表5 纺织品中8种双酚类仿雌激素的加标回收率和相对标准偏差(n=6)Tab.5 Recoveries and RSDs of 8 kinds bisphenol-mimicking estrogens in textiles at spiked levels(n=6)

图5 实际样品检出双酚B的色谱图Fig.5 Chromatogram of the BaP in textile sample

3 结 论

通过对纺织品中8种双酚类仿雌激素磁性固相萃取检测方法的研究，运用正交试验从磁性材料用量、萃取时间、萃取温度和萃取剂体积4个方面对磁性吸附前处理过程进行分析，采用单因子变量试验从洗脱时间、洗脱剂种类和洗脱液pH值3个方面对脱附过程进行分析，建立高效液相色谱分析法，并对线性范围、检出限、回收率以及精密度等参数进行方法评价，得出以石墨烯G-FeO为磁性固相吸附剂的磁固相萃取前处理技术可以实现纺织品中8种双酚类仿雌激素的有效萃取，建立的磁固相萃取-高效液相色谱法可以实现纺织品中8种双酚类仿雌激素的定性和定量分析，可为进一步研究纺织品中双酚类仿雌激素残留状况提供技术依据。