高效液相色谱法测定生活用纸杯中16种邻苯二甲酯含量的研究

广东化工2021年第8期·266·第48卷总第442期高效液相色谱法测定生活用纸杯中
16种邻苯二甲酯含量的研究
陈海燕，李聪，霍丽斯，黄秋研*
(广东产品质量监督检验研究院，广东佛山528300)
Determination of16Kinds of Phthalates in Paper cups by
High Performance Liquid Chromatography
Chen Haiyan,Li Cong,Huo Lisi,Huang Qiuyan*
(Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision,Foshan528300,China)
Abstract:A high performance liquid chromatography(HPLC)method for the simultaneous determination of16Kinds of Phthalates in Paper cups was established.The sample was extracted by acetonitrile and separated on an Agilent TC C18chromatographic column.Gradient elution was carried with acetonitrile and water,and diode array detector was used at the wavelength of225nm.The external standard method was used qualitative and quantitative analysis of16kinds of Phthalates.The analysis time of this method was moderate.The16components could be completely separated with good linearity.The correlation coefficients(r2) were all greater than0.9974,the average recovery was91.2%~101.5%,the detection limit of16components was3.0mg/kg.This method has the advantages of simple operation,high precision and good repeatability,which can meet the detection requirements of simultaneous detection of16kinds of Phthalates in Paper cups.
Keywords:Paper cups；Phthalates；High Performance Liquid Chromatography
生活用纸杯因其方便、回收利用率高，在饮料、快餐及方便食品包装中被人们广泛使用。

但这些给人们生活带来方便的纸杯，却存在安全隐患[1]。

纸质用品在造纸制作及后续加工过程中会使用很多添加剂如：塑化剂、荧光增白剂等，包装印刷油墨过程中会用到防腐剂、漂白剂、消泡剂、脱墨剂添加剂[2]。

这些物质都可能会残留在纸张中而在某些特定条件下迁移到食品中，从而对人体健康造成危害[3]。

塑化剂又称为增塑剂，是食品包装中常见添加剂[4]。

塑化剂种类之多，目前已知最多的是含苯类塑化剂以邻苯二甲酸酯类增塑剂为代表，其造价成本低、各性能较平稳而被广泛应用。

因其分子结构与“激素”类似，会对人体健康造成很大危害，塑化剂和包装材料保持着他们各自的化学性质，但也正是这种原因，使得食品包装接触材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂迁移出来造成对食品的污染，从而对人体造成危害[5]。

迁移到食品中的塑化剂随着食品的摄入进入人体，由于其是脂溶性会积蓄在人体脂肪里不易排出体外[6]，从而可能导致人体内残留的邻苯二甲酸酯浓度较高，对身体造成危害。

有研究表明邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)对肾脏以及肝脏有一定的毒性[8]，被怀疑具有致癌性[7]，并有损生殖器官。

邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)因其带有微弱的雌性激素而使得邻苯二甲酸酯类塑化剂的代谢产物同样可能会对人体荷尔蒙产生影响。

目前国内外检测邻苯二甲酸酯含量的方法有高效液相色谱法、液相色谱质谱法、气相色谱法、气相色谱质谱法，其中最常使用的方法为气相色谱质谱法[9]。

液相色谱法相比气相色谱质谱法具有设备相对便宜、提取液稳定、易操作等优点。

关于液相色谱法检测邻苯二甲酸酯类物质的检测目前只有10种[10]，而邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯(DEEP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPhP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-丁氧基)乙酯(DBEP)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯(BMPP)、邻苯二甲酸二己酯(DHXP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)16种邻苯二甲酯含量同时检测用于生活用纸杯中在国内尚属空白，本研究采用高效液相色谱法同时测定生活用纸杯中的16种邻苯二甲酸酯类化合物。

1材料与方法
1.1材料与试剂
甲醇(色谱纯，美国天地有限公司)；16种邻苯二甲酸酯混标(上海安谱实验科技股份有限公司)；乙腈(色谱纯,美国天地有限公司)；正己烷(色谱纯，美国天地有限公司)；实验用水为一级超纯蒸馏水。

1.2仪器与设备
LC-30高效液相色谱仪(配备二极管阵列检测器，日本岛津公司)；JP-0600超声波清洗机(广州吉普超声波电子设备有限公司)；JJ500Y电子天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)；Milli-Q超纯水纯化系统(美国Millipore公司)；0.22μm有机系滤膜(天津津滕公司)；IKA MS3漩涡混合器(德国IKA公司)。

1.3方法
1.3.1标准溶液的配置
16种邻苯二甲酸酯混标溶剂为正己烷质量浓度为1000 mg/L，氮吹后准确加1mL乙腈制成溶剂为乙腈质量浓度为1000 mg/L的标准储备液，于4℃下避光保存，有效期为6个月。

使用前根据需要进行稀释，用空白基质溶液配制成标准工作溶液，现配现用。

1.3.2样品前处理
取若干个纸杯，将纸杯剪碎至单个碎片直径≤0.2cm混合均匀，准确称取0.5~1.0g试样于具塞三角瓶中，加入20mL乙腈，超声提取30min后过滤，残渣再用20mL乙腈重复提取2次，合并滤液后减压浓缩用乙腈定容至1mL，上清液过0.22μm滤膜，待测。

1.3.3色谱条件
色谱柱：Agilent TC C18(250mm×4.6mm，5μm)；柱温30℃；进样量10μL；流动相为：乙腈-水；流速1.0mL/min；梯度洗脱；实验过程中流动相梯度见表1。

[收稿日期]2021-03-01
[基金项目]广东省质量技术监督局科技项目(2017PZ01)
[作者简介]陈海燕(1984-)，女，湖北恩施人，硕士研究生，主要研究方向为食品及其相关产品安全检验与风险监测。

*为通讯作者。

2021年第8期广东化工
第48卷总第442期·267·表116种邻苯二甲酸酯的梯度洗脱程序
Tab.1Gradient elution procedures for16phthalates
时间/min乙腈/%水/%流速/(mL/min)
0.003070 1.0
2.005050 1.0
10.007030 1.0
20.007030 1.0
21.001000 1.0
44.001000 1.0
45.003070 1.0
51.003070 1.0
2结果与分析
2.1检测波长的确定
采用二极管阵列检测器，对16种邻苯二甲酸酯的标准溶液在190~400nm范围内进行扫描，在200nm、225nm附近都有较强吸收峰见图1。

由于200nm处绝大部分化合物都具有较强吸收峰，且甲醇、乙腈等试剂都会有较强吸收峰，样品本身基质也相对较为复杂在处理试样时干扰峰会很多故选取225nm作为检测波长相比较可减少干扰峰亦可兼顾目标物灵敏度。

200250300350nm
250
500
750
1000
mAU
8.272/ 1.00
1
9
8
2
2
6
2
7
5
2
1
6
2
6
2
3
5
8
图116种邻苯二甲酸酯类在190~400nm波长下特征吸收峰Fig.1Characteristic absorption peaks of16phthalates at190~400
nm wavelength
2.2色谱条件的优化
2.2.1流动相体系的确定
16种邻苯二甲酸酯为同类化合物，它们之间的极性非常相似，用等度洗脱很难将其完全分离，故本研究用梯度洗脱。

考虑到本研究有16种化合物分析时长的问题，因相比甲醇做洗脱液乙腈做洗脱液目标物出峰时间会更快，实验选择乙腈为有机相。

在实验过程16种邻苯二甲酸酯类化合物的峰形都很漂亮，本故最后确定用乙腈水溶液为流动相进行梯度洗脱。

2.2.2色谱柱的选择
1-DMP；2-DMEP；3-DEP；4-DEEP；5-DPhP；6-BBP；7-DIBP；8-DBP；
9-DBEP；10-DPP；11-DCHP；12-BMPP；13-DHXP；14-DEHP；15-DNOP；16-DNP
图216种邻苯二甲酸酯混合标准溶液色图谱
Fig.2Chromatogram of16kinds of phthalates mixed standard solution
实验室中高效液相色谱法检测最常用C18柱，最常见型号是
150mm、250mm，因本研究化合物较多故选用250mm色谱柱。

试验中比较Agilent TC、EC、Poroshell三个系列C18色谱柱，
poroshell为核壳柱分离效果佳pH使用范围广但压力高、价格相
对昂贵；TC、EC为全多孔填充色谱柱，通用性能强、分离度好
价格相对实惠但pH耐受范围较窄。

实验过程中发现Agilent TC
C18系列柱就能满足实验需求，最终选用Agilent TC C18(250
mm×4.6mm，5μm)作为实验条件。

在最优试验条件下获得的标准
样品图见图2。

2.3前处理条件的优化
2.3.1提取液种类的选择
由于生活用纸杯样品基质较为复杂，在样品进行前处理时提
取液的选择非常重要。

根据待测组分目标物的性质，准确称取1g 加置于玻璃具塞试管中，分别加入甲醇、乙腈、正己烷溶液3种提取液提生活用纸杯中16种邻苯二甲酸酯并进行优化，对比16种目标物的整体回收率，不同提取剂液对提取效率的影响见图3。

实验中发现当选择乙腈、正己烷溶液作为提取液时回收率优于甲醇，目标物的回收率都在91.0%~99.3%，均符合GB/T27404-2008《实验室质量控制规范食品理化检测》[10]对回收率范围的要求。

但是考虑到流动相为乙腈减少基质效应最后选择乙腈为提取液。

图3提取液对生活用纸杯中16种邻苯二甲酸酯回收率的影响Fig.3Effect of extract on recovery of16phthalates in paper cups
2.3.2提取时间选择测
本研究为提高实验效率涡旋试样使其充分与提取液接触后采用超声提取。

分别考察5、15、30和40min超声提取时间，按照试验方法进行提取试验，每组3个平行试样，研究不同提取时间对目标物的影响，结果如图4。

因超声提取时超声波对试样作用
广东化工2021年第8期·268·
第48卷总第442期
时间越长，试样与提取液之间分子扩散越快，目标物提取率会随着超声时间增长呈现变大趋势，由图所示超声30min 所有目标物提取率都达到最大值。

因此，最后确定前处理时超声提取时间为30min。

图4提取时间对生活用纸杯中16种邻苯二甲酸酯回收率的影响Fig.4Effect of extraction time on recovery of 16phthalates in paper
cups 2.4方法的线性范围与检出限
在最佳色谱条件下，把16种邻苯二甲酸酯标准储备溶液(质量浓度均为1000.00μg/mL)，逐级稀释成合适的混合标准溶液，以标准溶液的质量浓度(X)为横坐标、色谱峰面积(Y )为纵坐标绘制线性回归方程，外标法定量，得到各化合物的线性回归方程，实验结果相关系数(r 2)均大于0.9974，回收率在91.2%~101.5%之间。

以3倍信噪比计算方法检出限，检出限为3.0mg/kg 。

3方法的应用
利用本文建立的方法，随机选取市售的50份检测了市售生活用纸杯，其中3份样品检出邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，质量浓度在5.4~10.0mg/kg ，其余样品均未邻苯二甲酸酯化合物。

表明生活用纸杯中存在含有塑化剂的情况，可能对人体健康存在一定安全隐患。

4结论
建立了一种同时测定生活用纸杯中16种邻苯二甲酸酯的高效液相色谱检测方法，采用二极管阵列检测器进行检测，对色谱
分离条件进行优化，以水和乙腈溶液为流动相进行梯度洗脱，达到良好分离效果。

该方法操作简单，回收率高可用于日常监测工作中。

参考文献
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[11]GB/T 27404-2008《实验室质量控制规范食品理化检测》[S]．
(本文文献格式：陈海燕，李聪，霍丽斯，等．高效液相色谱法测定生活用纸杯中16种邻苯二甲酯含量的研究[J]．广东化工，2021，48(8)：266-268)
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4信息化教改诊断与反思
4.1教学效果
结合时代发展，构建信息化教学环境，增强学生学习兴趣，提高学习效率，提升学习效果。

强化课堂设计，教师不仅传递知识，更关注学生能力的培养和训练，点亮学生的心智，促进德智体美劳全面发展。

从北京东方仿真公司易思在线平台上记录的学生练习典型聚合反应单元操作数据分析，全部同学经过多次反复练习后，成绩均能达到九十分以上。

4.2教学反思
美国学者波斯纳提出教师成长=经验+反思。

教师应从教学内容、方法、手段、顺序和效果五个方面进行反思，记录整个教学过程中的成功与失败并进行整理、分析从而进一步创新教育教学模式与方法，提高自身教学水平，为课程思政教育的开展创造前提。

尤其是首次课不仅要优化教学设计，还要及时反思，因为首次课主要引导学生进入高分子世界，起入门的作用，重在培养学生学习的兴趣，使学生在轻松愉悦的情景中探索高分子世界的神奇，引导学生正确的理解高分子的概念之间的区别与联系。

同时结合学习任务和背景知识进行课程施政教学，重点进行人文和环境教育渗透，对学生进行精神境界的熏陶，激发学生探索真知的热情。

兴趣是最好的老师，教学活动中充分调动学生参与学习活动，突出学生主体地位，体现“做中学、做中教”；让积极参与学生带动学习不积极的，让基础好的带领基础薄弱的，这样能起到事半功倍的作用。

综上所述，通过课前、课中、课后精心的教学设计，利用智慧职教云平台和学习QQ 群等信息化的手段，采用线上线下混合式教学，运用多种教学方法，充分调动学生对高分子基础课程的
学习兴趣，并在润物细无声中融入思政元素，有效解决教学的重难点。

这样的教学设计得到了同行和学生的一致好评，可为其他课程教学或者其他相关学科教学提供借鉴。

参考文献
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