《武汉工程大学学报》  2008年03期 18-21   出版日期：2008-03-31   ISSN:1674-2869   CN:42-1779/TQ

---

高效液相色谱法测定多溴联苯醚含量的研究


0引言多溴联苯醚（PBDEs）作为一种重要的有机卤素化合物，在多类家庭用品中用作阻燃剂，包括电子产品、布艺产品及家具等［1］.研究一些动物结果显示，生物积累性、持久性和生物毒性是PBDEs的主要环境特征；PBDEs可对人的大脑、肝、肾等器官以及神经系统、内分泌系统、生殖系统产生急性或慢性毒性，可影响脑部发展、行为及学习能力［2~3］.欧盟颁布的《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质的第2002/95/EC号指令》（RoHS指令），要求于2006年7月1日在整个欧共体市场强制执行，各成员国应确保投放于市场的电子、电气设备中限制使用包括PBDEs在内的六种危险有害物质［4］.加拿大在2006年官方公报中，也将分项制定的多溴联苯醚法规提案列入增补《加拿大环境保护法案1999》计划［5］.目前已报道的PBDEs分析方法主要有液相色谱法、气相色谱结合质谱联用分析［6~8］等.相较已经报道的PBDEs液相色谱分析方法，本研究采用以异丙醇为溶剂，索氏提取；用Acclaim 120 C18（5 μm，250 mm×4.6 mm）色谱柱，以Na2HPO4、KH2PO4缓冲液和甲醇作为流动相进行梯度洗脱，对PBDEs进行了分析，外标法定量，更有效地避免了干扰峰，且各成分峰均能有效分离，精密度和准确度更高，对于PBDEs分析测定的方法改进具有重要意义.1实验部分1.1仪器高效液相色谱仪（美国戴安公司生产），DIONEX
P680 HPLC Pump二元泵，Solvent Rack SOR100溶剂架配脱气机，DIONEX UVD170U紫外检测器，色谱柱为Acclaim 120 C18（5 μm，250 mm×4.6 mm）；液相色谱保护柱（天津市特纳科学仪器有限公司生产）；SXT06型索氏提取器（上海洪纪仪器设备有限公司生产）；RE52C型旋转蒸发器（巩义英峪予华仪器有限公司生产）； AL204型电子精密天平（梅特勒托利多仪器有限公司生产）.1.2实验材料及试剂Na2HPO4（上海试一化学试剂有限公司生产，分析纯）、KH2PO4（天津市化学试剂厂生产，分析纯）、异丙醇（中国医药集团上海化学试剂公司生产，分析纯）、甲醇（天大化学试剂厂生产，色谱纯）、纯净水（杭州娃哈哈纯净水有限公司生产）.PBDEs标准物质：PBDE1Br、PBDE2Br、PBDE3Br、PBDE4Br、PBDE5Br、PBDE6Br、PBDE7Br、PBDE8Br、PBDE9Br、PBDE10Br（美国Accustandard公司生产），质量浓度均为(50.02 ±2.000) μg/mL，溶剂为异辛烷.聚乙烯标样（郑州市超跃塑料制品有限公司生产），含2.0%PBDE10Br.缓冲溶液（pH=7）的配制：称取在70°C烘干二小时的KH2PO4 3.39 g和Na2HPO4 3.55 g，溶于纯净水中，并稀释至1 L.PBDEs系列混合标准溶液的配制：用异丙醇将PBDEs标准溶液稀释成每种均为10.00 μg/mL的储备液，再根据分析需要, 用异丙醇稀释成所需不同浓度的混合标准溶液.样品：1号样为市售的液晶电视机外壳材料、2号样为市售的抗冲性聚苯乙烯HIPS、3号样为市售的阻燃聚乙烯绝缘电缆、4号样为市售的阻燃ABS工程塑料.1.3实验方法
1.3.1提取条件采用索氏提取法.根据希伯朗溶解系数指南，异丙醇可以溶解目标分析物，对聚乙烯的溶解能力低，并可兼容高效液相色谱分析方法，故本实验采用异丙醇作为溶剂.为确定索氏提取最佳时间，从聚乙烯标样中按每份1.00 g取6份平行样，以异丙醇为溶剂，分别提取1、2、3、4、5、6 h，其提取效率分别为85.8%、92.4%、98.1%、98.2%、98.2%、98.4%.由此可知，当索氏提取时间达到3 h后，提取效率较高.因此，本实验的提取条件确定为以异丙醇作为溶剂，索氏提取3 h.处理样品时，将样品破碎成直径约1 mm大小的颗粒，取适量样品，以异丙醇为提取溶剂，索氏提取3h，冷却至室温，旋转蒸发，定容至100.00 mL，0.45 μm有机滤膜过滤后进样.
1.3.2色谱条件采用不同的分析条件测定，观察PBDEs混合标样的分离效果.结果表明，当流动相为100%甲醇时，PBDE1Br、PBDE2Br与溶剂甲醇峰重叠；PBDE3Br与PBDE4Br峰重叠；PBDE6Br与PBDE7Br峰重叠，这些峰都无法有效分开.为改善分析条件，在流动相中加入少量缓冲液以增加极性.当流动相为甲醇/缓冲溶液=95/5 时，大多数PBDEs均能有效分离.当采用梯度淋洗时，采用开始时流动相为甲醇/缓冲溶液＝95/5，15 min后，流动相变为甲醇/缓冲溶液＝100/0，在此条件下，PBDEs混合标样均能有效分离.最终确定本实验色谱操作条件：色谱柱：Acclaim 120 C18（5 μm，250 mm×4.6 mm）；流动相：A 缓冲溶液（pH=7），B 甲醇；梯度洗脱：0 min B%=95，15 min B%=100；流速：1.0 mL/min；检测波长：225 nm；柱温：25℃；进样量：20 μL.
1.3.3计算用变色龙（Chromeleon）液相色谱分析软件进行数据处理，峰面积灵敏度设为0.1，根据PBDEs标准品的保留时间定性,采用外标法多点校正定量.第3期周霁，等：高效液相色谱法测定多溴联苯醚含量的研究
武汉工程大学学报第30卷
2结果与讨论2.1线性关系和检出限分别配制一系列不同质量浓度的PBDEs混合标准溶液，在选定的色谱条件下连续注入数针同一浓度标准品溶液，直至相邻两针峰面积变化小于2%时，按已确定的色谱条件进行分析.PBDEs混合标样的色谱图如图1所示，与之前有关报道［8］所呈现的高效液相色谱图（图2）相比，所受的干扰峰影响更小，各成分峰更能有效地分离；PBDEs的检出限、线性范围及其线性相关系数如表1所示，符合分析需要.图1PBDEs混合标样的色谱图
Fig.1HPLC chromatogram of a mixture of PBDEs Standards注：1:4溴联苯醚；2:4，4′二溴联苯醚；3:3，3′，4三溴联苯醚；4:3，3′，4，4′四溴联苯醚；5:2，2′，3，3′，4，4′六溴联苯醚；6:3，3′，4，4′，5五溴联苯醚；7:2，2′，3，4′，4，5，6七溴联苯醚；8:2，2′，3，3′，4，5，5′，6，6′九溴联苯醚；9:2，3，3′，4，4′，5，5′，6八溴联苯醚；10:十溴联苯醚
图2有关报道所呈现的PBDEs高效液相色谱图
Fig.2HPLC chromatogram report of a mixture of PBDEs Standards表1PBDEs的检出限、线性范围及其线性相关系数
Table 1Detection limits, linear ranges and correlation coefficients of PBDEs
名称检出限/(mg·L-1)线性范围/(mg·L-1)相关系数rPBDE1Br33～800.994PBDE2Br33～800.992PBDE3Br22～800.996PBDE4Br44～800.993PBDE5Br22～800.999PBDE6Br22～800.999PBDE7Br22～800.997PBDE8Br22～800.994PBDE9Br44～800.996PBDE10Br11～800.9972.2样品测定按上述实验条件对处理后的1号样、2号样、3号样和4号样进行测定，分析结果如表2所示.表2样品中PBDEs的含量
Table 2PBDEs contents in samples
名称质量分数/%PBDE1BrPBDE2BrPBDE3BrPBDE4BrPBDE5BrPBDE6BrPBDE7BrPBDE8BrPBDE9BrPBDE10Br1号样-------0.430.031.952号样-------0.620.2111.143号样-------0.510.021.184号样-------0.490.0817.482.3回收率和精密度试验用PBDEs系列混合标准溶液进行精密度试验，采用添加法分别进行不同添加水平的回收率测定，用已知各组分浓度的PBDEs系列混合溶液标样3份，分别加入不同添加水平的PBDEs标品，测定扣除本底后的含量，每个水平测定5次，回收率和精密度试验结果如表3所示.表3回收率和精密度试验结果
Table 3Results of recovery and precision tests for the method
名称PBDE1BrPBDE2BrPBDE3BrPBDE4BrPBDE5BrPBDE6BrPBDE7BrPBDE8BrPBDE9BrPBDE10Br本底/mg10.0410.0210.0210.0510.0310.0510.0410.0210.0410.03添加量/mg10.1010.0510.0410.0410.0210.0310.0210.0410.0310.025次测定的
平均值/mg20.06820.1020.08820.08820.06420.07420.08620.09220.06420.12RSD/%0.080.140.170.320.310.320.280.230.520.16平均回收率%99.29100.30100.2899.98100.1499.94100.26100.3299.94100.70添加量/mg20.0220.0320.0120.0320.0520.0220.0320.0620.0520.035次测定的
平均值/mg30.01830.03230.07630.03830.11830.04830.15230.0530.02830.042RSD/%0.270.250.040.300.120.410.120.370.280.37平均回收率/%99.7999.91100.2399.79100.1999.89100.4199.8599.6999.91添加量/mg40.0940.0740.0540.0440.0740.0640.0740.0840.0540.065次测定的
平均值/mg50.0550.09450.12649.92850.1850.13850.06650.08850.06850.056RSD(%)0.100.090.030.090.030.090.060.120.130.03平均回收率/%99.80100.01100.1499.60100.20100.0799.8999.9799.9599.92实验结果表明，该方法平均回收率为99.29%～100.70%，相对标准偏差RSD为0.03%～0.52%.与之前相关报道［8］的结果比较，精密度和准确度更高，测定方法更加稳定、准确.比较结果如表4所示.表4回收率与精密度比较
Table 4Comparison results of recovery and precision tests
检验项目之前的报道本文回收率91.0%～101.2%99.29%～100.70%相对标准偏差RSD<3%0.03%～0.52%3结语虽然RoHS指令仅适用于欧盟成员国范围，但其它国家如果向任何欧盟成员国出口电子、电气设备，也要遵守RoHS指令要求，这就使得许多电子、电气设备制造厂商寻求更快、更准确地分析产品中相应化学成分的方法.本文对之前报道的PBDEs高效液相色谱分析法做了改进，重新建立了一种测定PBDEs的高效液相色谱分析法.比较之前报道的PBDEs液相色谱分析法，该方法操作稳定，PBDEs各组分均能有效分离，精密度和准确度更高，可优化PBDEs的高效液相色谱分析.