CN112067732B - 定量检测溴化阻燃剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定量检测溴化阻燃剂的方法。该方法包括：向液体样本中加入待分析物的C₁₃标记物，混合后平衡1小时；将所述加入同位素标记物的样本与电解质和表面活性剂混合后进行浊点萃取，以便得到萃取液；将所述萃取液进行反萃处理，以便得到待测样本；以及将所述待测样本进行液相色谱质谱联用系统进行检测，以便获得所述溴化阻燃剂的含量。该方法具有操作简单、低成本、高灵敏度，BFR检测范围广等优点。

Description

定量检测溴化阻燃剂的方法

技术领域

本发明涉及分析化学领域，具体地，涉及定量检测溴化阻燃剂的方法。

背景技术

溴化阻燃剂(BFR)具有优异的阻燃性能，已被广泛应用于各种消费产品，例如电子设备、印刷电路板、纺织品、建筑材料和许多塑料产品。由于大多数BFR具有生物蓄积性和毒性，近些年来关于BFR分析检测方法的研究日益增多。目前报道较多的为四溴双酚A(TBBPA)、六溴环十二烷(HBCD)、多溴联苯醚(PBDEs)、十溴二苯乙烷(DBDPE)和1，2-双(2，4，6-三溴苯氧基)乙烷(BTBPE)，其中后面两种化合物为近几年新兴的BFR。水样中BFR的分析检测主要采取提取浓缩与质谱检测相结合的方法。液-液萃取(LLE)和固相萃取(SPE)是最常用于提取和浓缩水样中BFR的方法。LLE的主要缺点是耗时，并且消耗大量的有机溶剂。SPE需要较少的溶剂，但是其成本较高。BFR的仪器检测方法主要为液相色谱质谱法和气相色谱质谱法，其中TBBPA、HBCD的检测多采用液相色谱质谱法，PBDEs、DBDPE和BTBPE的检测多采用气相色谱质谱法。但是，对于高溴代的PBDE，如十溴联苯醚(BDE209)，由于其具有热不稳定的性质，气相色谱质谱法难以保证其测量结果的准确性。

由此，溴化阻燃剂的检测方法有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种定量检测溴化阻燃剂的方法，该方法具有操作简单、低成本、高灵敏度的优点。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种定量检测溴化阻燃剂的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：向液体样本中加入待分析物的C13标记物，混合后平衡1小时，以便得到加入同位素标记物的样本；将所述加入同位素标记物的样本与电解质和表面活性剂混合后进行浊点萃取，以便得到萃取液；将所述萃取液进行反萃处理，以便得到待测样本；以及将所述待测样本进行液相色谱质谱联用系统进行检测，以便获得所述溴化阻燃剂的含量。

根据本发明实施例的定量检测溴化阻燃剂的方法，采用浊点萃取结合反萃处理对液体样本中的溴化阻燃剂(BFR)进行提取浓缩，具有操作简单，浓缩倍数高的优点，并且，在浊点萃取过程中添加电解质和表面活性剂，提高浊点萃取的效率。同时，采用同位素稀释质谱法(IDMS)进行定量，检测方法的准确度显著提高。进而，该方法具有操作简单、低成本、高灵敏度、高准确度，BFR检测范围广等优点。

另外，根据本发明上述实施例的定量检测溴化阻燃剂的方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述电解质为醋酸铵。

根据本发明的实施例，所述电解质的浓度为0.1-0.5mol/L。

根据本发明的实施例，所述表面活性剂为Triton X114。

根据本发明的实施例，所述表面活性剂的浓度为0.5-1.5g/L，优先地，为1.0g/L。

根据本发明的实施例，所述浊点萃取是在35-45摄氏度条件下进行。

根据本发明的实施例，所述浊点萃取的平衡时间为5-15分钟，优选地，为10分钟。

根据本发明的实施例，所述反萃处理的反萃试剂为异辛烷。

根据本发明的实施例，所述反萃试剂进一步包括：乙腈。

根据本发明的实施例，所述待测样本与所述乙腈和所述异辛烷的体积比为1∶0-1∶5-10。

根据本发明的实施例，所述液相色谱质谱联用系统的色谱条件为：色谱柱：BEHC18柱，100mm×2.1mm，1.7μm；柱温：40℃；流速：0.3mL/min；进样量：5μL。

根据本发明的实施例，所述液相色谱质谱联用系统的色谱的流动相为：A相：2mM醋酸铵水溶液；B相：甲醇/乙腈，体积比为90/10。

根据本发明的实施例，所述色谱的梯度洗脱条件为：0.01-10分钟，(70％-100％)B相；10-15分钟，100％B相；15-15.5分钟，(100％-70％)B相；15.5-18分钟，70％B相。

根据本发明的实施例，所述液相色谱质谱联用系统的质谱条件为：离子源：APCI离子源，负离子模式；CurtainGAS(CUR)：30psi；NebulizerCurrent(NC)：-5μA；温度(Temperature)：300℃；Ion Source Gas 1(GS1)：40psi。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的定量检测溴化阻燃剂的方法的流程示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的流动相B相分别为乙腈和甲醇时的TIC结果示意图；

图3显示了根据本发明一个实施例的流动相B为不同比例甲醇/乙腈时各化合物响应变化结果示意图；

图4显示了根据本发明一个实施例的流动相B相为甲醇/乙腈(90/10)时的TIC结果示意图；

图5显示了根据本发明一个实施例的流动相A中添加不同浓度醋酸铵对化合物响应的影响的结果示意图；

图6显示了根据本发明一个实施例的Triton X114浓度对各目标物回收率的影响的结果示意图；

图7显示了根据本发明一个实施例的平衡时间对各目标物回收率的影响的结果示意图；

图8显示了根据本发明一个实施例的醋酸铵添加量对各目标物回收率的影响的结果示意图；

图9显示了根据本发明一个实施例的平衡温度对各目标物回收率的影响的结果示意图；

图10显示了根据本发明一个实施例的超声反萃后的分层现象的结果示意图；

图11显示了根据本发明一个实施例的不同反萃试剂组成对TBBPA和HBCD回收率的影响的结果示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种定量检测溴化阻燃剂的方法。

根据本发明实施例的定量检测溴化阻燃剂的方法，采用浊点萃取结合反萃处理对液体样本中的溴化阻燃剂(BFR)进行提取浓缩，具有操作简单，浓缩倍数高的优点，并且，在浊点萃取过程中添加电解质和表面活性剂，提高浊点萃取的效率。同时，采用同位素稀释质谱法(IDMS)进行定量，检测方法的准确度显著提高进而，该方法具有操作简单、低成本、高灵敏度、高准确度，BFR检测范围广等优点。

根据本发明的一些实施例，该方法可以检测7种典型BFR，分别为TBBPA、α-HBCD、β-HBCD、γ-HBCD、BDE209、DBDPE和BTBPE。

根据本发明的一些实施例，该方法各目标物的检出限范围为0.3-3.0ng/L，满足水样中痕量BFRs的测量需求。

为了便于理解本发明实施例的定量检测溴化阻燃剂的方法，参考图1，对该方法进行解释说明，根据本发明的实施例，该方法包括：

S100同位素标记

根据本发明的实施例，向液体样本中加入加入同位素标记物分析物的C13标记物，混合后平衡1小时，得到加入同位素标记物的样本。由此，采用同位素稀释质谱法(IDMS)进行定量，检测的准确度显著提高。

具体地，将同位素标记的溴化阻燃剂用甲苯稀释，然后用甲醇进行逐级稀释，便于后续与样本混合。

S200浊点萃取

根据本发明的实施例，将加入同位素标记物的样本与电解质和表面活性剂混合后进行浊点萃取，得到萃取液。由此，该浊点萃取具有操作简单，浓缩倍数高的优点并且，在浊点萃取过程中添加电解质和表面活性剂，提高浊点萃取的效率。

发明人研究发现，在浊点萃取中添加电解质，在溶液中添加阴、阳离子，其中，阳离子的存在能够造成聚氧乙烯链的脱水，阴离子则会降低水分子间的缔合作用从而降低浊点，另外，由于“盐析”作用会降低目标物在上层水相中的溶解度，从而提高浊点萃取效率。根据本发明的实施例，该电解质可以为醋酸铵。由此，与后续液相色谱的流动相中添加的离子一致，避免干扰离子的引入。根据本发明的实施例，该电解质的浓度为0.1-0.5mol/L，优选地，为0.5mol/L，在该浓度下，溴化阻燃剂的回收率更高。

由于浊点萃取过程的完成需要表面活性剂浓度达到其临界胶束浓度(CMC)，并且所形成的胶束要足够将溶液中的目标物萃取完全，因此表面活性剂的种类和浓度会影响实验的萃取效率。具体地，表面活性剂种类的选择要考虑与基质的相互作用和对溴化阻燃剂的溶解度两方面因素，并且要有合适的浊点温度。根据本发明的实施例，该表面活性剂为TritonX114。

根据本发明的实施例，该表面活性剂的浓度为0.5-1.5g/L，优选地，为1.0g/L。发明人发现，在Triton X114浓度低于0.5g/L时，极性较弱的目标物(例如BTBPE、BDE209、DBDPE)的回收率明显低于中等极性的目标物，而在Triton X114浓度高于1.0g/L时各目标物回收率相当，表明浊点萃取极性较弱的目标物时需要较高的表面活性剂浓度，但较高的表面活性剂浓度会增加后续反萃处理的难度，发明人综合考虑，表面活性剂的浓度为0.5-1.5g/L时，在一定程度上满足了回收率的要求，并将反萃处理的难度控制在合理的范围内，并且以表面活性剂的浓度为1.0g/L时，效果更佳。

研究发现，浊点温度是浊点萃取的核心因素，表面活性剂溶液达到浊点温度才能发生相分离完成萃取与富集，如果平衡温度低于其浊点温度，则体系无法实现分相。高于浊点温度的条件下，表面活性剂单体聚集在一起，与水溶液分离。随平衡温度的升高，表面活性剂相的含水量降低，氢键断裂，发生脱水作用，富集相体积减小，进而增大富集倍数，提高萃取效率。但是如果平衡温度太高，可能会造成目标物的热分解。根据本发明的实施例，该浊点萃取是在35-45摄氏度条件下进行，溴化阻燃剂的富集倍数高，热分解率低，回收率高，并且，在浊点萃取在40摄氏度时，效果更佳。

浊点萃取是基于表面活性剂水溶液中相分离现象的萃取浓缩技术。表面活性剂在两相中的分配与溶质的增溶性质与萃取效率密切相关，而平衡时间是决定分配是否发生完全的关键因素。根据本发明的实施例，当该浊点萃取的平衡时间为5-15分钟时，有利于浊点萃取充分进行，并且回收率高，并且，当该浊点萃取的平衡时间为10分钟时，效果更佳。

S300反萃处理

根据本发明的实施例，将所述萃取液进行反萃处理，以便得到待测样本。由于浊点萃取后表面活性剂富集相稀释后导致样本中溴化阻燃剂富集倍数有限(理论最大值为100)，并且富集相中高浓度的表面活性剂对质谱造成不利影响，因而，发明人增加反萃操作进一步提高富集倍数，并去除富集相中的表面活性剂。

根据本发明的实施例，该反萃处理的反萃试剂为异辛烷。发明人通过实验发现使用异辛烷(Isooctane)作为反萃试剂可以实现分层，向浊点萃取后的表面活性剂富集相中加入相应反萃试剂后，超声10min，将上层异辛烷相取出，避免异辛烷的干扰。

根据本发明的实施例，该反萃试剂进一步包括：乙腈。发明人实验发现，乙腈有助于打破反萃处理后的乳化现象，提高化合物的反萃效率，对于极性较弱的化合物(例如BTBPE、BDE209、DBDPE)其效果更佳。根据本发明的实施例，该待测样本与乙腈和异辛烷的体积比为1∶0-1∶5-10，优选地，为1∶1∶10。由此，反萃处理后的乳化现象显著降低，并且反萃效率显著提高。

S400分析检测

根据本发明的实施例，将所述待测样本进行液相色谱质谱联用系统进行检测，以便获得所述溴化阻燃剂的含量。

根据本发明的实施例，所述液相色谱质谱联用系统的色谱条件为：色谱柱：BEHC18柱，100mm×2.1mm，1.7μm；柱温：40℃；流速：0.3mL/min；进样量：5μL。由此，在该条件下，各BFR在18min内分离度良好。

根据本发明的实施例，所述液相色谱质谱联用系统的色谱的流动相为：A相：2mM醋酸铵水溶液；B相：甲醇/乙腈，体积比为90/10。发明人研究发现，A相中添加醋酸铵对于TBBPA、HBCD电离有促进作用，而对于BTBPE、BDE209和DBDPE有抑制作用，但考虑到添加2mM醋酸铵时化合物TBBPA响应为不添加醋酸铵时的2倍，且对BTBPE、BDE209和DBDPE的电离抑制作用不明显，A相的醋酸铵浓度为2mM时，效果好；甲醇为B相时，溴化阻燃剂的响应值高，并且，当B相中的甲醇比例低于90％时，除TBBPA之外的溴化阻燃剂响应皆随着甲醇比例的降低而降低，当B相中的甲醇比例高于90％时，大部分溴化阻燃剂的响应值保持稳定，变化不大。

根据本发明的实施例，所述色谱的梯度洗脱条件为：0.01-10分钟，(70％-100％)B相；10-15分钟，100％B相；15-15.5分钟，(100％-70％)B相；15.5-18分钟，70％B相。

根据本发明的实施例，所述液相色谱质谱联用系统的质谱条件为：离子源：APCI离子源，负离子模式；气帘气(CurtainGAS(CUR))：30psi；雾化器电流(NebulizerCurrent(NC))：-5μA；温度(Temperature)：300℃；离子源雾化气(Ion Source Gas1(GS1))：40psi。由此，在该质谱条件下，各化合物的质谱响应更佳。

为了便于理解，在此提供本发明实施例的定量检测溴化阻燃剂的一般方法，具体如下：

(1)采用棕色玻璃瓶采集液体样本，例如水样，所采集的样本经PTFE滤膜(0.22μm)过滤后置于4℃冰箱保存；

(2)同位素标记：向离心管中加入过滤后的样本，加入与目标分析物浓度相当的同位素标记物溶液，手摇混匀后置于室温平衡1小时；

(3)浊点萃取：向离心管中加入适量醋酸铵溶液及TritonX114水溶液，手摇混匀；将离心管密封并置于40℃水浴锅中加热，10分钟后将离心管取出，置于离心机中5000rpm离心3分钟，此时离心管中水溶液会出现分层现象，上层为含有少量表面活性剂的水相，下层为表面活性剂富集相；

(4)反萃处理：弃去上层水相，向下层表面活性剂富集相中加入适量乙腈稀释，手摇混匀，而后加入2mL异辛烷，将离心管置于超声波清洗仪中进行反萃，超声时间5分钟后使用注射器将上层液(异辛烷相)转移至玻璃氮吹管中40℃吹干；

(5)复溶检测：向玻璃氮吹管中加入50μL甲醇复溶，涡旋1min，而后转移至液相进样瓶中进行HPLC-MS/MS检测；

(6)分析处理：采用同位素稀释质谱法公式计算水样中目标分析物浓度，公式如下：

式中：(A’)_sa、(A)_sa、(c’)_sa、(c)_sa分别为待测水样中BFR同位素标记物和BFR的峰面积与浓度，(A’)_st、(A)_st、(c’)_st、(c)_st分别为标准溶液中BFR同位素标记物和BFR的峰面积与浓度。

下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考J.萨姆布鲁克等著，黄培堂等译的《分子克隆实验指南》，第三版，科学出版社)或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品，例如可以采购自Sigma公司。

实施例1

本实施例中，对本发明实施例的定量检测溴化阻燃剂的方法的主要步骤的实验条件进行分析比较，具体如下：

1.实验材料与仪器

1.1实验材料

表1列出了所购买的标准品详细信息，Triton X-114购自sigma，甲醇、乙腈(色谱级)购自Merck公司，醋酸铵(色谱级)购自Alfa Aesar，Milli-Q water通过millipore制备。液相色谱柱(ACQUITY

BEH C18，100mm×2.1mm，1.7μm)购自Waters。

表1实验用标准品信息

1.2实验仪器

岛津LC-30ADXR液相色谱(日本Shimadzu公司)串联Qtrap 5500质谱(美国AppliedBiosystems公司)；ME614S电子天平(Sartorius，德国)；CR21GIII离心机(Hitachi，日本)；Vortex-Genie2型涡旋混合器(Scientific Industries，美国)；N-EVAP 111氮吹仪(Organomation Associates，美国)。

1.3标准溶液制备

1.3.1标准溶液稀释液制备

BFRs混标：将购买的7种BFRs单标或者纯品用甲苯稀释至1μg/g；然后分别称取1μg/g的BFRs单标溶液5g，加15g甲醇稀释，即得浓度为100ng/g的BFRs混标。更低浓度的BFRs混标用甲醇进行逐级稀释。

同位素标记BFRs混标：将购买的7种同位素标记BFRs同位素标记用甲苯稀释至1μg/g；然后分别称取1μg/g的同位素标记BFRs单标溶液5g，加15g甲醇稀释，即得浓度为100ng/g的同位素标记BFRs混标。更低浓度的同位素标记BFRs混标用甲醇进行逐级稀释。

1.3.2校准工作溶液制备

采用内标法标准曲线进行定量。标准曲线设置浓度范围为0.5-20 0ng/g。内标浓度为50ng/g。

2.实验方法与结果

2.1超高效液相色谱-串联质谱仪器分析方法建立

2.1.1实验方法

采用UHPLC-MS/MS进行仪器方法对各实验条件进行分析比较。本实施例采用Waters的

BEHC18柱(100mm×2.1mm，1.7μm)进行液相分离。柱温：40℃；流速：0.3mL/min；进样量：5μL。采用APCI离子源，负离子模式。

(1)对化合物的质谱参数进行分析比较，包括Q1(母离子)、Q3(子离子)、DP(去簇电压)、EP(射入电压)、CE(碰撞电压)、CXP(碰撞室射出电压)，此部分的操作条件为操作条件：接液相(双通，不接色谱柱)；流动相：甲醇，流速0.3ml/min；CurtainGAS(CUR)：20psi，Collision Gas(CAD)：Medium，Nebulizer Current(NC)：-5μA，Temperature(TEM)：300℃，Ion Source Gas1(GS1)：40psi；针泵注射流速：20μl/min，目标物浓度：1μg/g in toluene。

(2)对离子源参数进行分析比较，包括Curtain GAS(CUR)，Nebulizer Current(NC)，Temperature(TEM)，Ion Source Gas 1(GS1)，此部分采用操作条件：液相接双通(不接色谱柱)，按照前一步优化完毕的化合物质谱参数建立仪器采集方法，流动相：甲醇/水(50/50)，流速0.3ml/min，样品浓度：20ng/g，进样量：5μl，选择仪器的FIA分析选项，输入需要优化的离子源参数进行优化。

(3)对液相条件进行分析比较，包括流动相组成、流速、流动相梯度、柱温，此部分优化时将前两部分优化好的参数输入到仪器LC-MRM方法中，进样量：5μl，改变液相实验条件即可。

2.1.2实验结果

经过分析比较，目标化合物和同位素内标对应的母离子、子离子质谱参数见表2。

表2BFRs及其同位素内标Q1、Q3及相关质谱参数

结果显示，优选的离子源参数为：Curtain GAS(CUR)：30psi；Nebulizer Current(NC)：-5μA；Temperature(TEM)：300℃；Ion Source Gas 1(GS1)：40psi。

液相部分主要对流动相组成进行了分析比较，结果如图2所示，流动相B相为乙腈(ACN)时，所获得的TIC图中α-HBCD和β-HBCD不能很好地分离，流动相B相为甲醇(MeOH)时，获得的总离子流图(TIC图)中β-HBCD和γ-HBCD不能很好地分离。

另外，相比于乙腈，使用甲醇为流动相B时各化合物的响应要高，因此接下来对比探究了流动相B为不同比例甲醇和乙腈时的各化合物响应变化，结果如图3所示，当B相中的甲醇比例低于90％时，除TBBPA之外的化合物响应皆随着甲醇比例的降低而降低，B相中甲醇比例为90％时大部分化合物的响应与100％甲醇时的响应相当，且此时3种HBCD异构体能够很好地分离(图4，因此选择B相为甲醇/乙腈(90/10)进行后续实验。

对于流动相A，探究了不同浓度的醋酸铵浓度水溶液对化合物响应的影响，结果如图5所示，A相中添加醋酸铵对于TBBPA、HBCD电离有促进作用，而对于BTBPE、BDE209和DBDPE有抑制作用。考虑到添加2mM醋酸铵时化合物TBBPA响应为不添加醋酸铵时的2倍，且对BTBPE、BDE209和DBDPE的电离抑制作用不明显，优选A相为2mM醋酸铵水溶液进行后续实验。

优选的液相条件为色谱柱：

BEH C18(100mm×2.1mm，1.7μm)，柱温：40℃，流动相：(A)H₂O(2mM NH₄OAc)，(B)MeOH/ACN(90/10)，流动相梯度见下表3。

表3流动相梯度

采用内标法标准曲线进行定量。对目标物线性范围进行了考察，结果如表4。

表4采用内标法标准曲线进行定量时目标物线性范围

2.2浊点萃取方法的实验条件的分析比较

2.2.1实验方法

(1)向50mL离心管中加入400μL 10ng/g标液，加入40mL超纯水，手摇混匀，置于室温平衡1h；

(2)向加标水样中加入一定量的表面活性剂Triton X114水溶液(100g/L)，手摇混匀，置于水浴锅中加热，平衡一定时间后将离心管取出，置于离心机中5000rpm离心3min；

(3)弃去上清液，向下层表面活性剂富集相中加入200μL乙腈稀释，使用汉密尔顿(hamilton)进样针准确记录最终体积后上样进行HPLC-MS/MS检测；

(4)准备空白40mL超纯水(不加标)，进行同上处理，最后一步时加入200μL20ng/g标液稀释，使用汉密尔顿(hamilton)进样针准确记录最终体积后上样进行HPLC-MS/MS检测；

(5)采用绝对回收率评价浊点萃取效率，将先加标水样命名为A，空白水样后添加标液样品命名为B。则回收率按如下公式计算：

其中：A_A为样品A中化合物的峰面积，A_B为样品B中化合物的峰面积，V_A为样品A最终上样体积，V_B为样品B最终上样体积

2.2.2表面活性剂浓度的优化

本发明的实施例选取Triton X114为表面活性剂。由于浊点萃取过程的完成需要表面活性剂浓度达到其临界胶束浓度(CMC)，并且所形成的胶束要足够将溶液中的目标物萃取完全，因此表面活性剂的浓度会影响实验的萃取效率。TritonX114的CMC浓度为0.2mM，约为0.1g/L，但采用0.1g/L的实验条件时发现浊点现象不明显且离心后几乎看不到分层界面。本实施例对比了不同Triton X114浓度下(0.3-2.0g/L)各目标物回收率结果见图6，其它实验条件为：平衡温度为50℃，平衡时间为30min。从图6可以看出：随着TritonX114浓度的增加，各目标物回收率增长显著；除TBBPA外，在1.0g/L时，各目标物回收率达到最大值。值得注意的是，在Triton X114浓度低于0.5g/L时，极性较弱的目标物(BTBPE、BDE209、DBDPE)的回收率明显低于中等极性的目标物(TBBPA、HBCD)，而在TritonX114浓度高于1.0g/L时各目标物回收率相当，表明浊点萃取极性较弱的目标物时需要较高的表面活性剂浓度。另外，TritonX114浓度低于0.3g/L时未检测到DBDPE，这可能是由于Triton X114浓度较低时形成的浊点体系不完全，不足以将DBDPE萃取出来，也可能是由于DBDPE的溶解度较差。较高的表面活性剂浓度会增加后续反萃操作的难度，因此要在满足回收率要求的前提下尽量降低表面活性剂的使用量，优选的表面活性剂浓度为1.0g/L。

2.2.3平衡时间的优化

浊点萃取是基于表面活性剂水溶液中相分离现象的萃取浓缩技术。表面活性剂在两相中的分配与溶质的增溶性质与萃取效率密切相关，而平衡时间是决定分配是否发生完全的关键因素。

本实施例对5-60min范围的平衡时间进行了研究。图7为Triton X114浓度为1.0g/L，平衡温度为50℃，平衡时间对目标物回收率的影响。实验结果表明：平衡时间为5min时浊点萃取已经基本完成，10min后回收率趋于稳定，因此，实验优选的平衡时间为10min。

2.2.4电解质添加量对目标物回收率的影响

浊点萃取反应体系中加入电解质有利于提高浊点萃取效率，其原理主要为阳离子的存在能够造成聚氧乙烯链的脱水，阴离子则会降低水分子间的缔合作用从而降低浊点，另外，由于“盐析”作用会降低目标物在上层水相中的溶解度，从而提高浊点萃取效率。发明人考虑到后续需要利用HPLC-MS/MS进行检测，实验选择挥发性盐醋酸按进行电解质添加量优化，分别对0.1-0.5M的不同浓度进行比较，图8为Triton X114浓度为1.0g/L，平衡温度为50℃，平衡时间为10min时醋酸铵的添加量对目标物回收率的影响，实验结果显示：醋酸铵的添加对各目标物的回收率均有所提升，醋酸铵添加量为0.5M时，各目标物回收率达到最大，由此优选0.5M的醋酸铵添加量来进一步完成实验研究。

2.2.5平衡温度对目标物回收率的影响

浊点温度是浊点萃取的核心因素，表面活性剂溶液达到浊点温度才能发生相分离完成萃取与富集，如果平衡温度低于其浊点温度，则体系无法实现分相。高于浊点温度的条件下，表面活性剂单体聚集在一起，与水溶液分离。最佳的平衡温度通常高于表面活性剂浊点温度15-20℃，此时随温度升高，表面活性剂相的含水量降低，氢键断裂，发生脱水作用，富集相体积减小，进而增大富集倍数，提高萃取效率。但是如果平衡温度太高，可能会造成目标物的热分解。本实施例比较在40-80℃范围内平衡温度对回收率的影响，结果见图9。其它实验条件：Triton X114浓度为1.0g/L，平衡时间为10min，醋酸铵添加量为0.5M。结果显示：平衡温度为40℃时，七种目标物的回收率最高，超过40℃后回收率开始下降，因此优选平衡温度为40℃。

2.3反萃反应条件的分析比较

2.3.1实验方法

基于2.2的研究，7种BFRs的浊点萃取优选条件为：TX114浓度＝1.0g/L，平衡温度40℃，平衡时间10min，醋酸铵添加量为0.5M。优选条件下浊点萃取后表面活性剂富集相稀释后最终上样体积为400μL左右，其富集倍数有限(理论最大值为100)，并且富集相中高浓度的表面活性剂对质谱造成不利影响，因此考虑增加一步反萃操作来解决以上问题。

反萃步骤：通过实验发现使用异辛烷(Isooctane)作为反萃试剂可以实现分层，向浊点萃取后的表面活性剂富集相中加入相应反萃试剂后，超声10min，将上层异辛烷相取出，氮吹后加50μL复溶试剂(甲苯/甲醇＝5/95)进行复溶，HPLC-MS/MS检测。实验探究了A(+1ml Isooctane)、B(+2ml Isooctane)、C(+200μlACN+1ml Isooctane)、D(+200μlACN+2mlIsooctane)四种反萃试剂组成对目标物回收率的影响。

2.3.2实验结果

图10为超声反萃后的分层现象，可以看出，A、B皆出现了乳化现象，而C、D则可分为澄清的两层，说明200μlACN的加入有助于打破乳化现象。

对A、B、C、D条件下的化合物峰面积进行对比，结果如图11所示。结果表明乳化现象对反萃效率有极大影响，加入ACN有助于消除乳化现象，提高化合物的反萃效率，对于极性较弱的化合物(BTBPE、BDE209、DBDPE)其效果更加明显，加ACN稀释后再进行反萃相比于直接加Isooctane进行反萃其反萃效率提高至3倍以上，后续方法验证时采用反萃试剂D(+200μlACN+2ml Isooctane)进行实验。

3.方法评估

3.1方法检出限和定量限

对方法检出限和定量限进行了考察，结果如表5所示，7种BFR的检出限范围为0.3-3.0ng/L，满足水样中BFR痕量测定的需求。其中HBCD的检出限远低于欧盟对地表水中HBCD的限量要求(0.05μg/L)。

表5方法检出限和定量限

3.2方法精密度

采用两个加标浓度水平的水样(10和100ng/L)评估了方法的精密度，结果如表6。日内精密度考察在同一天进行，日间精密度考察在第1天和第6天之间进行。方法日内精密度(RSD，n＝6)范围为1.7％至5.4％，日间精密度(RSD，n＝6)范围为1.9％至8.0％。结果显示该方法具有良好的精密度。

表6方法精密度

实施例2

利用本发明实施例的方法对真实水样分析，五个真实水样包括地下水，湖水，黄河水和废水处理厂出水(表7)，具体方法如下：

1、实验步骤

(1)采用棕色玻璃瓶采集真实水样，所采集的水样经PTFE滤膜(0.22μm)过滤后置于4℃冰箱保存；

(2)向50mL离心管中加入40mL过滤水样，加入与目标分析物浓度相当的同位素标记物溶液，手摇混匀后置于室温平衡1小时；

(3)向离心管中加入2mL醋酸铵溶液(10mol/L)及400μL Triton X114水溶液(100g/L)，手摇混匀；

(4)将离心管密封并置于40℃水浴锅中加热，10分钟后将离心管取出，置于离心机中5000rpm离心3分钟，此时离心管中水溶液会出现分层现象，上层为含有少量表面活性剂的水相，下层为表面活性剂富集相；

(5)弃去上层水相，向下层表面活性剂富集相中加入200μL乙腈稀释，手摇混匀，而后加入2mL异辛烷，将离心管置于超声波清洗仪中进行反萃，超声时间5分钟后使用注射器将上层液(异辛烷相)转移至玻璃氮吹管中40℃吹干；

(6)向玻璃氮吹管中加入50μL甲醇复溶，涡旋1min，而后转移至液相进样瓶中进行HPLC-MS/MS检测；

(7)采用同位素稀释质谱法公式计算水样中目标分析物浓度。

式中：(A’)_sa、(A)_sa、(c’)_sa、(c)_sa分别为待测水样中BFR同位素标记物和BFR的峰面积与浓度，(A’)_st、(A)_st、(c’)_st、(c)_st分别为标准溶液中BFR同位素标记物和BFR的峰面积与浓度。

2、实验结果

实验结果详见表7，在所有的真实水样种，只有湖水中检测到了BFR，所检测到的BFR为BDE209，采用同位素稀释质谱法计算得到的浓度值为2.5ng/L。对两个加标浓度水平(10和100ng/L)的真实水样进行加标回收率考察，相对回收率(内标校正)范围为86.0％-113.6％，RSD在0.2％-7.8％范围内。因此，本发明实施例的定量检测溴化阻燃剂的方法可以有效地用于真实水样分析，并且该方法具有操作简单、低成本、高灵敏度，BFR检测范围广等优点。

表7真实水样分析结果

N.D.未检出

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种定量检测溴化阻燃剂的方法，其特征在于，包括：

向液体样本中加入待分析物的C₁₃标记物，混合后平衡1小时，以便得到加入同位素标记物的样本；

将所述加入同位素标记物的样本与电解质和表面活性剂混合后进行浊点萃取，以便得到萃取液，其中，所述电解质为醋酸铵，所述表面活性剂为Triton X114，所述浊点萃取是在35-45摄氏度条件下进行；

将所述萃取液进行反萃处理，以便得到待测样本；以及

将所述待测样本进行液相色谱质谱联用系统进行检测，以便获得所述溴化阻燃剂的含量，

其中，所述溴化阻燃剂为TBBPA、α-HBCD、β-HBCD、γ-HBCD、BDE209、DBDPE和BTBPE，

其中，所述液相色谱质谱联用系统的色谱的流动相为：A相：2mM醋酸铵水溶液；B相：甲醇/乙腈，体积比为90/10，

其中，所述液体样本为水样，

其中，所述反萃处理的反萃试剂为异辛烷，

其中，所述液相色谱质谱联用系统的色谱条件为：

色谱柱：BEH C18柱，100mm×2.1mm, 1.7μm；

柱温：40 ℃ ；

流速：0.3 mL/min；

进样量：5 μL，

其中，所述色谱的梯度洗脱条件为：0.01-10分钟，（70%-100%）B相；10-15分钟，100%B相；15-15.5分钟，（100%-70%）B相；15.5-18分钟，70%B相，

其中，所述液相色谱质谱联用系统的质谱条件为：

离子源：APCI离子源，负离子模式；

气帘气：30psi；

雾化器电流：-5μA；

温度：300℃；

离子源雾化气：40psi。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质的浓度为0.1-0.5 mol/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂的浓度为0.5-1.5 g/L 。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂的浓度为1.0g/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浊点萃取的平衡时间为5-15分钟。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浊点萃取的平衡时间为10分钟。

Images