洗衣液中的五种荧光增白剂检测*

2022-06-29王文强

广州化工 2022年11期

王文强，潘康，钱凯，杨洋，邹洁

(江苏省产品质量监督检验研究院，江苏南京 210007)

荧光增白剂(fluorescent whitening agents，FWAs) 是能吸收不可见的紫外光(波长为300～400 nm)，然后激发可见的蓝色或蓝紫色荧光(波长为420～480 nm)的复杂有机化合物的荧光材料，又称为白色染料；可用于补充所应用产品蓝-紫光的不足，增加照射在产品上的光的全反射，使肉眼所见的材料非常白，从而达到了增白提亮的效果；目前，荧光增白剂已广泛应用于塑料、造纸、皮革与洗涤剂等各个行业，以及荧光检测和防伪印刷等相关的高科技领域[1-3]。

国家相关标准已经明确规定：在食品包装用纸、餐具洗涤剂、食品工具设备用洗涤剂与洗涤消毒剂中均不得使用荧光增白剂[4-6]。在日用化学工业中，洗衣液的荧光增白剂的添加可以改善洗涤的功能，可以增加被洗涤的衣物的白度，从而达到达到亮白的洗涤功效。目前国际上对于荧光增白剂对人体的毒性危害还存在一些争议，但也有相关报道称荧光增白剂被人体吸收后，会增加人体肝脏的负担，而与伤口接触会阻碍伤口愈合，而荧光物质也会使人体的细胞产生变异，过度吸收会致癌，洗涤废水中的荧光增白剂也会对水环境造成一定污染[7-8]。

目前，荧光增白剂的测定方法主要有荧光分光光度法[9]、高效液相色谱-荧光法[10]、液相色谱串联质谱法[11]，而高效液相色谱-二极管阵列法[12]较少，暂未见关于洗衣液中这5种荧光增白剂检测的相关报道。本研究拓展了洗衣液中荧光增白剂的检测方法与种类，为洗衣液中的荧光增白剂的监测与产品质量控制提供科学依据与技术支持。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

LC1260高效液相色谱(配有二级管阵列检测器,美国Agilent)；电子分析天平,德国赛多利斯；超纯水机,美国Millipore；超声波清洗仪;中国宁波新芝生物科技股份有限公司；高速冷冻离心机,美国Thermo Fisher；涡旋振荡器,中国其林贝尔。

荧光增白剂VBL(CAS：12224-06-5)、CBS-X(CAS：27344-41-8)、CXT(CAS：16090-02-1)、SWN(CAS：91-44-1)、KCB(CAS:5089-22-5)，五种荧光增白剂均购于上海安谱实验科技股份有限公司；乙腈(色谱纯，Merk，德国)，样品为网上购买的洗衣液。

1.2 标准溶液的配制

称取荧光增白剂VBL、CBS-X、CXT、SWN标准品各50 mg(精确到0.1 mg)分别置于50 mL棕色容量瓶中，加乙腈-水(体积比1:1)溶液使溶解并定容至刻度，摇匀，即得质量浓度为1.0 g/L的标准储备溶液。称取KCB标准品10 mg(精确到0.1 mg)置于100 mL的棕色容量瓶中加入无水乙醇溶解并定容至刻度，混匀，即得质量浓度0.1 g/L的标准储备液。将标准储备溶液逐级稀释成质量浓度分别为1 mg/L、2 mg/L、 5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L系列混合标准溶液。

1.3 样品处理

实验室避光条件下，称取样品0.50 g (精确至0.0001 g)，置10.0 mL离心管中，加入少量乙腈-95%乙醇(体积比1:1)溶液混匀样品后定容至刻度，涡旋30 s并超声提取15 min后，以10000 rpm转速离心10 min，经0.45 μm滤膜过滤后，滤液为待测液，备用。

1.4 色谱条件

色谱柱：Agilent Eclipse plus C18(250 mm × 4.6 mm，5 μm)；流动相：乙腈和10 mmol/L醋酸铵水溶液(ph=6，乙酸调)梯度洗脱，梯度洗脱程序见表1；流速：1.2 mL/min；检测波长：350 nm；柱温：30 ℃；进样量：5 μL。采用外标法定量。

表1 5种荧光增白剂的梯度洗脱程序Table 1 Gradient elution of 5 fluorescent brighteners

2 结果与讨论

2.1 前处理条件优化

2.1.1 提取溶剂的选择

在荧光增白剂标准品溶解过程中，分别用甲醇、乙醇、水、甲醇-水(体积比 1:1)、乙腈-水(体积比 1:1)为提取剂溶剂对于荧光增白剂的溶解能力，当提取溶剂为甲醇-水和乙腈-水的时候，荧光增白剂VBL、CBS-X、CXT、SWN可以同时溶解，KCB只在无水乙醇中溶解，且溶解度较差。考虑流动相使用的是乙腈，因此选择采用乙腈-95%乙醇(体积1:1)为提取溶剂对洗衣液中的荧光增白剂进行提取。

2.1.2 提取时间的选择

在提取溶剂为乙腈-95%乙醇(体积1:1)条件下，向洗衣液的空白样品中定量添加5种荧光增白剂，分别超声提取 5、10、15、20、25、30 min。结果表明，随着提取时间的增加，提取率先增加，但当提取时间超过15 min 后，提取率基本保持不变，因节约时间提高效率，确定最佳超声提取时间为15 min。

2.2 色谱条件优化

2.2.1 流动相选择

本实验分别考察甲醇和水、乙腈和水两种流动相体系对荧光增白剂的分离效果，结果表明：乙腈和水两相混合流动相的体系获得的分离度最佳，加入10 mol/L醋酸铵在水溶液中，色谱峰形更好，进一步详细优化流动相的梯度洗脱程序，确定最佳的梯度洗脱条件。图1为5种荧光增白剂混合标准溶液的高效液相色谱图。

图1 荧光增白剂混合标准溶液的高效液相色谱图Fig.1 HPLC chromatogram of mixed standard solutions of fluorescent brighteners

2.2.2 检测波长的选择

在190～400 nm的波长范围内对各个荧光增白剂的标准溶液进行全波长扫描分析，荧光增白剂VBL和CBS-X的最大吸收波长为350 nm，荧光增白剂CXT，SWN，KCB在波长240 nm和350 nm处均有吸收，考虑在在240 nm波长处其他物质干扰较多，可能会影响定量的准确性，因此选择最大吸收波长为350 nm，综上所述选定该方法的检测波长为350 nm。

2.2.3 柱温的选择

色谱柱的柱温对于荧光增白剂的分离选择性与保留时间的重现性有一定的影响，本研究研究了柱温在10～40 ℃范围内色谱峰的分离。实验结果表明，柱温为30 ℃时，荧光增白剂色谱峰的峰形良好，且无干扰。

2.2.4 流速的选择

用常规流速1.0 mL/min进行测定，荧光增白剂KCB洗脱较慢，不利于快速测定，消耗溶剂较多。当使用1.2 mL/min流速进行测定则比较好的解决了荧光增白剂KCB出峰较晚的问题，易于样品测定，提高效率，节约成本。

2.3 方法的线性关系和定量限

将混合标准储备溶液逐级稀释得到的浓度为1 mg/L、2 mg/L、 5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L的混合标准工作溶液，按照测定条件浓度由低到高依次进样分析，以各个荧光增白剂的峰面积对相应的浓度绘制标准曲线，得到线性回归方程。各荧光增白剂的保留时间、回归方程、线性范围、回归系数及检出限(按3倍信噪比估算)见表2。