在工业上双酚A被用来合成聚碳酸酯(PC)和环氧树脂等材料。60年代以来就被用于制造塑料(奶)瓶、幼儿用的吸口杯、食品和饮料(奶粉)罐内侧涂层。BPA无处不在,从矿泉水瓶、医疗器械到及食品包装的内里,都有它的身影。每年,世界生产2700万吨含有BPA的塑料。但BPA也能导致内分泌失调,威胁着胎儿和儿童的健康。癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。欧盟认为含双酚A奶瓶会诱发性早熟,从2011年3月2日起,禁止生产含化学物质双酚A(BPA)的婴儿奶瓶。
仪器:高效液相色谱仪+荧光检测器 检测双酚A
高效液相色谱—荧光检测器(天瑞仪器);双酚A标准品(Dr. Ehrenstorfer GmbH公司);甲醇(TEDIA公司,色谱纯);水(娃哈哈公司,1.25 L瓶装纯净水)。
1.2 标准溶液配制双酚A标准储备液(1 000 mg/L):精密称取10.0 mg双酚A标准品到10 mL容量瓶中,用甲醇作溶剂溶解,定容,混匀。
双酚A标准中间液(10.0 mg/L):移取双酚A标准储备液0.10 mL于10 mL容量瓶中,用50%甲醇溶液稀释到刻度,4℃避光冷藏,至少可存放4周。
双酚A标准使用液(0.10 mg/L):移取10.0 mg/L双酚A标准中间液0.10 mL于10 mL容量瓶中,用水稀释到刻度,临用时配制。
校准曲线系列:用纯水分别稀释双酚A标准使用液,得到0.0、0.002、0.005、0.01、0.02和0.04 mg/L校准曲线系列溶液。
1.3 样品前处理用移液器将1 mL水样移入塑料离心管中,在离心机中以转速为12 000转/min离心15 min后,转移到进样小瓶,上机测定。
1.4 液相色谱条件色谱柱:C18反相色谱柱(天瑞仪器公司,型号Eclipse XDB,4.6×250 mm,5 μm),柱温35℃;流动相:甲醇/水(体积比70/30),流速为1.0 mL/min;进样量100 μL;荧光激发波长为228 nm,发射波长为312 nm。
1.5 测定校准曲线溶液与样品溶液依次进样,记录峰高或峰面积,以校准曲线溶液的峰高或峰面积为纵坐标,BPA含量(ng)为横坐标绘制校准曲线,从校准曲线上查出水样中BPA含量。
2 结果2.1 标准溶液的保存时间BPA溶于甲醇,几乎不溶于水(21.5℃下溶解度<0.1 g/100 mL水),故用甲醇配制储备液。待测样为水样,选择纯水作为校准曲线溶液的溶剂。标准中间液(10.0 mg/L)的浓度介于储备液(1 000 mg/L)与标准使用液(0.10 mg/L)之间,采用甲醇水混合溶液作溶剂。对标准中间液(10.0 mg/L)每7 d测定1次(测定前稀释到1.0 mg/L),连续4次,测定结果分别为10.12、9.93、9.95与10.08 mg/L,相对标准偏差为0.94%。这表明4℃避光保存条件下,标准中间液4周内无衰减。
2.2 液相色谱流动相的优化选择常用的甲醇与水的混合溶液作为流动相。随着水相比例的提高,保留时间延长,峰高降低。当水相比例为30%时,保留时间为6.0 min;水相比例为35%时,保留时间为8.2 min,峰高降低到原来的74.1%。为了提高方法的灵敏度,在无干扰情况下,应尽量缩短保留时间,故本方法选择水相比例为30%。取空白样品加标,使加标后浓度为0.01 mg/L,加标样品的色谱图见图 2。
1.死体积峰(1.9 min);2.双酚A(6.0 min)图 2 浓度为0.01 mg/L加标样品的色谱图 |
图选项 |
首先采用常用的230 nm作为激发波长,扫描得到发射波长光谱图(图 3),由图 3选定312 nm为灵敏发射波长。然后固定发射波长,扫描激发波长,得到激发波长光谱图(图 4),由图 4选定228 nm为灵敏激发波长。文献采用的激发波长/发射波长有275 nm/313 nm,275 nm/305 nm,由于不是灵敏的波长,所以其线性范围低点的浓度仅能达到0.03 mg/L[7-8]。
图 3 BPA的荧光发射波长光谱图 |
图选项 |
图 4 BPA的荧光激发波长光谱图 |
图选项 |
100 μL定量环是高效液相色谱仪的标准配置。实验发现,随着进样体积为10、20、50、100 μL逐步增大,其色谱峰峰高、峰面积线性提高,而半峰宽、保留时间及拖尾因子没有明显变化。为了获得最高灵敏度,选择100 μL作为进样体积。
2.5 样品预处理的优化在色谱进样前,被测水样,尤其对水源水,要除去样品中的悬浮物。过滤法与离心法是常用的两种方法。试验中取0.01 mg/L标准溶液1 mL分别装到3个进样小瓶中,然后分别采用了过滤(尼龙膜针式滤器)、离心(塑料离心管)及无处理3种方式。结果表明针式滤器滤膜把待测物全部吸附,塑料离心管对待测物无任何干扰。
2.6 方法学参数BPA线性范围在0~0.04 mg/L之间,其进样绝对质量(ng)与峰高、峰面积呈线性。线性方程分别为Y=0.782X,Y=13.2X。线性相关系数r均为0.999。
浓度为0.002 mg/L的标准溶液连续进样10次,求出BPA峰高的标准偏差(Sb),乘以10倍的信噪比,再除以校准曲线的斜率(S),得到低检测浓度(LOQ)为0.0011 mg/L。本方法低检测浓度为0.002 mg/L。
在纯净水中添加不同体积BPA溶液,制成3个浓度水平的样品,其浓度分别为0.002、0.01和0.02 mg/L,每个浓度水平样品平行测定6次。其3个浓度水平的平均回收率在95%~105%之间。相对标准偏差(RSD)<2%(n=6,表 1)。
名称 | 添加水平 (0.002 mg/L) | 添加水平 (0.01 mg/L) | 添加水平 (0.02 mg/L) | |||||
回收率 (%) | RSD (%) | 回收率 (%) | RSD (%) | 回收率 (%) | RSD (%) | |||
BPA | 95 | 2.0 | 105 | 0.8 | 101 | 0.5 |
用本方法对江苏省南京市5个水厂(南京北河口、南京上元门、南京城南、南京城北、南京浦口)出厂水水样进行检测,均未检出BPA。
对本单位实验室10份末梢水进行检测,未检出BPA,说明塑料输配水管材不会对自来水造成污染。然而对实验室、办公室的台式饮水机放出的开水冷却后进行检测,检出BPA浓度为16.7 ng/mL,超出*67%。可见,台式饮水机会造成BPA污染,建议今后应在饮水机类涉水产品的检测中增加BPA检测项目。
4 结论与讨论“双酚A奶瓶事件"引起社会对BPA高度关注。已报道的水中BPA的检测方法都要进行样品富集,这样一方面增加了工作量,另一方面导致检测结果偏差增大。本实验从仪器检测波长、进样量、流动相比例等方面进行了充分优化,使仪器检测灵敏度大大提高,从而避免了样品富集步骤。本方法快速、灵敏、准确性高,可适用于水源水及生活饮用水监测。
[1] | Iso T, Watanabe T, Iwamoto T, et al. DNA damage caused by bisphenol A and estradiol through estrogenic activity[J]. Biol Pharm Bull, 2006, 29: 206–210. doi: 10.1248/bpb.29.206 |
[2] | 中华人民共和国卫生部. GB/T 5749-2006生活饮用水卫生标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007. |
[3] | 中华人民共和国卫生部. GB/T 5750-2006生活饮用水标准检测方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007. |
[4] | 李英, 王楼明, 张琛, 等. 固相微萃取-气相色谱-质谱法测定水中双酚A[J]. 质谱学报, 2005, 26(1): 18–21. |
[5] | 王晓东, 赵新华, 张新波, 等. 固相萃取-高效液相色谱-荧光检测法同时测定水中的壬基酚和双酚A[J]. 分析试验室, 2006, 25(9): 27–29. |
[6] | 俞晔, 袁大炜, 邹建新. 饮用水中双酚A的固相萃取-高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱测定法[J]. 环境与健康杂志, 2010, 27(2): 143–144. |
[7] | 许宙, 丁利, 焦艳娜, 等. 表面分子印迹磁性固相萃取-液相色谱-荧光光谱法测定河水中双酚A[J]. 分析试验室, 2011, 30(11): 60–64. doi: 10.3969/j.issn.1000-0720.2011.11.014 |
[8] | 陈娟, 白桦, 陈伟, 等. 玩具中苯酚和双酚A的高效液相色谱-荧光检测方法研究[J]. 分析科学学报, 2009, 25(2): 181–184. |