CN110514636B - 溶于水的物料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的荧光法检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种溶于水的物料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的荧光法检测方法，包括（1）制备邻苯二甲酸标准曲线；（2）水解；（3）荧光衍生；（4）检测与换算。本发明采用NaOH将待测样品中的邻苯二甲酸酯水解成邻苯二甲酸钠，再在过氧化氢作用下，使待测成分形成了较强电子云密度的共轭体系，具备了荧光检测的条件。除荧光分光光度计外，本发明不需要大型检测设备投入的条件下即可完成检测邻苯二甲酸酯类增塑剂的工作，具有误差较小、灵敏度高、工作曲线线性范围宽、重复性好，能提供激发光谱、发射光谱、发光强度等诸多信息，操作简便，检测条件温和易控，使用试剂少、检测成本低等优势，特别适宜在小微企业推广应用。

Description

溶于水的物料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的荧光法检测方法

技术领域

本发明属于检测技术领域，具体涉及一种可溶于水的物料中的邻苯二甲酸酯类增塑剂的检测方法。

背景技术

邻苯二甲酸酯(PAEs)是环境中的主要有机污染物之一，广泛存在于水、土壤和大气中，并参与生物体的代谢作用，尤其是对人体健康造成潜在影响。邻苯二甲酸酯在食品包装材料、医疗用具、化妆品、润滑剂、人造革等生产中有广泛的应用。当用塑料制品来承装食（饮）品时，由于与塑料基质分子与邻苯二甲酸酯仅仅是以氢键或范德华力相连，彼此仍然保持着独立的化学结构，使用或存放时间久了，邻苯二甲酸酯便会缓慢地释放到食（饮）品中，最终被摄入人体内，长期积累可干扰人体内分泌系统，干扰体内激素的正常分泌，给人体的免疫系统、消化系统，尤其是生殖系统带来危害，还可能诱发肝癌。因此，对邻苯二甲酸酯的检测非常重要。PAEs由邻苯二甲酸与含有4～15 个碳的醇组成，一般对热和化学试剂都很稳定，在常温下多为高沸点低挥发性的粘稠液体，无色透明，有特殊气味，难溶于水，属脂溶性物质，易溶于甲醇和乙醚等有机溶剂。

目前，测定PAEs的主要方法有双波长等吸收紫外分光光度法、微波辅助萃取气相色谱法、液相色谱-串联质谱法、凝胶渗透色谱法以及反相高效液相色谱法等，这些方法都需要用到大型仪器，投资大、操作复杂，检测周期长、专业度高，适用于大中型企业或专门的检测机构，对于小微型企业而言，如果要投资做自检，成本过高，不利于小微型企业发展。而如果选用荧光法检测PAEs，则设备投资较少，操作简单、检测时间短、易学易用，适用于小微型企业。而用荧光光谱法测定 PAEs鲜见报道，其主要原因是PAEs本身不产生荧光。目前有洪锦清、陈明等人公开了将不能发出荧光的邻苯二甲酸盐转化成可发荧光的羟基邻苯二甲酸盐以实现用荧光法检测邻苯二甲酸酯类增塑剂。但在其检测过程中，步骤繁锁、所用试剂过多，容易在检测中造成大的误差。

发明内容

本发明提供一种可溶于水的物料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的荧光法检测方法，旨在通过采用相对简单易行的操作来实现荧光法检测邻苯二甲酸酯类增塑剂，解决现有技术存在的操作繁琐、设备投资大、检测周期长、专业度高等问题。

本发明是通过如下技术方案实现的。

本发明的溶于水的物料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的荧光法检测方法，包括如下步骤：

（1）制备邻苯二甲酸标准曲线 分别称取邻苯二甲酸标准品1、2、3、4、5mg于5个经过编号的1L容量瓶中，以去离子水定容，配置成含量呈梯度分布的一系列邻苯二甲酸标准溶液，再从5个1L容量瓶的标准溶液中分别移取5mL至依次编号的10mL容量瓶中，向所有10mL容量瓶中加入1mL30%的过氧化氢溶液，然后用去离子水定容并摇匀，密封好置于恒温箱中， 75℃条件下保温1h，然后将容量瓶取出冷却至室温，用荧光分光光度计对容量瓶中的溶液进行发射光强度的测定，将邻苯二甲酸标准溶液对应的发射光强度值和标准溶液中的邻苯二甲酸的含量进行线性拟合，得到邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线和方程。

（2）水解 称取一定重量的待测的可溶于水的物料样品，倒入容器用去离子水中充分溶解，然后取5mL的待测样品溶液，移至20mL容器中，向容器中加入10%的NaOH溶液1mL，将容器置于水浴中，65-95℃下恒温搅拌10-120 min，使待测样品中的邻苯二甲酸酯充分水解成邻苯二甲酸钠和醇，然后冷却至室温。

（3）荧光衍生 将（2）制备的溶液移至10mL容量瓶中，加入1mL30%的过氧化氢溶液，用去离子水定容并摇匀，再将容量瓶密封好置于恒温箱中，在35-90℃条件下保温1-2h后取出冷却至室温。

（4）检测与换算 把（3）制备的荧光衍生后的溶液用荧光分光光度计进行发射光强度测定，将检测结果代入（1）得到的标准曲线和方程算出待测溶液中邻苯二甲酸的含量，再经换算得出待测样品中所含的邻苯二甲酸酯类化合物的含量。

本发明溶于水的物料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的荧光法的优选检测方法，包括如下步骤：

（1）制备邻苯二甲酸标准曲线 分别称取邻苯二甲酸标准品1、2、3、4、5mg于5个经过编号的1L容量瓶中，以去离子水定容，配置成含量呈梯度分布的一系列邻苯二甲酸标准溶液，再从5个1L容量瓶的标准溶液中分别移取5mL至依次编号的10mL容量瓶中，向所有10mL容量瓶中加入1mL30%的过氧化氢溶液，然后用去离子水定容并摇匀，密封好置于恒温箱中， 75℃条件下保温1h，然后将容量瓶取出冷却至室温，用荧光分光光度计对容量瓶中的溶液进行发射光强度的测定，将邻苯二甲酸标准溶液对应的发射光强度值和标准溶液中的邻苯二甲酸的含量进行线性拟合，得到邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线和方程。

（2）水解 称取一定重量的待测的可溶于水的物料样品，倒入容器用去离子水中充分溶解，然后取5mL的待测样品溶液，移至20mL容器中，向容器中加入10%的NaOH溶液1mL，将容器置于水浴中，70℃下恒温搅拌60 min，使待测样品中的邻苯二甲酸酯充分水解成邻苯二甲酸钠和醇，然后冷却至室温。

（3）荧光衍生 将（2）制备的溶液移至10mL容量瓶中，加入1mL30%的过氧化氢溶液，用去离子水定容并摇匀，再将容量瓶密封好置于恒温箱中，在75℃条件下保温1h后取出冷却至室温。

（4）检测与换算 把（3）制备的荧光衍生后的溶液用荧光分光光度计进行发射光强度测定，将检测结果代入（1）得到的标准曲线和方程算出待测溶液中邻苯二甲酸的含量，再经换算得出待测样品中所含的邻苯二甲酸酯类化合物的含量。

本方法适用于水溶性食（饮）品中的邻苯二甲酸酯的含量检测。

荧光检测法不仅能直接和间接地分析众多有机化合物，而且能够利用与有机试剂间的反应进行许多无机元素的测定，在环境监测和生物医学等诸多领域有着广泛的应用，但是被测样品的分子结构必须是具有较强电子云密度的共轭体系或者刚性平面才能产生荧光。本发明要检测的对象邻苯二甲酸酯类虽然是芳香族化合物，但它的分子结构上的两个羧基有吸电子效应，从而降低了苯环上的电子云密度，因此，直接用荧光检测无明显发射光的峰出现。本发明首先采用NaOH将邻苯二甲酸酯类水解成邻苯二甲酸钠，其次在过氧化氢的作用下中和掉多余的NaOH，并给邻苯二甲酸结合上强给电子结构——过氧根（-O-），使待测成分从化学反应原理上具备了较强电子云密度的共轭体系或者刚性平面。其次，研究发现，密封条件和处理温度对荧光衍生反应结果影响很大，密封和70-75℃的反应条件为最佳。

本发明的有益效果在于：（1）采用NaOH将待测样品中的邻苯二甲酸酯充分水解成邻苯二甲酸钠，再在过氧化氢及一定反应条件的作用下，使待测成分从化学反应原理上再在过氧化氢作用下，使待测成分形成了较强电子云密度的共轭体系或者刚性平面，具备了荧光检测的条件。（2）除荧光分光光度计外，本发明不需要大型检测设备投入的条件下即可完成检测邻苯二甲酸酯类增塑剂的工作。（3）本方法误差较小、灵敏度高、工作曲线线性范围宽、重复性好，且能提供激发光谱、发射光谱、发光强度等诸多信息。（4）本方法操作简便，检测条件温和易控，使用试剂少、检测成本低，特别适宜在小微企业推广应用。

附图说明

图1 为实施例1的邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线。

图2 为实施例2的邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线。

图3为实施例3的邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线。

实施例1

采用本发明方法检测奶粉中邻苯二甲酸酯的含量的方法。

（1）制备邻苯二甲酸标准曲线 分别称取邻苯二甲酸标准品1、2、3、4、5mg于5个经过编号的1L容量瓶中，以去离子水定容，配置成含量呈梯度分布的一系列邻苯二甲酸标准溶液，再从5个1L容量瓶的标准溶液中分别移取5mL至依次编号的10mL容量瓶中，向所有10mL容量瓶中加入1mL30%的过氧化氢溶液，然后用去离子水定容并摇匀，密封好置于恒温箱中， 35℃条件下保温2h，然后将容量瓶取出冷却至室温，用荧光分光光度计对容量瓶中的溶液进行发射光强度的测定，将邻苯二甲酸标准溶液对应的发射光强度值和标准溶液中的邻苯二甲酸的含量进行线性拟合，得到邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线（如图1）和方程：

Y=22.27X-11.10，R²=0.999。

Y代表发射光强度（单位：A.U.），X代表邻苯二甲酸的浓度（单位：mg/L）。

（2）水解 准确称取100g某品牌奶粉至于1L去离子水中充分溶解作为待测样品溶液。取5mL的待测样品溶液，移至20mL容器中，向容器中加入10%的NaOH溶液1mL，将容器置于水浴中，65℃下恒温搅拌120 min，使待测样品中的邻苯二甲酸酯充分水解成邻苯二甲酸钠和醇，然后冷却至室温。

（3）荧光衍生 将（2）制备的溶液移至10mL容量瓶中，加入1mL30%的过氧化氢溶液，用去离子水定容并摇匀，再将容量瓶密封好置于恒温箱中，在35℃条件下保温2h后取出冷却至室温。

（4）检测与换算 把（3）制备的荧光衍生后的溶液用荧光分光光度计进行发射光强度测定，结果为5.35A.U.。将检测结果代入方程的Y，算出待测溶液中邻苯二甲酸X的含量为0.7387mg/L。邻苯二甲酸与邻苯二甲酸酯的分子质量之比为1:1.7，从而换算出待测溶液中所含的邻苯二甲酸酯的含量为1.2558mg/L，再经换算得出待测样品中所含的邻苯二甲酸酯类化合物的含量约为0.0126mg/g。

实施例2

采用本发明方法检测橙汁粉中邻苯二甲酸酯的含量的方法。

（1）制备邻苯二甲酸标准曲线 分别称取邻苯二甲酸标准品1、2、3、4、5mg于5个经过编号的1L容量瓶中，以去离子水定容，配置成含量呈梯度分布的一系列邻苯二甲酸标准溶液，再从5个1L容量瓶的标准溶液中分别移取5mL至依次编号的10mL容量瓶中，向所有10mL容量瓶中加入1mL30%的过氧化氢溶液，然后用去离子水定容并摇匀，密封好置于恒温箱中， 90℃条件下保温1h，然后将容量瓶取出冷却至室温，用荧光分光光度计对容量瓶中的溶液进行发射光强度的测定，将邻苯二甲酸标准溶液对应的发射光强度值和标准溶液中的邻苯二甲酸的含量进行线性拟合，得到邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线（如图2）和方程：

Y=21.59X-5.782，R²=0.996。

Y代表发射光强度（单位：A.U.），X代表邻苯二甲酸的浓度（单位：mg/L）。

（2）水解 准确称取100g某品牌橙汁粉至于1L去离子水中充分溶解作为待测样品溶液。取5mL的待测样品溶液，移至20mL容器中，向容器中加入10%的NaOH溶液1mL，将容器置于水浴中，95℃下恒温搅拌10 min，使待测样品中的邻苯二甲酸酯充分水解成邻苯二甲酸钠和醇，然后冷却至室温。

（3）荧光衍生 将（2）制备的溶液移至10mL容量瓶中，加入1mL30%的过氧化氢溶液，用去离子水定容并摇匀，再将容量瓶密封好置于恒温箱中，在90℃条件下保温1h后取出冷却至室温。

（4）检测与换算 把（3）制备的荧光衍生后的溶液用荧光分光光度计进行发射光强度测定，结果为12.22A.U.。将检测结果代入方程的Y，算出待测溶液中邻苯二甲酸X的含量为0.8338mg/L。邻苯二甲酸与邻苯二甲酸酯的分子质量之比为1:1.7，从而换算出待测溶液中所含的邻苯二甲酸酯的含量为1.4175mg/L，再经换算得出待测样品中所含的邻苯二甲酸酯类化合物的含量约为0.0142mg/g。

实施例3

采用本发明方法检测某品牌植物蛋白粉中邻苯二甲酸酯的含量的方法。

（1）制备邻苯二甲酸标准曲线 分别称取邻苯二甲酸标准品1、2、3、4、5mg于5个经过编号的1L容量瓶中，以去离子水定容，配置成含量呈梯度分布的一系列邻苯二甲酸标准溶液，再从5个1L容量瓶的标准溶液中分别移取5mL至依次编号的10mL容量瓶中，向所有10mL容量瓶中加入1mL30%的过氧化氢溶液，然后用去离子水定容并摇匀，密封好置于恒温箱中， 75℃条件下保温1h，然后将容量瓶取出冷却至室温，用荧光分光光度计对容量瓶中的溶液进行发射光强度的测定，将邻苯二甲酸标准溶液对应的发射光强度值和标准溶液中的邻苯二甲酸的含量进行线性拟合，得到邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线（如图3）和方程：

Y=23.01X-8.273，R²=0.994。

Y代表发射光强度（单位：A.U.），X代表邻苯二甲酸的浓度（单位：mg/L）。

（2）水解 准确称取100g某品牌植物蛋白粉至于1L去离子水中充分溶解作为待测样品溶液。取5mL的待测样品溶液，移至20mL容器中，向容器中加入10%的NaOH溶液1mL，将容器置于水浴中，70℃下恒温搅拌60 min，使待测样品中的邻苯二甲酸酯充分水解成邻苯二甲酸钠和醇，然后冷却至室温。

（3）荧光衍生 将（2）制备的溶液移至10mL容量瓶中，加入1mL30%的过氧化氢溶液，用去离子水定容并摇匀，再将容量瓶密封好置于恒温箱中，在75℃条件下保温1h后取出冷却至室温。

（4）检测与换算 把（3）制备的荧光衍生后的溶液用荧光分光光度计进行发射光强度测定，结果为24.22A.U.。将检测结果代入方程的Y，算出待测溶液中邻苯二甲酸X的含量为1.4121mg/L。邻苯二甲酸与邻苯二甲酸酯的分子质量之比为1:1.7，从而换算出待测溶液中所含的邻苯二甲酸酯的含量为2.4006mg/L，再经换算得出待测样品中所含的邻苯二甲酸酯类化合物的含量约为0.0240mg/g。

Claims (2)

1.溶于水的物料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的荧光法检测方法，包括如下步骤：

（1）制备邻苯二甲酸标准曲线：分别称取邻苯二甲酸标准品1mg、2mg、3mg、4mg、5mg于5个经过编号的1L容量瓶中，以去离子水定容，配置成含量呈梯度分布的一系列邻苯二甲酸标准溶液，再从5个1L容量瓶的标准溶液中分别移取5mL至依次编号的10mL容量瓶中，向所有10mL容量瓶中加入1mL30%的过氧化氢溶液，然后用去离子水定容并摇匀，密封好置于恒温箱中， 75℃条件下保温1h，然后将容量瓶取出冷却至室温，用荧光分光光度计对容量瓶中的溶液进行发射光强度的测定，将邻苯二甲酸标准溶液对应的发射光强度值和标准溶液中的邻苯二甲酸的含量进行线性拟合，得到邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线和方程；

（2）水解：称取一定重量的待测的可溶于水的物料样品，倒入容器用去离子水充分溶解，然后取5mL的待测样品溶液，移至20mL容器中，向容器中加入10%的NaOH溶液1mL，将容器置于水浴中，65-95℃下恒温搅拌10-120 min，使待测样品中的邻苯二甲酸酯充分水解成邻苯二甲酸钠和醇，然后冷却至室温；

（3）荧光衍生：将步骤（2）制备的溶液移至10mL容量瓶中，加入1mL30%的过氧化氢溶液，用去离子水定容并摇匀，再将容量瓶密封好置于恒温箱中，在35-90℃条件下保温1-2h后取出冷却至室温；

（4）检测与换算：把步骤（3）制备的荧光衍生后的溶液用荧光分光光度计进行发射光强度测定，将检测结果代入步骤（1）得到的标准曲线和方程算出待测溶液中邻苯二甲酸的含量，再经换算得出待测样品中所含的邻苯二甲酸酯类化合物的含量。

2.根据权利要求1所述的溶于水的物料中邻苯二甲酸酯类增塑剂的荧光法检测方法，其特征在于：

（1）制备邻苯二甲酸标准曲线：分别称取邻苯二甲酸标准品1mg、2mg、3mg、4mg、5mg于5个经过编号的1L容量瓶中，以去离子水定容，配置成含量呈梯度分布的一系列邻苯二甲酸标准溶液，再从5个1L容量瓶的标准溶液中分别移取5mL至依次编号的10mL容量瓶中，向所有10mL容量瓶中加入1mL30%的过氧化氢溶液，然后用去离子水定容并摇匀，密封好置于恒温箱中， 75℃条件下保温1h，然后将容量瓶取出冷却至室温，用荧光分光光度计对容量瓶中的溶液进行发射光强度的测定，将邻苯二甲酸标准溶液对应的发射光强度值和标准溶液中的邻苯二甲酸的含量进行线性拟合，得到邻苯二甲酸溶液发射光强度值与含量对应关系的标准曲线和方程；

（2）水解：称取一定重量的待测的可溶于水的物料样品，倒入容器用去离子水充分溶解，然后取5mL的待测样品溶液，移至20mL容器中，向容器中加入10%的NaOH溶液1mL，将容器置于水浴中，70℃下恒温搅拌60min，使待测样品中的邻苯二甲酸酯充分水解成邻苯二甲酸钠和醇，然后冷却至室温；

（3）荧光衍生：将步骤（2）制备的溶液移至10mL容量瓶中，加入1mL30%的过氧化氢溶液，用去离子水定容并摇匀，再将容量瓶密封好置于恒温箱中，在75℃条件下保温1h后取出冷却至室温；

（4）检测与换算：把步骤（3）制备的荧光衍生后的溶液用荧光分光光度计进行发射光强度测定，将检测结果代入步骤（1）得到的标准曲线和方程算出待测溶液中邻苯二甲酸的含量，再经换算得出待测样品中所含的邻苯二甲酸酯类化合物的含量。

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