CN111175412A - 一种检测儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的方法,采用热裂解‑气相色谱/质谱法,包括液体进样法或固体进样法:液体进样法为待测样品中加入体积比为4:1的二氯甲烷和丙酮的混合溶剂,经微波萃取、冷却离心后,取上清液进样检测分析;固体进样法为将1.0~2.0mg待测样品置于微量样品杯中检测分析。液体进样法采用二氯甲烷和丙酮的混合溶剂,结合微波法,提取效率高,提取时间短,重现性和精密度好,结合热裂解、色谱参数及提取条件的改变,降低检测限,能够满足儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的检测。
Description
技术领域
本发明属于分析检测技术领域,具体涉及一种检测儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的方法。
背景技术
邻苯二甲酸酯类化合物又称酞酸酯类化合物,其化学结构一般由1个刚性平面芳烃和2个可塑的非线性脂肪侧链组成。它是一类环境激素,可通过呼吸、饮食和皮肤接触进入体内,从而对人体健康造成危害。邻苯二甲酸酯类化合物作为塑化剂、添加剂,被普遍应用于玩具、食品包装材料、医用血袋和胶管、地板和壁纸、清洁剂和润滑油、涂料、粘合剂、油墨、印染、香料等。同时环境和包装中的邻苯二甲酸酯类塑化剂会迁移到食品中,从而使食品中也含有邻苯二甲酸酯。近些年来,由于此类化合物产量不断增加,使用范围不断扩大,因此使其不断地进入环境,不断成为全球性的最普遍的一类污染物。经研究发现,邻苯二甲酸酯类化合物具有致畸作用和胚胎毒性,会干扰人体激素的分泌,在体内长期积累可导致畸形/癌变和突变。对此类化合物的管控目前主要针对其中的6项,即邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP),邻苯二甲酸二丁酯(DBP),邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP),邻苯二甲酸二异壬酯(DNP)/邻苯二甲酸二异癸酯(DDP)和邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)。
从目前情况看,人们对儿童用品中的邻苯二甲酸酯最为重视。专家发现,含有邻苯二甲酸酯的软塑料玩具及其它儿童用品有可能被小孩放入口中,如果放置的时间足够长,就会导致邻苯二甲酸酯的溶出量超过安全水平,会危害儿童的肝脏和肾脏,也可引起儿童性早熟。因此对儿童用品中的邻苯二甲酸酯检测标准也逐渐提高,对检测的邻苯二甲酸酯塑化剂的种类也不断增多。但邻苯二甲酸酯类物质的广泛性使得测定基质具有复杂多样性,这样给样品的前处理过程带来了一定的困难,同时邻苯二甲酸酯的检测过程中干扰物质和因素较多,为了将结构相近的化合物良好的进行分离和测定,就需要开发出更高分辨率的检测方法。
现有的检测标准各有优势,也逐步根据现实需要针对不同的特定产品做出了详细的规定。但不足之处在于检测限和定量限高、有机溶剂提取法提取时间长、达数小时,同时消耗大量有机溶剂,容易造成环境污染。GB/T 35772-2017《聚氯乙烯制品中邻苯二甲酸酯的快速检测方法红外光谱法》是现有唯一的快速检测方法,其原理是根据样品提取液在波长1580cm-1~1600cm-1处有无红外吸收峰,来对邻苯二甲酸酯塑化剂进行大致定性和粗略定量。缺点是对设备要求高,检测通用性差,准确度差,只能大致判断塑化剂有无,无法判断塑化剂种类,更无法精准定性和定量。
《消费品中邻苯二甲酸酯类增塑剂检测方法:热裂解-气相色谱/质谱法》(征求意见稿)公开了消费品中邻苯二甲酸酯类增塑剂检测方法,但其针对的邻苯二甲酸酯类增塑剂的种类仅仅涉及了6种,而对于一些危害性高的,如邻苯二甲酸二异壬酯(DNP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DDP)以及其它种类的邻苯二甲酸酯类塑化剂并不能满足检测限要求,因此,研发一种针对于儿童用品的,能够检测多个种类邻苯二甲酸酯类塑化剂的方法至关重要。
发明内容
针对现有检测方法中存在的有机溶剂提取法提取时间长、红外光谱法无法判断塑化剂种类和定性、定量检测限不能满足要求的技术问题,本发明提供了一种检测儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的方法,该方法操作简单,节省有机溶剂,定性及定量检测限低,检测速度快,可靠性强。
本发明通过以下技术方案实现:
一种检测儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的方法,其特征在于,采用热裂解-气相色谱/质谱法,包括液体进样法或固体进样法;
所述的液体进样法为待测样品中加入二氯甲烷和丙酮的混合溶剂,经微波萃取、冷却离心后,取上清液进样检测分析;
所述的固体进样法为将1.0~2.0mg待测样品置于微量样品杯中检测分析。
进一步地,所述的待测样品为低温粉碎或剪碎至2mm×2mm以下的儿童用品。
进一步地,液体进样法中所述的二氯甲烷和丙酮混合溶剂中二氯甲烷与丙酮的体积比为4:1。
进一步地,液体进样法中所述的待测样品的质量为50~150mg,加入混合溶剂中的体积为2~10 mL。
进一步地,液体进样法中所述的微波萃取条件为100℃,30分钟。
进一步地,液体进样法中所述的热裂解工作条件为:裂解炉初始温度为200℃,以20℃/min升温至300℃,以5℃/min升温至340℃,保持1min,接口温度为320℃。
进一步地,液体进样法中所述的气相色谱/质谱条件如下:色谱柱:超合金毛细管色谱柱,固定相为5%二苯基二甲基聚硅氧烷,py UA-5, 30 m×250 μm×0.25 μm;程序升温:180 ℃,保持5min,20℃/min升至220℃,保持5min,10℃/min升至300℃,保持8 min;载气:氦气,纯度≥99.999%,恒压模式;进样口温度:300℃,分流进样,分流比20:1;色谱-质谱接口温度:280℃;离子源:电子电离源EI,离子源温度230℃;电子能量:70 eV;质量分析器:四级杆质量分析器;扫描模式:选择离子监测(SIM)模式定量;溶剂延迟:3 min;增益系数:1.00。
进一步地,固体进样法中所述热裂解工作条件为:裂解炉初始温度为400℃,保持0.1min,接口温度为320℃。
进一步地,固体进样法中所述气相色谱/质谱条件为:色谱柱:超合金毛细管色谱柱,固定相为5%二苯基二甲基聚硅氧烷,pyUA-5,30m×250μm×0.25μm;程序升温:180 ℃,保持5min,以20 ℃/min升至220℃,保持5min,再以10 ℃/min升至300 ℃,保持8 min;载气:氦气,纯度≥99.999%,恒压模式;进样口温度:300℃,分流比20:1;色谱-质谱接口温度:280℃;离子源:电子电离源EI,离子源温度230℃;电子能量:70eV;质量分析器:四级杆质量分析器;扫描模式:选择离子监测(SIM)模式定量;溶剂延迟:3min;增益系数:1.00。
本发明方法在样品经微波萃取溶解后,通过采用新技术手段,引入了热裂解器串联气质联用仪,打破了实验室日常采用的传统有机物检测方法的思路局限。将样品检测过程由粉碎、萃取、净化、浓缩、上机共5个环节精简为粉碎、萃取、上机3个环节。在保证达到与传统方法同等检测效力的前提下,将最耗费时间和成本的样品提取液净化、浓缩2个环节由热裂解器取代,通过特定温度下的快速气化进样检测模式,极大缩短了单样检测时间,大大提高了检测效率,减少大量有机溶剂的使用对环境的污染。与此同时,方法的校准工作曲线、灵敏度、精密度、准确度、回收率等各评价指标结果满意,能够满足对16种常见邻苯二甲酸酯类塑化剂的快速筛选检测要求,为服务市场监管、塑化剂应急检测、企业原料和产品质控提供了技术指导。
有益效果
(1)本发明采用二氯甲烷和丙酮的混合溶剂为提取溶剂,结合微波法,提取效率高,提取时间短,重现性和精密度好;
(2)本发明采用热裂解-气相色谱/质谱检测法对儿童用品中邻苯二甲酸酯类塑化剂进行检测,结合热裂解和色谱参数及提取条件的改变,降低检测限,能够满足多儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的检测。
附图说明
图1为16种邻苯二甲酸酯类塑化剂标准物质的选择离子监测色谱图(液体进样法);
图2为16种邻苯二甲酸酯类塑化剂标准物质的选择离子监测色谱图(固体进样法)。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例,都应当属于本申请保护的范围。
本发明实施例选用的试剂、仪器和设备。
试剂:16种邻苯二甲酸酯类塑化剂标准溶液:市售标准品,浓度1000mg/L;二氯甲烷(CH2Cl2):色谱纯;丙酮(C3H6O):色谱纯;16种塑化剂分别为:邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP),邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP),邻苯二甲酸二丁酯(DBP),邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP),邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP),邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP),邻苯二甲酸二戊酯(DPP),邻苯二甲酸二己酯(DHXP),邻苯二甲酸丁苄酯(BBP),邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP),邻苯二甲酸二环己酯(DCHP),邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP),邻苯二甲酸二苯酯(DPHP),邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP),邻苯二甲酸二壬酯(DNP)。
仪器和设备:竖式微炉热裂解仪(TD/PY):配自动进样器和80 μL合金样品杯,裂解温度范围室温~1050 ℃。气相色谱/质谱联用仪(GC/MS):具70eV的电子轰击(EI)电离源;低温粉碎机:具备液氮冷冻功能;电子天平:精度0.01mg;微波萃取仪;高速离心机:转速10000 r/min;棕色容量瓶:5.0mL;微量进样针:10μL。
实施例1
液体进样法
(1)用二氯甲烷稀释16种邻苯二甲酸酯类塑化剂标准溶液,分别配制浓度为1.0,2.0,5.0,10.0,20.0,50.0mg/L的系列标准工作溶液,供气相色谱/质谱联用仪测定。按照浓度由低到高的顺序,分别取10μL系列标准溶液加入合金样品杯中,上机测试。待测样品提取液的测试方法与标准溶液相同;以塑化剂的浓度为横坐标、定量离子峰面积为纵坐标,绘制标准曲线;
每测试完一个样品,进行空白分析,没有明显残留继续进行下一个样品测试,如果空白值比较大,使背景浓度降至30mg/kg以下再进行下一样本的测试;
16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的保留时间和特征离子(液体进样法)如表1所示;
表1 16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的保留时间和特征离子(液体进样法)
16种邻苯二甲酸酯类塑化剂标准物质的选择离子监测色谱图(液体进样法)如图1所示。
(2)将待测样品低温粉碎至2 mm×2 mm以下,混匀,精密称取100mg置于微波萃取罐中,加入5.0 mL二氯甲烷和丙酮溶液混合溶液(二氯甲烷和丙酮的体积比4:1),100℃下微波萃取30min,至样品充分溶解,放置冷却后,离心,萃取液定容至5.0mL,取萃取液10μL于合金样品杯中进行热裂解-气相色谱/质谱检测;
热裂解工作条件为:裂解炉初始温度为200℃,以20℃/min升温至300℃,以5℃/min升温至340℃,保持1min,接口温度为320℃
气相色谱/质谱条件如下:色谱柱:超合金毛细管色谱柱,固定相为5%二苯基二甲基聚硅氧烷,py UA-5, 30 m×250 μm×0.25 μm;程序升温:180 ℃,保持5min,20℃/min升至220℃,保持5min,10℃/min升至300℃,保持8 min;载气:氦气,纯度≥99.999%,恒压模式;进样口温度:300℃,分流进样,分流比20:1;色谱-质谱接口温度:280℃;离子源:电子电离源EI,离子源温度230℃;电子能量:70 eV;质量分析器:四级杆质量分析器;扫描模式:选择离子监测(SIM)模式定量;溶剂延迟:3 min;增益系数:1.00。
定性分析:进行样品测定时,如果检出的色谱峰的保留时间与标准品一致,并且在扣除背景后的样品质谱图中,所有的选择离子均出现,而且丰度比与标准品的丰度比相一致,则可判断样品中存在相应的邻苯二甲酸酯类塑化剂。
定量分析:根据试液中被测物含量情况,选定浓度相近的标准工作溶液,在相同条件下分别对标准工作溶液和试液测试,标准溶液和试液中的待测定的儿童用品中邻苯二甲酸酯类塑化剂的响应值均应在仪器检测的线性范围内,如果试液的检测响应值超出仪器检测的线性范围,可适当稀释后测定。采用外标法对邻苯二甲酸酯类塑化剂进行定量分析。在色谱图中,选取适当的定量离子进行峰面积积分。
样品中每种塑化剂的含量按照式(1)计算:
式中:Xi—样品中某种邻苯二甲酸酯类塑化剂i的含量,单位mg/kg;
c—由校准曲线求得的提取液中某种邻苯二甲酸酯类塑化剂i的浓度,单位mg/L;
V—提取液体积,单位 mL;
m—称样质量,单位 mg。
检出限、定量下限
液体进样法儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的检出限和定量下限如下表2所示:
表2 儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的检出限和定量下限(液体进样法)
回收率
在邻苯二甲酸酯类塑化剂中定量加入适量已知浓度的标准溶液,按上述步骤进行回收率分析,本发明方法(液体进样法)16种塑化剂的回收率为65%~123%。
精密度
在重复性条件下获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于这两个测定值的算术平均值的20%,以95%的置信度为前提。
实施例2
固体进样法
(1)用进样针分别移取16种邻苯二甲酸酯类塑化剂标准溶液(浓度为1000mg/L)1μL、2μL、4 μL、8 μL、10 μL于微型样品杯中,按照含量由低到高的顺序,供气相色谱/质谱联用仪测定,得含量为1.0 μg、2.0 μg、4.0 μg、8.0 μg、10.0 μg的标准系列,以塑化剂的含量为横坐标、定量离子峰面积为纵坐标,绘制标准工作曲线;
每测试完一个样品,进行空白分析,没有明显残留继续进行下一个样品测试,如果空白值比较大,使背景浓度降至30mg/kg以下再进行下一样本的测试;16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的保留时间和特征离子(固体进样法)如表3所示;
表3 16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的保留时间和特征离子(固体进样法)
16种邻苯二甲酸酯类塑化剂标准物质的选择离子监测色谱图(固体进样法)如图2所示。
(2)将待测样品切成薄片状,精密称取1.5 mg置于合金样品杯中进行热裂解-气相色谱/质谱检测;
热裂解工作条件为:裂解炉初始温度为400℃,保持1min,接口温度为320℃。
气相色谱/质谱条件如下:色谱柱:超合金毛细管色谱柱,固定相为5%二苯基二甲基聚硅氧烷,py UA-5, 30 m×250 μm×0.25 μm;程序升温:180 ℃,保持5min,以20 ℃/min升至220℃,保持5min,再以10 ℃/min升至300 ℃,保持8 min;载气:氦气,纯度≥99.999%,恒压模式;进样口温度:300℃,分流比20:1;色谱-质谱接口温度:280℃;离子源:电子电离源EI,离子源温度230℃;电子能量:70eV;质量分析器:四级杆质量分析器;扫描模式:选择离子监测(SIM)模式定量;溶剂延迟:3min;增益系数:1.00。
定性分析:进行样品测定时,如果检出的色谱峰的保留时间与标准品一致,并且在扣除背景后的样品质谱图中,所有的选择离子均出现,而且丰度比与标准品的丰度比相一致,则可判断样品中存在相应的邻苯二甲酸酯类塑化剂。
定量分析:根据样品中被测物含量情况,选定含量相近的标准工作曲线,在相同条件下分别测试。标准溶液和试液中的待测定的邻苯二甲酸酯类塑化剂的响应值均应在仪器检测的线性范围内,如果试液的检测响应值超出仪器检测的线性范围,应适当减少称样量。采用外标法对邻苯二甲酸酯类塑化剂进行定量分析。在色谱图中,选取适当的定量离子进行峰面积积分。
样品中每种塑化剂的含量按照式(2)计算:
式中:Xi—样品中某种邻苯二甲酸酯类塑化剂i的含量,单位mg/kg;
m1—由校准曲线求得的提取液中某种邻苯二甲酸酯类塑化剂i的含量,单位μg;
m—称样质量,单位mg。
检出限、定量下限
固体进样法儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的检出限和定量下限如下表4所示:
表4儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的检出限和定量下限(固体进样法)
回收率
在样品中定量加入适量已知浓度的标准溶液,按上述步骤进行回收率分析。本标准的16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的回收率为68%~130%。
精密度
在重复性条件下获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于这两个测定值的算术平均值的20%,以95%的置信度为前提。
Claims (9)
1.一种检测儿童用品中16种邻苯二甲酸酯类塑化剂的方法,其特征在于,采用热裂解-气相色谱/质谱法,包括液体进样法或固体进样法;
所述的液体进样法为:待测样品中加入二氯甲烷和丙酮的混合溶剂中,经微波萃取、冷却离心后,取上清液进样检测分析;
所述的固体进样法为将1.0~2.0mg待测样品置于微量样品杯中检测分析。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述的待测样品为低温粉碎或剪碎至2mm×2mm以下的儿童用品。
3.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,液体进样法中所述的二氯甲烷和丙酮混合溶剂中二氯甲烷与丙酮的体积比为4:1。
4.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,液体进样法中所述的待测样品的质量为50~150mg,加入混合溶剂中的体积为2~10 mL。
5.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,液体进样法中所述的微波萃取条件为100℃,30分钟。
6.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,液体进样法中所述的热裂解工作条件为:裂解炉初始温度为200℃,以20℃/min升温至300℃,以5℃/min升温至340℃,保持1min,接口温度为320℃。
7.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,液体进样法中所述的气相色谱/质谱条件如下:
色谱柱:超合金毛细管色谱柱,固定相为5%二苯基二甲基聚硅氧烷,py UA-5, 30 m×250 μm×0.25 μm;程序升温:180 ℃,保持5min,20℃/min升至220℃,保持5min,10℃/min升至300℃,保持8 min;载气:氦气,纯度≥99.999%,恒压模式;进样口温度:300℃,分流进样,分流比20:1;色谱-质谱接口温度:280℃;离子源:电子电离源EI,离子源温度230℃;电子能量:70 eV;质量分析器:四级杆质量分析器;扫描模式:选择离子监测(SIM)模式定量;溶剂延迟:3 min;增益系数:1.00。
8.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,固体进样法中所述热裂解工作条件为:裂解炉初始温度为400℃,保持0.1min,接口温度为320℃。
9.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,固体进样法中所述气相色谱/质谱条件为:色谱柱:超合金毛细管色谱柱,固定相为5%二苯基二甲基聚硅氧烷,py UA-5,30m×250μm×0.25μm;程序升温:180 ℃,保持5min,以20 ℃/min升至220℃,保持5min,再以10℃/min升至300 ℃,保持8 min;载气:氦气,纯度≥99.999%,恒压模式;进样口温度:300℃,分流比20:1;色谱-质谱接口温度:280℃;离子源:电子电离源EI,离子源温度230℃;电子能量:70eV;质量分析器:四级杆质量分析器;扫描模式:选择离子监测(SIM)模式定量;溶剂延迟:3min;增益系数:1.00。
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2020
- 2020-03-02 CN CN202010134408.3A patent/CN111175412A/zh active Pending
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