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皮革中喹啉的测定

2020-02-25胡望霞洪杰吴卓明高升辉林紫威王春兰

皮革与化工 2020年1期
关键词:喹啉水浴皮革

胡望霞,洪杰,吴卓明,高升辉,林紫威,王春兰

(深圳市计量质量检测研究院,广东深圳5 1 8 1 0 9)

喹啉是一种重要的有机合成原料,经过硝化、还原得到氨基喹啉,主要用于皮革染色辅助剂[1],因此纺织生产工艺中喹啉的使用易造成残留。但该物质进入环境后会对动植物生长发育产生不良影响,对生物体有致癌、致畸、致突变性,被公认为是一种有毒难降解有机化合物[2]。2018年欧盟委员会新规(EU) 2018/1513, 对 欧 盟 REACH 法 规(EC)No1907/2006附录XVII 1A类和1B类物质中涉及服装及相关配饰、直接接触皮肤的皮革和鞋类产品的限制物质清单作出规定,并新增附件12,在此附件中对喹啉的限量要求为50 mg/kg。国际纺织和皮革生态学研究和检测协会发布的OEKO-TEX Standard 100由2018年的只监测变更为2019年的50 mg/kg限量要求。

目前,国内有关喹啉含量的测试标准和文献主要集中在染料和染整助剂中[3-5],且这些方法使用气相色谱法测定喹啉,定性没有气质联用法准确。国外仅有标准OEKO-TEX Standard 100 Testing Methods有提到,但也只是通过内部方法检测,没有公开的检测标准。因此有必要尽快建立一种皮革中喹啉的检测方法。本文采用气相色谱-质谱法对皮革中喹啉的测定进行了研究,试验结果表明该方法前处理简单,操作方便,灵敏度高,重复性好,可满足皮革中喹啉的检测需求。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

Trace1310-ISQ气相色谱-质谱联用仪(美国赛默飞世尔科技有限公司);SK8210HP超声波仪(上海科导超声仪器有限公司);SW22水浴振荡器(优莱博技术(北京)有限公司);ETHOS One微波萃取仪(意大利MILESTONE公司);索氏提取装置(天津市天科玻璃仪器厂制造);反应瓶:带有螺旋盖,可密闭。

提取溶剂:甲醇、乙腈、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷、丙酮(均为色谱纯试剂,均由德国默克股份有限公司提供);叔丁基甲醚(色谱纯,由美国SIGMA-ALDRICH公司提供);喹啉标准品(纯度为98.0%,由德国Dr.Ehrensorfer公司提供);喹啉标准溶液:用甲醇配制成相应浓度的标准贮备液。

1.2 试样的处理

准确称取1.0 g(精确至0.001 g)剪碎的皮革试样装入反应瓶中,准确加入10.0 mL甲醇,立即密闭,在60℃水浴振荡器中提取60 min,冷却至室温,用0.45μm滤膜过滤,供气相色谱-质谱联用仪测定和确证。

1.3 仪器条件

1.3.1 色谱条件

色谱柱:DB-5ms(30 m×0.25 mm×0.25μm);载气:He;载气流速:1.0 mL/min;进样方式:分流比10∶1;升温程序:初始温度 50℃,保持 3 min,10℃/min升温至140℃,保持 2 min,30℃/min升温至300℃,保持 2 min;进样口温度:280℃。

1.3.2 质谱条件

质谱接口温度:280℃;离子源:EI;测定模式:选择离子扫描(SIM);定量离子(m/z):129;定性离子(m/z):129,128,102,76(丰度比:100∶21∶29∶11);溶剂延迟时间:9 min。

2 结果与讨论

2.1 喹啉的标准曲线及标准物谱图

对浓度为 0.10μg/mL、0.2μg/mL、0.5μg/mL、2μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、20μg/mL 的标准工作溶液分别进行气相色谱-质谱测定,得到喹啉的校正曲线(见图1)。校正曲线方程为y=1402660x+11022600,线性相关系数(R2)为 0.9993,呈现良好的线性关系,满足定量检测要求。

在上述仪器条件下,喹啉标准溶液的色谱图见图2,质谱图见图3。由图可看出,喹啉的分离效果良好。

图3 喹啉的质谱图Fig.3 The mass spectrogram of quinoline

2.2 前处理条件优化

2.2.1 提取方式

目前,皮革中有毒有害物质检测的提取方式主要有以下几种:超声提取、水浴萃取、索式提取法和微波萃取,所以本文通过比较对阳性样品中喹啉的检测值来研究这四种提取方式对喹啉萃取效果的影响。取代表性剪碎阳性试样,准确称取相同质量的样品置于反应瓶中,选取同一提取溶剂甲醇分别进行超声、水浴振荡、索式提取和微波萃取,超声、水浴温度准确控制在(60±2)℃提取1 h,微波控制在80℃提取1 h,另外还用同一提取溶剂甲醇,索式回流5 h,对比四种提取方式所得喹啉的检测值,结果示于图4。于图可知,水浴、微波、超声萃取样品中的喹啉效果明显优于索式提取,考虑到水浴方式可准确控温且提取效果稍强于微波、超声萃取,因此本研究采用水浴提取作为皮革的提取方式。

图4 提取方式对喹啉检测值的影响Fig.4 The influence of extraction method for quinoline detection value

2.2.2 提取溶剂

准确称取相同质量的剪碎试样置于反应瓶中,选取甲醇、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷、丙酮、乙腈、叔丁基甲醚七种溶剂对阳性样品进行水浴提取操作、净化、上机测试,其结果如图5所示。于图可知,甲醇对样品中喹啉的提取效果最佳,乙腈、丙酮次之,二氯甲烷和叔丁基甲醚提取效果最差。因此本方法选用甲醇作为样品中喹啉的提取溶剂。

图5 提取溶剂对喹啉检测值的影响Fig.5 The influence of extraction solvents for quinoline detection value

2.2.3 水浴温度

为考察水浴温度对喹啉提取效果的影响,对不同提取温度进行了考察:准确称取相同质量的阳性样品置于反应瓶中,在不同水浴温度下甲醇提取60 min,冷却至室温,用0.45μm滤膜过滤,上机测试,试验结果见图6。结果表明,随着提取温度的升高,检测浓度逐渐增加。但考虑到甲醇的沸点为64.7℃,方法优化中就只做到60℃,因此本研究提取温度选定为60℃。

图6 水浴温度对喹啉检测值的影响Fig.6 The influence of water bath temperature for quinoline detection value

2.2.4 水浴时间

图7 水浴时间对喹啉检测值的影响Fig.7 The influence of water bath time for quinoline detection value

水浴时间对目标待测物的提取效果同样具有较大影响,为最大程度得到样品中待测物的含量,有必要考察不同水浴时间对提取效果的影响:准确称取相同质量的阳性样品置于22 mL反应瓶中,在相同水浴温度下用甲醇提取不同时间,冷却至室温,用0.45μm滤膜过滤,上机测试,结果见图7。由图7可知,喹啉的检出浓度随时间的增加逐渐增大,当水浴提取60 min后,喹啉的检出浓度达到稳定,继续增加水浴时间,检测浓度并无明显增加,因此本方法中样品的提取时间选定为60 min。

2.3 方法的检出限、回收率与精密度

以基线噪声的3倍所对应喹啉的量作为方法的最低检出限,得方法检出限1.0 mg/kg。

分别在空白样和阳性样中加入不同浓度的标准溶液,每个质量浓度水平的加标样品平行处理6份,按照1.2-1.3的前处理及仪器条件检测,进行分析,见表1。

表1 方法的精密度和回收率Tab.1 Precision and recovery of the method

从表1可见,本试验方法所得到的喹啉回收率在85%~120%之间,在重复条件下各分析物的相对标准偏差也都介于2%~10%之间,说明本方法准确可靠。

3 结论

本研究通过对提取方式、提取溶剂、水浴温度、水浴时间等条件的优化,得到了最佳提取条件:甲醇提取样品,在60℃水浴振荡60 min后上机测试。测试结果表明:喹啉标准曲线线性范围为1.0~200.0 mg/kg,线性相关系数在0.999以上,检出限为1.0 mg/kg,空白样品及阳性样品中回收率均在85%~120%之间,相对标准偏差在2%~10%之间。所建立方法实现了对皮革中喹啉的快捷、简便、高灵敏度的检测,可用于皮革中喹啉残留量的分析,为相关企业和检测机构提供参考。

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