CN110568104A - 木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,取木碗为研究样本,选择4%乙酸、50%乙醇和异辛烷作为模拟迁移物,样品经迁移液浸泡,醋酸酐酰化,正己烷萃取,用气相色谱‑质谱仪进行测定,外标法定量,具有优良的灵敏度及稳定性,满足木碗中含氯酚(CPs)的分析检测和准确定量。
Description
技术领域
本发明涉及分析化学领域,特别涉及一种木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,具体地,提供一种利用气相色谱-质谱联用法同时测定木质餐具中五氯苯酚、2,4,6-三氯酚、2,4-二氯酚,2-氯苯酚的迁移量的方法。
背景技术
木质餐具,比如木碗、木筷、木勺,均是生活中常见的餐具,因其为天然生物质材料,具有环保健康的特点而深受人们喜爱,其质量与安全和消费者的身体健康紧密相关。然而由于木质餐具本身保留的营养物质,导致其在潮湿环境中存放及使用的过程中易发生腐朽霉变,为防止以上现象的发生,有些生产企业会添加一定量的防腐剂及防霉剂(含氯苯酚)来处理木质原材料。
然而,含氯酚类(CPs)对环境具有危害性,可造成水体、土壤的污染,通过生物富集而进入食物链中。美国环保署(EPA)和欧洲理事会(EC)都将几种CPs列入优先控制污染物名单,欧盟REACH法规则禁止用于建筑、种植用容器、食品接触的木材添加五氯苯酚及其酯类物质。
目前国内针对木质餐具中含氯苯酚迁移量的测定方法的研究相对缺乏,有限的资料大多是关于单次测定含氯苯酚,或者针对的样品是土壤、地下水、纸张,木制玩具等,由于产品基质、使用环境、研究的物质对象不同,现有研究成果并不能直接被套用,因此有必要建立一种能够同时测定木质餐具中多种含氯苯酚迁移量的方法,以满足卫生监管的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,以4种含氯苯酚为研究对象,对样品的迁移条件、色谱条件、质谱条件等开展研究,通过筛选和优化,提出适用于木碗中4种含氯苯酚的迁移条件及前处理方法,建立了同时检测木碗中4种含氯苯酚的GC-MS方法,从而为木制餐具中含氯苯酚的风险监测与评估奠定了方法基础。
本发明采用以下技术方案:
一种木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,包括以下步骤:
步骤S1:均等裁取0.3-1dm2的木制餐具样品作为待测试样,分别添加有4%乙酸、50%乙醇、异辛烷作为模拟迁移物,添加含有五氯苯酚、2,4,6-三氯酚、2,4-二氯酚,2-氯苯酚的标准混合液,其中该标准混合液未进行衍生化处理,且其内各含氯苯酚的添加量为1:1:1:1,在模拟设定温度下浸泡模拟设定时间,进行模拟实验,得到对应的所述迁移浸泡液;
步骤S2:将4%乙酸、50%乙醇对应的迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发,转移至容量瓶中,其中4%乙酸迁移液先用氢氧化钠溶液调节至中性,分别往容量瓶中各加入碳酸钠振荡溶解;将异辛烷对应的迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发至干后,用碳酸钠溶液溶解转移至容量瓶中;
步骤S3:往各个容量瓶内加入醋酸酐,正己烷后,振荡静置后加入适量超纯水至正己烷相处于容量瓶颈部,分层后移取正己烷相至无水硫酸钠固相萃取小柱上,在柱末端加装滤膜后,用容量瓶接收淋洗液,用正己烷淋洗小柱至容量瓶定容,得到对应的迁移量待测溶液;
步骤S4:取迁移量待测溶液采用气相色谱-质谱联用法检测,检测条件如下:
色谱条件:DB-5MS柱或HP-5MS柱;进样口温度:270℃;升温程序:初始温度为50℃,保持1min,以15℃/min升温至260℃;载气:高纯氦气,纯度≥99.999%,流速为1.0mL/min;进样方式:不分流进样,进样体积为1μL;
质谱条件:电离方式为EI,电离能量70eV;离子源温度230℃-280℃;四极杆温度150℃;溶剂延迟5min;定性分析时采用全扫描模式,质量扫描范围为80-350amu;
步骤S5:以以下公式计算含氯苯酚的迁移量:C=C1*V1/V0;C:迁移量浓度;C1:进样测试浓度;V1:最后定容体积;V0:迁移浸泡液体积。
在本发明的实施例中,标准混合液的制备如下:用甲醇溶液溶解定容2-氯苯酚得到2-氯苯酚标准液,其中2-氯苯酚标准液和2,4-二氯苯酚标准液、2,4,6-三氯苯酚标准液、五氯苯酚标准液的浓度均相同;移取相同体积的2-氯苯酚标准液、2,4-二氯苯酚标准液、2,4,6-三氯苯酚标准液、五氯苯酚标准液混合在装有0.1mol/L碳酸钠碳酸钠溶液的容量瓶内,得到标准混合物。
本发明采用外标定量法定量含氯苯酚的含量,以衍生化处理过的不同浓度的含有4类含氯苯酚的标准混合液采用气相色谱-质谱联用法检测的方式,选择标准混合液中各物质的响应峰面积、各物质浓度为横纵坐标,绘制各物质的标准曲线,以标准曲线定量各物质。在本发明的范围之内,选择制备进样浓度为0.2-10.0μg/mL的标准混合液。
具体的衍生化步骤同测量过程中衍生化处理:往混合有四种混合物的溶液中分别加入醋酸酐,正己烷后,振荡静置后加入适量超纯水至正己烷相处于容量瓶颈部,分层后移取正己烷相至无水硫酸钠固相萃取小柱上,在柱末端加装滤膜后,用容量瓶接收淋洗液,用正己烷淋洗小柱至容量瓶定容。
在一些实施例中,2-氯苯酚标准液和2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚、五氯苯酚的浓度选择为100μg/mL。
具体的,在一实施例中,准确称取2-氯苯酚0.1000g于10mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度作为标准储备液,储备液于4℃下避光储存(可稳定存放3个月)。移取0.100mL2-氯苯酚标准储备液于10mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度配置浓度为100μg/mL的2-氯苯酚标准液。
在一些实施例中,标准混合液的进样浓度为0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0μg/mL。对应的配置过程可为:分别各自移取0.010mL、0.025mL、0.05mL、0.100mL、0.250mL、0.500mL浓度为100μg/mL的2-氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚、五氯苯酚于6个装有30mL0.1mol/L碳酸钠的100mL容量瓶中。
在步骤S1当中,添加100mL的4%乙酸、50%乙醇、异辛烷作为模拟迁移物,添加标准混合液后的迁移液浓度为0.05μg/mL。
在一些实施例中,以添加100mL的模拟迁移物为参考比例,100mL的4%乙酸、50%乙醇迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发至约30mL后,转移至100mL容量瓶中(其中4%乙酸迁移液先用氢氧化钠溶液调节至中性),分别往容量瓶中各加入0.3180g碳酸钠振荡溶解;100mL异辛烷迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发至干后,用30mL 0.1mol/L碳酸钠溶液溶解转移至100mL容量瓶中,其体积可成比例调整。
在混合在100mL的容量瓶内分别加入1mL的醋酸酐,准确加入5.000mL正己烷后,振荡2min,静置5min后往容量瓶中加入适量超纯水至正己烷相处于容量瓶颈部,分层后移取正己烷相至无水硫酸钠固相萃取小柱上(预先用正己烷淋洗润湿),在柱末端加装滤膜后,用5mL容量瓶接收淋洗液,用正己烷淋洗小柱至容量瓶定容,待测。
相较现有技术,本发明具有以下有益效果:
1、采用4%乙酸、50%乙醇、异辛烷作为迁移模拟物,针对木质餐具的使用特点,模拟木质餐具接触水性食物、含酒精饮料、含油脂食品的情况,迁移模拟物浸泡木质餐具样品,通过气相色谱-质谱联用法测定木质餐具中多类含氯苯酚在不同迁移条件下的迁移量。
2、同时测定五氯苯酚、2,4,6-三氯酚、2,4-二氯酚,2-氯苯酚的迁移量,减少测定的成本,提高测定的效率,且该方法容易操作准确灵敏。
附图说明
图1是四种含氯苯酚:五氯苯酚、2,4,6-三氯酚、2,4-二氯酚,2-氯苯酚标准样品的总离子色谱图。
图2是不同浸泡温度和浸泡时间对应的回收率的结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员应理解的是,在本发明的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
试样的准备:
无水碳酸钠、氢氧化钠、乙酸酐、无水乙醇、冰乙酸、异辛烷均为分析纯,甲醇、正己烷为色谱纯,购自上海凌峰化学试剂有限公司;无水硫酸钠固相萃取小柱(2g/6mL)购自安捷伦;实验室用水为经Milli-Q净化的超纯水。
含氯苯酚(CPs)购自北京曼哈格生物科技有限公司,其中五氯苯酚(CAS No.:[87-86-5])、2,4,6-三氯酚(CAS No.:[88-06-2])、2,4-二氯酚(CAS No.:[120-83-2]),均为100μg/mL;2-氯苯酚(CAS No.:[95-57-8]),纯度为99.8%。
仪器和设备的准备:
气质联用仪,Agilent 7890A/5975C,美国Agilent公司;
Milli-Q超纯水仪,美国Millipore公司;
RV 10旋转蒸发仪,德国IKA公司。
一、四种含氯苯酚的标准样品色谱图以及对应的参数获取:
将含2-氯苯酚标准液、2,4-二氯苯酚标准液、2,4,6-三氯苯酚标准液、五氯苯酚标准混合液,经过干燥及滤膜过滤后的标准混合液用气相色谱质谱联用仪测定,得到四种含氯苯酚的标准样品色谱图,以及含氯苯酚(CPs)的保留时间、定量离子、定性离子参数,如下表1:
表1含氯苯酚的参数
以此为标准可在测定过程中同时测定2-氯苯酚标准液、2,4-二氯苯酚标准液、2,4,6-三氯苯酚标准液、五氯苯酚四种含氯苯酚。
二、色谱柱的选择:
以浓度为0.5μg/mL的含氯苯酚混合标准溶液为测试样品,经过干燥及滤膜过滤后的标准混合液用气相色谱质谱联用仪测定,分别选择HP-5MS柱和DB-5MS柱两种色谱柱,其他条件均控制不变,结果显示相比HP-5MS柱,DB-5MS柱的分离效果更好,因此优选DB-5MS柱为色谱柱。在本发明的实施例中,选择的DB-5MS柱规格为30m×0.25mm×0.25μm。
三、离子源温度的选择:
含氯苯酚(CPs)随着氯代数量的增加沸点随之增加,五氯苯酚沸点高达310℃,因过高的离子源温度会加速对其的损耗,本文通过对含氯酚的乙酰化来降低其沸点,因此需综合考察适宜的离子源温度以保证含氯酚的有效检测,为此选取230℃,250℃,280℃三个温度进行实验,通过综合比较仪器的响应值及离子源的损耗问题,优选以230℃的离子源温度作为含氯酚的检测条件。
四、不同模拟迁移物对迁移量的影响:
试验实施例:
分别往裁取好的0.6dm2空白木碗样品中加入100mL的4%乙酸、50%乙醇、异辛烷,添加4种含氯酚(CPs)混合标准液(添加后的迁移液浓度为0.05μg/mL),在40℃温度条件下浸泡液6h;分别将100mL的4%乙酸、50%乙醇迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发至约30mL后,转移至100mL容量瓶中(其中4%乙酸迁移液先用氢氧化钠溶液调节至中性),分别往容量瓶中各加入0.3180g碳酸钠振荡溶解;将100mL异辛烷迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发至干后,用30mL 0.1mol/L碳酸钠溶液溶解转移至100mL容量瓶中;往容量瓶中分别加入1mL的醋酸酐,准确加入5.000mL正己烷后,振荡2min,静置5min后往容量瓶中加入适量超纯水至正己烷相处于容量瓶颈部,分层后移取正己烷相至无水硫酸钠固相萃取小柱上(预先用正己烷淋洗润湿),在柱末端加装滤膜后,用5mL容量瓶接收淋洗液,用正己烷淋洗小柱至容量瓶定容,得到迁移量待测溶液。
迁移量待测溶液采用气相色谱-质谱联用法检测,检测条件如下:
色谱条件:DB-5MS柱(30m×0.25mm×0.25μm);进样口温度:270℃;升温程序:初始温度为50℃,保持1min,以15℃/min升温至260℃;载气:高纯氦气,纯度≥99.999%,流速为1.0mL/min;进样方式:不分流进样,进样体积为1μL;
质谱条件:电离方式为EI,电离能量70eV;离子源温度230℃;四极杆温度150℃;溶剂延迟5min;定性分析时采用全扫描模式,质量扫描范围为80-350amu;计算回收率,加标回收率P=(C1-CK)/CO*100%;
P:加标回收率;C1:加标测试浓度;CK:空白样测试浓度;C0:理论的进样浓度;
各模拟迁移物对4种CPs的回收率统计如下表2:
表2不同模拟迁移物对4种CPs的回收率
可见50%乙醇迁移液加对含氯苯酚(CPs)的回收率相对较高,而异辛烷的极性较低,对含氯苯酚(CPs)的迁移溶解较少,固回收率相对较低。
五、浸泡时间和浸泡温度对迁移量的影响
试验实施例:
分别往裁取好的0.6dm2空白木碗样品中加入50%乙醇,添加迁移液浓度为0.05μg/mL的2-氯苯酚,在不同的温度条件下浸泡不同的时间,将50%乙醇迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发至约30mL后,转移至100mL容量瓶中,分别往容量瓶中各加入0.3180g碳酸钠振荡溶解;往容量瓶中分别加入1mL的醋酸酐,准确加入5.000mL正己烷后,振荡2min,静置5min后往容量瓶中加入适量超纯水至正己烷相处于容量瓶颈部,分层后移取正己烷相至无水硫酸钠固相萃取小柱上(预先用正己烷淋洗润湿),在柱末端加装滤膜后,用5mL容量瓶接收淋洗液,用正己烷淋洗小柱至容量瓶定容,得到迁移量待测溶液,气相色谱质谱检测的条件不变,制备不同浸泡温度和浸泡时间对应的回收率的图。
具体的条件和回收率的数据统计结果如下表三:
表3:不同浸泡温度和浸泡时间对回收率的影响
从图2可知随着提取温度的升高,回收率相对有所提高,在高于40℃之后回收率变化波动不大,固选取温度40℃,同时浸泡时间大于6h后,所得回收率差异较小,综合考虑相关实验数据,选择浸泡温度40℃,浸泡时间6h。
六、对检测方法的线性范围、定量下限、回收率以及精密度的反馈:
测试实施例:
将制备得到0.2-10.0μg/mL的标准混合溶液分别进行GC-MS测试,以含氯酚(CPs)的相应值为纵坐标,浓度梯度为横坐标作图,结果如表4所示,4种含氯酚具有良好的线性关系。
表4四种CPs的标准曲线方程、定量限和检出限
测试实施例:
分别用空白木碗样品测试4%乙酸、50%乙醇、异辛烷三种模拟迁移液的加标回收率和精密度,每种迁移液的样品进行3个浓度水平的加标回收试验,每个浓度水平平行测定6次取平均值,回收率和相对标准偏差见表5-7,可见本方法有较好的准确度和精密度。
表5 4%乙酸迁移模拟液中的四种CPs加标回收率和RSD。
表6 50%乙醇迁移模拟液中的四种CPs加标回收率和RSD.
表7异辛烷迁移模拟液中的四种CPs加标回收率和RSD
总结,本发明建立了同时测定木碗中4种含氯苯酚的气质联用分析方法,该方法检出限低,可达0.06μg/mL,灵敏度高,重现性好,可满足木竹制品中多种含氯苯酚类物质的同时检测需求。本文研究了木碗中含氯苯酚的迁移行为,木竹制品选择的模拟迁移液不同、温度时间的差异对迁移行为具有一定的影响,其中50%乙醇迁移液的提取回收率相对较高,一定范围的浸泡时间和温度内,含氯苯酚的迁移回收率随时间温度的增加而增加。
值得一提的是,在这里提到的木质餐具包括但不限于木碗,木勺,木筷;正是由于木质餐具使用环境的特别,因此选择4%乙酸、50%乙醇、异辛烷做模拟迁移物。
本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:均等裁取0.3-1dm2的木制餐具样品作为待测试样,分别添加有4%乙酸、50%乙醇、异辛烷作为模拟迁移物,添加含有五氯苯酚、2,4,6-三氯酚、2,4-二氯酚,2-氯苯酚的标准混合液,在模拟设定温度下浸泡模拟设定时间,进行模拟实验,得到对应的所述迁移浸泡液;
步骤S2:将4%乙酸、50%乙醇对应的迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发,转移至容量瓶中,其中4%乙酸迁移液先用氢氧化钠溶液调节至中性,分别往容量瓶中各加入碳酸钠振荡溶解;将异辛烷对应的迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发至干后,用碳酸钠溶液溶解转移至容量瓶中;
步骤S3:往各个容量瓶内加入醋酸酐,正己烷后,振荡静置后加入适量超纯水至正己烷相处于容量瓶颈部,分层后移取正己烷相至无水硫酸钠固相萃取小柱上,在柱末端加装滤膜后,用容量瓶接收淋洗液,用正己烷淋洗小柱至容量瓶定容,得到对应的迁移量待测溶液;
步骤S4:取迁移量待测溶液采用气相色谱-质谱联用法检测;
步骤S5:以以下公式计算含氯苯酚的迁移量:
C=C1*V1/V0;C:迁移量浓度;C1:进样测试浓度;V1:最后定容体积;V0:迁移浸泡液体积。
2.根据权利要求1所述的木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,色谱条件:DB-5MS柱或HP-5MS柱;进样口温度:270℃;升温程序:初始温度为50℃,保持1min,以15℃/min升温至260℃;载气:高纯氦气,纯度≥99.999%,流速为1.0mL/min;进样方式:不分流进样,进样体积为1μL;
质谱条件:电离方式为EI,电离能量70eV;离子源温度230℃-280℃;四极杆温度150℃;溶剂延迟5min;定性分析时采用全扫描模式,质量扫描范围为80-350amu。
3.根据权利要求2所述的木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,选择色谱柱为DB-5MS柱;选择离子源温度为230℃。
4.根据权利要求1所述的木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,制备标准曲线的方法如下:取含有4类含氯苯酚的标准混合液,加入醋酸酐,正己烷后,振荡静置后加入适量超纯水至正己烷相处于容量瓶颈部,分层后移取正己烷相至无水硫酸钠固相萃取小柱上,在柱末端加装滤膜后,用容量瓶接收淋洗液,用正己烷淋洗小柱至容量瓶定容,采用与检测条件相同的气相色谱-质谱条件进行检测的方式,选择标准混合液中各物质的响应峰面积、各物质浓度为横纵坐标,绘制各物质的标准曲线。
5.根据权利要求1所述的木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,标准混合液的制备如下:用甲醇溶液溶解定容2-氯苯酚得到2-氯苯酚标准液,其中2-氯苯酚标准液和2,4-二氯苯酚标准液、2,4,6-三氯苯酚标准液、五氯苯酚标准液的浓度均相同;移取相同体积的2-氯苯酚标准液、2,4-二氯苯酚标准液、2,4,6-三氯苯酚标准液、五氯苯酚标准液混合在装有0.1mol/L碳酸钠碳酸钠溶液的容量瓶内,得到标准混合物。
6.根据权利要求5所述的木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,选择制备进样浓度为0.2-10.0μg/mL的标准混合液。
7.根据权利要求1所述的木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,在步骤S1当中,添加100mL的4%乙酸、50%乙醇、异辛烷作为模拟迁移物;添加标准混合液后的迁移液浓度为0.05μg/mL。
8.根据权利要求7所述的木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,以添加100mL的模拟迁移物为参考比例,100mL的4%乙酸、50%乙醇迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发至约30mL后,转移至100mL容量瓶中,分别往容量瓶中各加入0.3180g碳酸钠振荡溶解;100mL异辛烷迁移浸泡液过滤至圆底烧瓶中旋转蒸发至干后,用30mL0.1mol/L碳酸钠溶液溶解转移至100mL容量瓶中。
9.根据权利要求8所述的木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,在混合在100mL的容量瓶内分别加入1mL的醋酸酐,准确加入5.000mL正己烷后,振荡2min,静置5min后往容量瓶中加入适量超纯水至正己烷相处于容量瓶颈部,分层后移取正己烷相至无水硫酸钠固相萃取小柱上,其中固相萃取小柱预先用正己烷淋洗润湿,在柱末端加装滤膜后,用5mL容量瓶接收淋洗液,用正己烷淋洗小柱至容量瓶定容,待测。
10.根据权利要求1到9任一所述的木质餐具中多类含氯苯酚迁移量的同时测定方法,其特征在于,适用的木质餐具包括但不限于木碗,木勺,木筷。
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