高效液相色谱-质谱法检测羽绒中的AP和APEO

文/连秋燕

烷基酚（AP）和烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）是一种具有亲水和疏水基团的表面活性剂，因其具备乳化、渗透、增容、分散、去污等功能，被广泛运用于纺织、洗涤、造纸等行业。羽绒羽毛制品因其轻便暖和的良好性能，深受消费者的喜爱。羽绒羽毛制品在生产过程中必须经过多道洗涤工序，最终才能投入使用，羽绒成品中可能会残留AP和APEO。AP和APEO属于环境激素，被列入禁用物质，其被生物体吸收后会影响生物的内分泌，降低免疫能力，扰乱生物的内分泌系统，最新羽绒服装标准GB/T 14272—2021对羽绒服中羽绒的AP 和APEO 含量进行了限制。我国是羽绒羽毛生产大国，建立羽绒中AP和APEO的检测方法可以提高羽绒制品的质量，保障消费者的生命安全和合法权益。

检测AP和APEO方法主要有气相色谱-质谱法、热裂解-气质联用法、液相色谱法和高效液相-质谱法。笔者实验室借鉴了生活用纸中烷基酚聚氧乙烯醚的测试方法，将其运用到羽绒样品中AP和APEO的测定，采用超声前处理方法来提取羽绒中的AP和APEO并研究了超声提取温度、提取时间等前处理条件对测定结果的影响，期望为其他检测实验室提供一些参考和借鉴。

1 试验部分

1.1 仪器设备

液相色谱（1290 Infinity，美国安捷伦有限公司）-串联三重四极杆质谱仪（6410B，美国安捷伦有限公司）；旋转蒸发仪（BUCHI R-210，瑞士Buchi公司）；超声波处理器（KQ-500E，昆山市超声仪器有限公司）。

1.2 试剂

甲醇、甲酸铵等试剂为色谱纯。烷基酚（AP）和烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）标准品购买自上海安谱。

1.3 工作溶液的准备

烷基酚(AP)和烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）标准品的配制过程如下：用天平（精度为0.01mg）称取一定质量（约10.0 mg）的烷基酚(AP)和烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）标准品，用甲醇溶液配制成浓度约为1000mg/L的母液，而后用甲醇溶液逐级稀释得到浓度为0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L、0.8mg/L、1.0mg/L的烷基苯酚(AP)和烷基苯酚聚氧乙烯醚（APEO）标准工作溶液。

1.4 样品处理

准确称取0.5 g羽绒样品（精确至0.0001 g），放到200 mL具塞提取器中，加入80 mL甲醇，涡旋混匀至所有羽绒被完全浸没，后放入70℃超声波萃取仪中超声萃取60min。冷却至室温后转移至梨形烧瓶中，多次润洗羽绒制品，并滤干羽绒制品，将所有液体都转移至烧瓶中，在40℃条件下，低真空旋转蒸发浓缩至近干，转移2.0毫升甲醇至烧瓶中，用尼龙滤膜过滤后通过液相色谱-质谱测定。如果待测样品中APEO含量较高，需对待测样液进行稀释后再上机测试。

1.5 试验中方法参数

1.5.1 色谱分离条件

液相色谱柱：C反相柱，2.1mm ×100mm，3 µm粒径。

流速：0.2mL/min；柱温：40℃；检测器：质谱检测器；进样体积：10 µL；流动相：A：甲醇；B：0.01mol/L甲酸铵溶液；梯度洗脱程序如表1所示。

表1 色谱柱梯度洗脱程序

1.5.2 质谱分析条件

离子源：电喷雾离子源（ESI）。扫描方式：正离子和负离子扫描。

检测方式：选择离子检测（SIM）。电喷雾电压：-4000 V；EMV: -200V。离子源温度：350℃。

AP和APEO相关参数优化如表2所示。

表2 AP和APEO的SIM监测离子以及扫描方式

2 结果讨论

2.1 羽绒样品的前处理

样品的前处理过程参考了GB/T 23322—2018和国内外文献中对于羽绒样品的前处理方法，甲醇作为萃取溶剂萃取效率高。因此，我们以甲醇作为萃取溶剂。试验考察了不同温度下检出壬基苯酚聚氧乙烯醚（NPEO）的阳性样品的提取效率，羽绒阳性样品在40℃、50℃、60℃、65℃、70℃条件下萃取，结果如图1所示。

图1 萃取温度对NPEO提取效率的影响

超声温度对提取效果影响很大，随着温度的增加，萃取效率逐渐增加，在70℃达到最大提取效率。考虑甲醇的沸点为64.6℃，所以试验选取70℃为最佳萃取温度。笔者建议萃取过程中，萃取瓶要密封，萃取结束后要冷却至室温再打开瓶盖，否则会出现甲醇爆沸现象。本文在70℃条件下比较了不同时间的超声提取效果。发现在60 min时，萃取效率最高，再增加时间对提取效率影响很小。为了节省检测时间，实验室选择60 min作为超声时长。

2.2 色谱分离条件和质谱检测条件优化

采用甲醇和纯水作为流动相，AP和APEO质谱信号较弱。这很可能是由于AP和APEO在纯水中很难离子化引起的，为了增强离子化效应，在水相中添加了0.01 mol/L的甲酸铵，此时AP和APEO在质谱上响应能够达到检测要求。为了使得羽绒中的AP和APEO能按各自适宜的容量因子达到良好的分离，试验优化了梯度洗脱程序。优化后的梯度洗脱程序见1.5.1。

质谱分析中离子源采用电喷雾离子源，扫描方式为正离子扫描、负离子扫描两种。检测方式是选择离子扫描（SIM）。优化后得到的AP和APEO选择监测离子如表2所示。优化后的AP和APEO选择离子流图如图2所示。

图2 AP和APEO选择离子流图，OP、NP、OPEO和NPEO的浓度为1.0 mg/L

2.3 线性关系和定量限

在本方法试验所确定的液相色谱-串联质谱条件下，对5种不同浓度的标准工作溶液进行分析测定后发现AP和APEO的特征离子峰面积与浓度成良好的线性关系（线性相关性系数都大于0.997），得到的AP和APEO的回归方程、线性系数、定量限以及定量限处的信噪比等参数如表3所示。在阴性羽绒样品中加入低浓度AP和APEO并进行多次试验，发现在定量限处AP和APEO信噪比都大于10，能够保证羽绒样品中低浓度的AP和APEO能够被检测，完全满足GB/T 14272—2021对AP和APEO的检测要求（AP和APEO限量值范围为0.25mg/kg～0.5mg/kg）。

表3 AP和APEO的线性回归方程、线性回归系数、定量限和信噪比

2.4 方法的精密度和回收率

本试验选取了实验室的阴性羽绒样品，分别添加0.25mg/kg、0.5mg/kg、2.5mg/kg3个浓度水平的AP和APEO进行试验。AP和APEO的回收率数据如表4所示。

表4 羽绒样品中AP和APEO的加标回收率

本方法的加标回收率在80.00%～97.20%之间，相对标准偏差在0.95%～7.01 %范围，符合日常检测的要求。

2.5 实际样品中AP和APEO的测定

本实验室对大量的纯羽绒样品和羽绒服中的羽绒样品进行了检测，通过对随机抽取的18件羽绒服中的羽绒样品进行分析后，发现其中有13个羽绒样品检出AP和APEO，检出率约为72%，测定具体数值如表5所示。

表5 实际样品中AP和APEO的测定结果 mg/kg

试验中发现大部分羽绒样品检测出的都是NP的同分异构体，属于假阳性，所以OP和NP都是未检出。OPEO和NPEO的检出率比较高，不过OPEO检出的数值比较小，NPEO只要有检出，都是比较高，超出了GB/T 14272—2021规定的限量值（100mg/kg），属于不合格样品。

3 结论

本研究通过液相色谱-质谱法建立了羽绒羽毛中AP和APEO的定性定量分析方法，该方法采用简单超声萃取，具有前处理简单，检测灵敏度高、定量限低的特点，并且回收率和准确度都能满足日常分析要求。运用于羽绒服中羽绒样品AP和APEO的检测，可为羽绒羽毛中AP和APEO检测标准的制定提供技术支持，为我国羽绒制品的出口保驾护航。