（化学专业论文）液相色谱质谱联用技术在小型家用电器安全和药物代谢方面的应用.pdf

学位论文数据集 中图分类号 0 6 5 7 学科分类号 1 5 0 2 5 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 1 1 0 9 9 7 密级 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名郭巧珍学号 2 0 0 8 0 0 0 9 9 7 获学位专业名称 化学获学位专业代码0 7 0 3 0 2 课题来源自筹研究方向分析化学 论文题目液相色谱质谱联用技术在小型家用电器安全和药物代谢方面的应用 高效液相色谱一串联四极杆质谱，小型家用电器，有毒有害物质， 关键词 药物代谢 论文答辩日期 2 0 1i - 5 - 1 7 论文类型 应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位 学科专长 指导教师杜振霞 教授北京化工大学 分析化学 评阅人1杨屹教授北京化工大学分析化学 评阅人2王志华教授北京化工大学分析化学 评阅人3 评阅人4 评阅人5 椭员蝴魏芸教授北京化工大学分析化学 答辩委员1王志华教授北京化工大学分析化学 答辩委员2 汪乐余教授北京化工大学分析化学 答辩委员3 李增和副教授北京化工大学分析化学 答辩委员4张普敦副教授北京化工大学分析化学 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( c b t1 3 7 4 5 - 9 ) 学科分类与代码中 查询。 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 3iiilii0187舢8 il_m y 摘要 液相色谱一质谱联用技术在小型家用电器安全 和药物代谢方面的应用 摘要 液相色谱质谱联用( l c m s ) 技术因其具有高分离能力、高灵敏度、较 广的应用范围和较强的专属性等特点，已成为当代一种重要的分离分析技 术，它在各个领域的应用不断扩展。本文应用l c m s 技术在挪威p o l l s 指令新增的小型家用电器中有毒有害物质的检测和药物代谢方面做了以 下研究： 1 p o l l s 指令新增的小型家用电器中有毒有害物质的检测方法研究 ( 1 ) 建立了加热回流萃取超高效液相色谱一串联四极杆质谱检测小 型家用电器中六溴环十二烷( h b c d ) 的方法。实验优化了萃取溶剂、对比 了前处理方法、优化了加热回流萃取时间，最终选择较优方法一加热回流 萃取法，其提取回收率大于6 8 。实验以甲苯：甲醇= 1 0 ：1 作为萃取剂， 加热回流4 小时。萃取出的溶液经n 2 吹干，初始流动相复溶，涡旋、离 心、过膜，经a c q u i t y t m u p l cb e hc 1 8 色谱柱分离，质谱的多反应监 测模式( m r m ) 进行检测，h b c d 的三种同分异构体在3 m i n 内完全分开， 该物质的检出限为o 1 l g m u l ，定量限为0 5 l a g m l ，标准曲线的范围为 1 6 3 2 4 l a g m l ，线性相关系数均大于0 9 9 6 ，萃取回收率为6 8 7 5 2 。 通过外标法定量，并应用于实际样品的检测。 ( 2 ) 建立了加速溶剂萃取超高效液相色谱串联四极杆质谱 北京化工大学硕上论文 ( a s e u p l c m s m s ) 检测小型家用电器中双酚a ( b p a ) 、四溴双酚 a ( t b b p a ) 、全氟辛酸( p f o a ) 的方法。实验利用正交实验设计法确定了 a s e 的较优化条件：萃取剂为甲苯：甲醇= 1 0 - l ，温度1 0 0 。c ，压力1 5 0 0 p s i ， 加热时间5 m i n ，静态萃取时问2 0 m i n ，循环3 次，n 2 吹扫时间1 0 0 s ，冲 洗体积2 0 。萃取出的溶液经n 2 吹干，初始流动相复溶，涡旋、离心、 过膜，经a c q u i t y t mu p l cb e hc 1 8 色谱柱分离，三种物质在3 m i n 内完 全分开，b p a 、t b b a 、p f o a 的检出限分别为o 1 、1 0 、l n g m l ，定量 限分别为0 5 、5 0 、5 n g m l ，标准曲线的范围分别为1 1 0 0 n g m l 、 o 1 1 0 t g m l 一、1 0 - 1 0 0 0 n g m l ，线性相关系数均大于0 9 9 6 ，通过外标法 定量，b p a 、t b b p a 和p f o a 的回收率分别为8 4 9 2 、7 6 8 2 和 7 2 - 7 4 ，相对标准偏差均小于5 。实验方法和结果均用岛津的离子阱 飞行时间高分辨质谱( l c i t - t o f ) 仪器进行了验证，通过验证实验进一 步证实了该方法具有可行性。并用该法对实际1 1 种样品进行了检测。 2 人体血清中丁丙诺啡、诺丁丙诺啡、纳洛酮三种药物的检测方法 建立及药片中丁丙诺啡和纳洛酮药物的含量测定 实验建立了同时检测丁丙诺啡( b p ) 、诺丁丙诺啡( n b p ) 、纳洛酮( n l x ) 的u p l c m s m s 方法，并对其方法学进行了全面考察。利用固相萃取的 方法对血清中b p 、n b p 、n l x 三种物质进行分离富集，用内标法定量。 实验采用o a s i sm c x 固相萃取柱分离富集，o 1 的盐酸水溶液淋洗除去 杂质，再用l m l 5 的氨化甲醇洗脱目标化合物，将洗脱下来的溶液经n 2 吹干，用l m l 初始流动相复溶，涡旋、离心、过膜，经a c q u i t y t mu p l c b e hc 1 8 色谱柱分离，用电喷雾质谱的m r m 模式进行检测，三种物质在 摘要 4 5 m i n 之内达到完全分离。b p , n b p , n l x 的标准曲线范围分别为0 1 2 5 、 o 2 5 2 5 、0 0 5 2 5 n g m l 一，而且线性相关系数r 均大于0 9 9 4 8 ，回收率在 9 7 6 1 0 9 2 之间，b p , n b p , n l x 的检出限分别为：0 0 2 ，o 1 ，0 0 1 n g m l ， 定量限分别为o 0 5 ，o 2 ，0 0 2 5 n g m l 。且r s d 9 7 6 ) t h er e s u l tw a ss h o w nt ob el i n e a ra n ds a t i s f a c t o r i l ym e tc u r r e n t a c c e p t a n c ec r i t e r i af o rv a l i d a t i o no fb i o a n a l y t i c a lm e t h o d ：i n t r aa n di n t e ra s s a y p r e c i s i o n sw i t h i nt h er e q u i r e dl i m i t so f 7 8 6 ， 6 4 0 5 8 0 7 ，锥孔电压为1 5 v ，碰撞能量为1 0 e v 。 2 1 1 5 色谱条件 色谱柱：w a t e r s a c q u i t y t mu p l cb e hc 1 8 ( 5 0 m m 2 1 m m ，1 7 t t m ) ：柱温：3 0 。c ； 样品室温度：i o c ；流速：0 2 5 m l m i n ；进样量：5 1 a l ；流动相：甲醇：乙腈：4 ： 1 ( a ) 1 0 m m 醋酸铵( b ) ，梯度洗脱程序见表2 3 。 2 1 北京化工大学硕上论文 表2 - 3 流动相梯度表 t a b l e2 - 3g r a d i e n tt a b l eo fm o b i l ep h a s e 2 116 样品前处理 回流条件：称取( 1 + 0 0 5 ) g 样品，加入3 5 m l 萃取剂，萃取溶剂为甲苯：甲 醇= 1 0 ：l ，加热回流4 h ，反应完成后用2 0 m l 甲醇反沉淀，除去高聚物，离心，取 2 m l 用n 2 吹干，再用2 m l 的初始流动相复溶、涡旋、离心、过膜，以备液质分析。 2 1 2 结果与讨论 2 1 2 1 质谱条件的优化 51 01 5z o2 53 03 5 c o n e ( v ) 图2 2 锥孔电压对h b c d 的【m - h 】。峰强度的影响 f i g z - 2i n f l u e n c eo f c o n ev o l t a g eo n 【m h 】。p e a l 【i n t e n s i t yo f h b c d 对于液相色谱质谱检测方法来说，质谱条件的优化直接影响着方法的灵敏度和 检出限，因此质谱的条件优化显得极为重要。根据六溴环十二烷的化学性质，选用 e s i 负电离方式，实验配制l p , g m l 1 的六溴环十二烷溶液，用蠕动泵进样方式，在全 扫面模式下调节探头和一级锥孔之间的角度，优化六溴环十二烷的【m h 】母离子的峰 型和响应，在确定最佳位置的基础上，进一步优化其他参数。在质谱检测的一系列 参数中，锥孔电压和碰撞能量对物质的响应影响最大，因此成为优化的核心，图2 2 第二章u p l c m s m s 检测p o l l s 指令新增的小犁家用电器巾订毒有害物质 为h b c d 的 m h 】母离子的响应与锥孔电压的关系图。在最佳锥孔电压选定的基础 上，对h b c d 的母离了进行打碎，鉴于h b c d 的结构产生的碎片只有溴负离子( 见图 2 3 ) 。因此，本实验在优化最佳碰撞能景的基础上采用该对离子进行定性和定晕检测。 8 0 7 鲫) 5 坤51 5 8 7 2 0 9 8 2 7 8 0 3 3 5 7 4 0 9 8 4 9 5 景5 5 z 65 9 6 、 6 9 1 01 16 3 9 鼍 5 01 0 01 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 03 5 04 0 04 5 05 0 0 5 5 06 0 06 5 07 0 0 图2 - 3 六溴环十二烷的子离子扫描图 f i g 2 - 3t h ed a u g h t e ri o no fh b c d 2 122 液相条件的优化 由于六溴环十二烷的三种同分异构体极性非常接近，色谱分离比较困难，因此 本实验分别考察了具有不同选择性的三种类型的色谱分离柱a c q u i t y t mu p l c b e h c 1 8 ( 5 0 m m x 2 1 m m , 1 7 9 m ) ，a c q u i t y t m u p l cb e hs h i e l dr p c 1 8 ( 1 0 0 m m x 2 1 m m ，1 7 i - t m ) ，a c q u i t y u p l ct 3 ( 1 0 0 m m x 2 1 m m ，1 7j - t m ) 对六溴 环十二烷三种同分异构体化合物的分离效果。实验结果表明，采用a c q u l t y o mu p l c b e hc 1 8 色谱柱，六溴环十二烷在3m i n 内依次出峰，获得了较为理想的分离效果。 同时实验也考察了流动相对六溴环十二烷的分离效果。结果表明，对于极性较弱的 h b c d 来说，当流动相为甲醇水体系时，后两种异构体的色谱分离选择性较差，当 流动相为乙腈水体系时，前两种异构体的分离选择性较差，而且甲醇水体系仪器的 响应值高于乙腈水流动相体系，因此，鉴于以上情况，实验考虑采用甲醇：乙腈_ 4 ： l 作为有机相。同时进一步比较研究了在水相中添加1 0 r a m 的乙酸铵添加剂对三种同 分异构体的影响。结果表明，其分离效果较直接用纯的水相的实验结果好。因此， 本实验采用甲醇：乙腈= 4 ：1 1 0 m m 的醋酸铵水溶液作为流动相，对人溴环十二烷的 三种异构体进行分离( 色谱分离峰如图2 - 4 ) 。 北京化工大学硕士论文 h b c d 2 2 2 3 m r mo f 4c h a n n e i se s 1 0 0 7 122 8 96 4 0 9 7 8 列 2 3 32 6 5f 5 5 9 e 3 口i l ，1 1 _ ，_ _ ，- 一1 - 广，1 2 斗t 3 ，l 。，r ，_ - ，- 下，一一 h b c d 2 2 2 m r mo f4c h a n n e l se s 1 0 0 2 ，9 0 t i c 翊 2 3 3 2 6 3 9 2 3 e 4 t i m e 1 0 02 0 0 3 4 0 0 2 1 2 3 方法的特异性 图2 _ 4 六溴环十二烷的色谱分离峰 f i g 2 - 4t h ec h r o m a t o g r a m so fh b c d 通过检测空白p e 材料来进行特异性考察。结果如图2 5 所示，在h b c d 三种同分 异构体目标化合物的保留时间区域没有明显的干扰物质出现。由此说明，采用液质 联用技术下的m r m 监测模式对于h b c d 具有特异性。 写二器盟篡船芸k 溅。，篆，藩写”：舱焉：斧一柏鼍萤 。趣躞茹霹斌擞爨殴勰- 1 轧，一，：筮一，一：嚣 蕊神獭擞丞鲁薯，一，一娶五一二：篓 o 5 01 0 01 5 02 0 0狮3 0 0 & s o4 0 04 5 01 0 02 0 0 3 0 040 0 旧c 哪 m l 氇l o f 4 a _ m 出e s - h b c d 2 1 w 0 1 4 c 瞄m d se s - 主娃戳礤蕊鹾罚辩辩耋轧，_ ：一：螽豇，一，一? 煮 ( a ) ( b ) 图2 - 5h b c d 的空f l p e 样晶图( a ) 和实际样品图( b ) f i g 2 - 5t h ec h r o m a t o g r a m so f b l a c kp e ( a ) a n dr e a ls a m p l e ( b ) 2 1 2 4 同分异构体的转化 在加热回流前处理方法中，按照标准品中三种同分异构体的相对含量和实际样 品处理后的三种同分异构体的相对含量来判断，h b c d 的三种| j 分异构体之间是相互 转化的至于具体的转化过程本实验不做验证，以后实验可以补充完成。本实验部 分将分离出的三种同分异构体分别做标准曲线，最后采用h b c d 来判定含量是否超 过标准。 第二章u p l c m s m s 检测p o l l s 指令新增的小型家用电器, l ，h - 毒有害物质 ( a ) ( b ) 图2 - 6 标准品图c a ) 和实际样品图( b ) f i g 2 - 6t h ec h r o m a t o g r a m so fs t a n d a r d ( a ) a n dr e a ls a m p l e ( b ) 2 1 2 5 标准曲线和线性范围 e s t i c 8 0 0 4 由于本实验所建立的方法对h b c d 具有特异性，而且经过前处理后对要分析的目 标化合物基本无干扰，因此本实验采用外标法定量。在上述所确定的色谱质谱条件 下，配制一系y m j h b c d 总浓度为1 6 、3 2 、8 、1 6 2 、3 2 4 p g m l 一的标准工作溶液，经 过液相色谱分离后用u p l c m s m s 的m r m 模式检测，通过m a s s l y n x 4 1 软件得到离 子对的响应面积( 纵坐标) 和浓度( 横坐标) 的曲线关系图( 见图2 7 ) ，h b c d 1 、 h b c d 2 、h b c d 3 分别对应图2 _ 4 中的h b c d 的保留时间为2 3 3 m i n ( 标号1 ) 、2 6 5 m i n ( 标号2 ) 、2 8 9 m i n ( 标号3 ) 的三个峰，首先采用面积归一法确定了标号为l ，2 ，3 的h b c d 的相对含量，分别为：1 3 6 2 ，1 9 0 ，6 7 3 9 ，对于一种同分异构体分别 做标准曲线，实验结果表明三种同分异构体的线性相关系数均大于0 9 9 6 ，线性关系 良好，可用于对实际样品的分析。 c o m p o u n df 1 6 m eh b c d - i c o 旧h 佃n c o e m c i e n t f = 0 9 9 心；0 鬟1 2 5 5 2 c a l d t 曲o nc t l r - 1 9 2 6 0 1 。x + 78 0 1 4 2 h m 呐e 】d b r r m l h c m m b l 棚r o n g | r i r u 1 1 怕睁暗呼1 i x 山b h ：n o n e c o m p o u t dn b m eh b c d - 2 c o 脚k 佃nc o e f f | c i e n t 09 9 6 8 7 5 r * 2 - 0 j 1 9 3 7 5 9 c a h b r m e o nc u r 、q1 93 7 1 5 x + e 9 8 5 r e s p o n l e e j w r r m ls t d h 1 1 1 c u r _ b p l m e e r o r i g = i n d u d e w _ 峨：l x , ，瞳- 幛：n o n e 北京化工大学硕士论文 c o m p o u n dn l l m eh b c d - 3 c o 册k 沁n 俺c _ n lr ；0 9 9 9 1 1 7 。v 2 o 敝3 5 c a l i b r a t i o n “m1 0 50 9 6 - + 1 13 0 8 4 r e s p o n s et y p ee m m “a r e l c u r e t y p slp n e a r , 加g mi n d u d e v 协叼 阳：1 以 淞i n l r mn o n e 2 1 2 6 检出限与定量限 图2 7h b c d 的标准曲线 f i g 2 - 7t h es t a n d a r dc u r v c so fh b c d 根据l u p a c ( i n t e r n a t i o n a lu n i o no fp u r ea n da p p l i e dc h e m i s t r y ，国际纯粹与应用 化学联合会) 的定义，方法以1 0 倍信噪比作为定量限，以3 倍信噪比作为检出限。本实 验采 m a s s l y n x 4 1 计算软件计算出h b c d 的信噪比，如图2 8 所示，对- t - h b c d 的检 出限为0 1 t t t g m l 一，定量限为0 5 p g m l 。 强z 。：蒋：= = 纛孟罂：毒孑搽是：骣：弱三魁曼疽；文黔? 鼍詈3m 7 “e 4 0 5 靴e s - f n ， 一! 一 ：l ：笨一! ! 适： ：。；i i 耐荭：零x ：器兰，：芦” ，1。r ，滤 奢；爿翼。j 2 茎冀篓臻簿怒霎：；鹜墨；：； b 高= 竿# 篇 = | ：b ，吐 e 辛寸! 亭 = 肄；掌鹭b 掣= ；b 竿：= 葛啪岫 ( a ) 检出限 l o o la ”呷1 1 - 6 4 0 5 8 0 2 。各。牟醢警蟹鑫娶：；茜瓯；舷三娑：墨婺。，譬 湖。念。牟g 墨蟹娶浏能三溉鏊。，譬 t 2 0 03 0 040 0 50 0 b 1 0 c 0 1 3 7 删硝3 c 哺n n 如e s - 100” 6 4 0 5 ，7 8 2 墨。串。斗。哗。二躐缝兰娑。，瑙 1 0 02 0 03 0 040 05 0 0 h s c d l 3 7 m r m o f 3 c l m r m b e s - 1 0 0 2 $ 7 t i c 毋攀掣量燮数五删z 3 5 z 坚f 1 3 k 2 9 4 誊燮篙黝1 孟0 4 e 3 ( b ) 定量限 l l t z 一8h b c d 的检出限( a ) 和定量限( b ) f i g 2 - 8l o da n dl o qo fh b c d 2 1 2 7 样品前处理方法优化 将小家电产品中拆分的聚合物样品，经液氮冷冻后用粉碎机破碎成粒径小于l m m 的颗粒进行实验。 ( 1 ) 萃取剂的选择 纺织品中 拘h b c d 常用甲苯、二氯甲烷作为溶剂，用超声波进行萃取；环境土壤 中常用正己烷：丙酮= l ：l 为萃取剂进行索氏提取，本实验综合考虑了文献中和p o l l s 指令中最常用的几种萃取剂。 在进行萃取剂的选择时，实验分别选用了甲苯、二氯甲烷、正己烷：丙酮= i ：l 、 第二章u p l c m s m s 检测p o l l s 指令新增的小型家用电器中彳j 毒有害物质 甲醇、甲苯：甲醇= 1 0 ：l 做溶剂萃取样品中的h b c d ，通过加速溶剂萃取，实验发现， 选用甲苯：甲醇= 1 0 ：l 时，萃取的效果较佳，萃取回收率较高，甲苯在高温起到溶 胀电子电器中塑料制品并对目标化合物进行萃取的作用。 ( 2 ) 前处理条件的选择 本实验对比了加速溶剂萃取法、超声波萃取法，加热回流萃取法和p o l l s 指令 中参照方法索氏提取法对此物质回收率的影响，实验结果见表2 - 4 。 ( a ) 加速溶剂萃取条件：称取( 1 圭o 0 5 ) g 粉碎的家用电器塑料外壳制品，精确 至0 0 1 9 ，用滤纸包好，加入1 0 9 硅藻土，放入加速溶剂萃取的萃取罐中，用甲苯： 甲醇= 1 0 ：l 的溶剂作为萃取剂萃取。加速溶剂萃取的条件如下：样品池温度：1 0 0 ， 压力：1 5 0 0 p s i ，加热时间：5 m i n ，静态萃取时问2 0 m i n ，循环3 次，n 2 吹扫时间为 1 0 0 s ，样品池洗脱体积为2 0 。萃取结束后，取1 0 m l 已萃取出的溶液氮气吹干， 用l m l 甲醇：水= l ：l 溶剂复溶，涡旋，离心，过膜，进行液质分析。取1 0 m l 已萃取出的溶液上样，c 1 8 固相萃取小柱( 先用2m l 二氯甲烷和2m l 甲醇进行活 化) ，再用1 0m l 甲醇进行洗脱。洗脱液氮气吹干，用l m l 甲醇：水= l ：l 溶剂复 溶、涡旋、离心、过膜，以备液质分析。 ( b ) 超声波萃取条件：称量( 1 士o 0 5 ) g 粉碎塑料制品于烧杯中，精确至0 0 1 9 ， 加入3 5 m l 萃取剂，萃取剂为甲苯：甲醇= 1 0 ：l ，温度：6 0 ，超声波频率：1 0 0 w ， 超声萃取l h ，萃取结束后用2 0 m l 甲醇进行反沉淀，除去高聚物，离心，取2 m l 用n 2 吹于，用2 m l 的初始流动相复溶，涡旋、离心、过膜，以备液质分析。 ( c ) 加热回流条件：称量( 1 士0 0 5 ) g 样品精确至0 0 1 9 ，加入圆底烧瓶中，加入 3 5 m l 萃取剂，溶剂为甲苯：甲醇= 1 0 ：l ，加热回流3 h ，反应完后用2 0 m l 甲醇反 沉淀，离心，取2 m l 用n 2 吹干，用2 m l 的初始流动相复溶、涡旋、离心、过膜， 以备液质分析。 ( d ) 索氏提取条件：称取( 5 士o 0 5 ) g 样品精确至0 0 1 9 ，加入到圆底烧瓶中， 加入2 5 0 m l 萃取剂，溶剂为甲苯：甲醇= l o ：l ，提取时间8 h ，萃取结束后，再用 3 0 m l 甲醇反沉淀，离心，取2 m l 用n 2 吹千，用2 m l 的初始流动相复溶、涡旋、 离心、过膜，以各液质分析。 表2 - 4 萃取条件与回收率 t a b l e2 - 4e x t r a c t i o nc o n d i t i o na n dr e c o v e r i e s 实验表明，这几种前处理方法中，萃取效率较高的是加热回流萃取和索氏提取， 南于加热喇流中物质被溶液带动沸腾，使得要萃取的基质与溶剂接触面积增人，而 且在加热状态下，溶胀的塑料更容易被萃取剂萃取出来，而索氏提取过程中固体物 北京化工大学硕上论文 质都能被蒸发又冷凝回流产生的纯的热溶剂所萃取，所以这两种方法的萃取回 收率比较高。而加热回流萃取的3 h 与索氏提取的8 h ，提取效果基本一致，因此本 实验将采用加热回流荜取的提取方式。 ( 3 ) 加热回流时问的优化 回流时问与回收率的关系图 一、 孚 v 糌 擎 囤 蚓流时间( h ) 图2 9 回流时间与回收率的关系图 f i g 2 - 9t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nb a c k f l o wt i m ea n dr e c o v e r i e s 选用甲苯：甲醇= 1 0 ：l 的萃取剂，实验考察了回流时间对提取回收率的影响( 见 图2 9 ) 。实验结果表明在回流3 h ，回收率达6 5 8 6 ；在回流4 h 后，回收率为7 0 8 9 ， 且再随着时间的增加，回收率增大的幅度基本保持相平。因此，对于塑料制品，回 收率达到7 0 以上是可以满足实际样品测定的，同时为了节省时间，本实验选择加热 回流4 h 来提取塑料制品中的h b c d 。 2 1 2 8 样品回收率实验 表2 - 5 回收率实验结果 t a b l e2 - 5a v e r a g er e c o v e r i e so f t h em e t h o d 本实验设定了高、中、低三种浓度添加回收实验，模拟的小家电塑料外壳由北 京化工大学机电工程学院李刚老师实验室制作。实验按照以上优化的i ； f 处理和检测 第二章u p l c m s m s 检测p o l l s 指令新增的小帮家用电器巾有毒有害物质 条件，对每一个浓度样品进行了3 次实验，每一个样品并测定三次计算平均值，h b c d 的回收率在6 8 7 5 2 ，实验结果见表2 5 ，相对标准偏差小于5 ，可以满足实际分 析要求。 2 1 2 9 实际样品的测定 实际样品主要检测了家用电子相框外壳、电磁炉外壳、电视机外壳、电视机遥 控器外壳。实验结果表明，这几种电子电器类产品中均未检测出超标的h b c d 。 2 1 3 小结 本实验建立了加热回流萃取超高效液相色谱串联四极杆质谱法检测小型家用 电器中六溴环十二烷阻燃剂的方法。实验采用加热回流萃取作为前处理提取方法， 以甲苯：甲醇= 1 0 ：1 作为萃取剂，加热回流4 h ，同时对比了各种前处理方法的回收 率。样品经a c o u i t y u p l cb e hc 1 8 色谱柱分离，质谱的m r m 检测模式进行检测， 该物质的标准曲线范围为1 6 - 3 2 4 1 1 9 m l 一，检出限为0 1 p g m l ，定量限为0 5 1 t g m l l ， 线性相关系数均大于0 9 9 6 ，线性关系良好，通过外标法定量，对于实际样品中小型 家用电子相框外壳、电磁炉外壳、电视机外壳、电视机遥控器外壳的检测，均未发 现在这几种基质中含有超标的h b c d 。 2 2 超高效液相色谱串联四极杆质谱法同时测定小型家电中四溴双酚 a 、双酚a 、全氟辛酸 2 0 0 8 年生效的挪威国际p o l l s 指令中新添加的小型家用电子电器中的限量物质 有：溴代阻燃剂，其中包括网溴双酚a ，六溴环十_ 烷；氟系物：全氟辛酸以及其盐 类；其他物质其中之一就是双酚a ( 结构式见图2 1 0 ) 。这四种物质的限量也明确有 规定：四溴双酚a 的限量为l ，六溴环十二烷的限量为0 1 ，全氟辛酸类限量为 0 0 0 5 ( 纺织品) ，0 0 0 1 ( 其他) ，双酚a 的限量为0 0 0 2 5 ( 2 0 1 1 年1 月1 日开始执 行) 。 h 。o 垂p 四溴双酚a ( c i s h i 2 b r 4 0 2 ，m ：5 4 3 9 ) h 北京化工大学硕上论文 f ffff o h fffo 全氟辛酸( c 8 h f l 5 0 2 ，m ：4 1 4 0 7 ) 图2 1 0 三种物质的结构 f i g 2 - 1 0t h es t r u 咖r eo ft h et h r e ec o m p o u n d s 以双酚a 为例：虽然国内针对双酚a 的检测标准有g b t2 3 2 9 6 1 6 2 0 0 9 食品 接触材料高分子材料食品模拟物中2 ，2 二( 4 羟基苯基) 丙烷( 双酚a ) 的测 定高效液相色谱法。s n t2 2 8 2 2 0 0 9 食品接触材料高分子材料食品模拟物中 双酚a 的测定高效液相色谱法，s n f r2 3 7 9 2 0 0 9 聚碳酸酯树脂及其成型品中双 酚a 的测定气相色谱质谱法和s n t2 4 0 7 - 2 0 0 9 玩具中苯酚和双酚a 的测定。 但是，这些方法针对小家电这类特殊被测物并不能完全适用，样品前处理繁琐，并 且对定性分析的准确性也有所欠缺。而且不使用质谱检测器的气、液相色谱法无法 满足被测物准确定性的要求，而气相色谱质谱联用法需要用b s t f a 试剂进行衍生 化，操作过程很繁琐，费时、费力。 国外针对双酚a 的检测，有如下标准：b sd dc e n 厂r s1 31 3 0 - 1 3 - 2 0 0 5 m a t e r i a l s a n da r t i c l e si nc o n t a c tw i t hf o o d s t u f f s p l a s t i c ss u b s t a n c e s s u b j e c tt ol i m i t a t i o n d e t e r m i n a t i o no f2 ，2 - b i s ( 4 - h y d r o x y p h e n y l ) p r o p a n e ( b i s p h e n o la ) i nf o o ds i m u l a n t s ) ) ( 与食品接触的材料和物品受限制的塑料物质食品模拟物中2 , 2 双( 4 羟苯基) 丙烷 ( 双酚a ) 的测定) ；j i sk 0 4 5 0 1 0 10 2 0 0 6 ( t e s t i n gm e t h o df o rb i s p h e n o lai ni n d u s t r i a l w a t e r a n d w a s t e w a t e r ) ) ( 工业用水和废水中双酚a 的试验方法) 。目前检测机构基本 都用e n 7 1 1 1 3 1 和i s o8 9 7 4 - 2 0 0 4 t 1 0 , 1 2 】。但是，由于同样没有采用质谱检测器，上述检 测方法的适用范围有限，不能满足小型家电产品等高风险机电产品的检测，而且检 测方法费时费力，检测灵敏度也有所欠缺。 p o l l s 指令中检测这三种物质都是采用参照方法，但实际对于电子电器产品中 这三种物质的含量检测具体回收率是多少目前还没有研究，而且我国各个行业还没 有相应统一的限景标准，本实验建立同时检测家用小型电器塑料外壳中网溴双酚a 、 双酚a 、全氟辛酸这三种物质的方法，为家用小型电子电器类产品建立行业标准， 有利于我国的进出口贸易。 本实验方法对电子电器外壳中这三种物质的检测采用加速溶剂萃取高效液相 色谱串联四极杆质谱法( u p l c m s m s ) ，该方法灵敏度高、选择性和特异性好。在 h p l c 基础上发展起来的超高效液相色谱( u p l c ) 技术采用了1 7 p m 细颗粒固定相， 流动相在最高可达1 0 3 m p a ( 1 5 0 0 0p s i ) 的高压下运行，因此比起传统的h p l c 技术， 第二章u p l c m s m s 检测p o l l s 指令新增的小型家用电器中有毒有害物质 u p l c 提供了更大的色谱峰容量、更高的分辨率和灵敏度以及更快的分析速度，使 用u p l c 更有利于缩短分析时问、提高色谱分辨率和分析通量。 2 2 1 实验部分 2 2 1 1 实验设备与仪器 实验过程中使用的主要设备和仪器见表2 - 6 。 表2 - 6 实验使用的主要设备及仪器 t a b l e2 - 6e q u i p m e n t sa n di n s t r u m e n t su s e di nt h ee x p e r i m e n t 2 2 1 2 实验药品以及试剂 实验过程中用到的药品和试剂见表2 7 。 3 l 北京化工大学硕士论文 表2 7 实验使用的药品及试剂 t a b l e2 - 7c h e m i c a l sa n dr e a g e n t su s e di nt h ee x p e r i m e n t 2 2 1 3 标准储备液以及流动相的配制 ( 1 ) 双酚a 等标准品标准储备液的配制 标准储备溶液：分别准确称取双酚a ，四溴双酚a ，全氟辛酸三种物质标准品 5 0 0 m g ( 精确至0 0 0 0 0 1 9 ) ，分别置于1 0 m l 容量瓶中，用甲醇溶解稀释至刻度， 混匀。该溶液的浓度为5 0 0m g l 1 。- 2 0 c 保存 ( 2 ) 双酚a 等混标的配制 量取2 2 1 3 中( 1 ) 配制的四溴双酚a 、双酚a 、全氟辛酸适量体积，用甲醇 和水= l ：l 的溶液稀释，配制成所需浓度的混合标准溶液。保存于4 。 ( 3 ) 流动相的配制 水相：超纯水 有机相：甲醇 为保证仪器状态良好，流动相使用前过0 2 2 t t m 的滤膜，水相使用前超声脱气 1 0 m i n ，次日更换流动相。 2 2 1 4 质谱条件 w a t e r s 质谱仪参数如下： 电离模式：e s i ； 毛细管电压：3 5 k v ； 萃取锥孔电压：3 v ； r f 透镜电压：0 5 v ； 源温：1 0 0 ； 脱溶剂温度：3 5 0 ： 锥孔气流速：5 0 l h 1 ； 第二章u p l c m s m s 检测p o l l s 指令新增的小型家用电器中有毒有害物质 脱溶剂气流速：6 0 0 l h - 1 ； 碰撞气流速：o 15 m l m i n ； 采集模式：多反应监测( m r m ) ，其他参数见表2 8 。 表2 8 质谱m r m 方式检测部分参数 t a b l e2 - 8p a r t i a lp a r a m e t e r so fm r md e t e c t i o n 注：i c v 锥孔电压，单位为v ：。c e ：碰撞能量，单位为e v ； 代表定量离子对。 2 2 1 5 色谱条件 色谱柱：w a t e r sa c q u i t y t mu p l cb e hc i s ( 5 0 m m x 2 1 m m ，1 7 9 m ) ： 柱温：3 0 ； 样品室温度：1 0 ； 流速：0 2 m l m i n 一； 进样量：5 9 l ； 流动相：甲醇( a ) 水( b ) ，梯度洗脱程序见表2 - 9 。 表2 - 9 流动相梯度表 t a b l e2 - 9g r a d i e n tt a b l eo fm o b i l ep h a s e 2 2 1 6 样品前处理 由于小型家用电器产品的多样性和材料的复杂性，首先必须对被检测样品进行 机械分离，使样品中各类材料分为多个单一材料的样品。将小家电产品中拆分的聚 合物样品，经液氮冷冻后用粉碎机破碎成粒径小于lm m 的颗粒。 称取l g 粉碎的塑料制品，精确至0 0 1 9 ，用滤纸包好，加入1 0 9 硅藻土，放入 加速溶剂萃取的萃取罐中，用甲苯：甲醇= l o ：l 的溶剂作为萃取剂萃取。加速溶剂 3 3 北京化工大学硕上论文 萃取的条件如下；样品池温度：1 0 0 。c ，压力：1 5 0 0 p s i ，加热时间：5 m i n ，静态萃 取时问2 0 m i n ，循环3 次，n 2 吹扫时问为1 0 0 s ，样品池洗脱体积为2 0 。萃取结束 后，取1 0 m l 已萃取出的溶剂氮气吹干，用l m l 的甲醇：水= l ：l 的流动相复溶， 涡旋，离心，过膜，以备液质分析。 2 2 2 结果与讨论 2 2 2 1 质谱条件优化 配制o 1l a g m l d 的双酚a ，四溴双酚a ，全氟辛酸单一标准溶液，优化质谱的 参数，为使得准分子离子峰【m h 】峰值响应达到最大，分别优化了这三种物质的主 要影响参数：锥孔电压和碰撞能量，其他的参数稍稍改变即可达到最优化状态( 见 2 2 1 4 ) 。由于三种物质含有羧基、酚羟基、溴等，容易丢掉一个氢，形成m h 1 的准分子离子峰，因此实验采用e s i 。的电离模式。由此b p a 、t b b p a 、p f o a 这三 种物质得到的准分子离子峰【m h 】分别为：m z 2 2 7 、m z5 4 3 、m z4 1 3 。在一系列质 谱参数中，锥孔电压的大小对响应强度影响最大，实验得出三种物质的最优化锥孔 电压见图2 1 l 。在选定的最优锥孔电压下，对指定的母离子进行相应的子离子扫描， 来优化碰撞能量参数，得到相应的碎片离子峰，通过选择两对响应较高的离子对作 为m r m 监测模式下的碎片离子，b p a 、t b b p a 、p f o a 的子离子扫描以及碎裂机 理如图2 1 2 。 ， 葺 e 盘 o 2 01 02 03 0柏50 c o n e ( v ) 图2 - l l 锥孔电压对三种物质的【m h 】。峰强度的影响 f i g 2 11i n f l u e n c eo f c o n ev o l t a g e0 1 1 【m h 】- p e a ki n t e n s i t yo f t h et h r e ec o m p o u n d s 第二章u p l c m s m s 检测p o l l s 指令新增的小型家用电器中有毒有害物质 b p a2 们 舛讲w z 1 71 0 ( 0 1 a s ) 1 一 t t 3 2 k 3 。碍：! 罂竺：，一撑臻e j ! 骢竺，5 f ，熙 a w 如喝o r 2 2 7 e s - e 2 b t ，蔑二2 6 41 2 7 1 ：照矽鬣 锄2 4 02 e o 瑚3 0 0 k ，：每，：张 曩1 ： 粤6 警m z = 2 1 2 1 6 h 群蕊 图2 1 23 种物质的予离子扫描图以及可能的断裂机理 f i g 2 - 1 2d a u g h t e r s c a nm a s ss p e c t r u m sa n df r a g m e n t t t i o nm e c h a n i s m ao f3c o m p o u n d s 液相色谱分离条件优化 实验中采用w a t e r sa c q u i t yu p l c t mb e hc 1 8 色谱柱( 2 1m mx 5 0m mx 1 7 l x m ) 柱子对三种目标化合物进行分离，用甲醇- 水按照梯度洗脱方式即可同时分离 三种物质，以上条件得到的三种物质分离色谱图以及三种物质的单通道离子图，见 图2 1 3 ，三种物质p f o a 、b p a 、t b b p a 的保留时间分别为0 6 7 m i n 、0 9 6 m i n 、2 6 0 m i n 。 3 5 缈蟛 - 0 ， ，*。： frf e ，* ，一 frf以 槲，一 f。rf，忡， 北京化工大学硕士论文 - 一一 零 0 m r mo f7c h a n n e l se s h b c d 7 6s m ( m n ，l x 2 ) m r ma f 7c h a n n e l se s m r mo f7c h a n n e l se s 1 0 0 70 0 6 8 4 1 3 2 2 1 9 一剥 l 4 5 e 4 ， 0 1 0 0 2 0 03 0 0 4 0 05 0 0 m r m 研7 c h a n n e l se s h b c d 7 6 m r mo f7c h a n n e l se s 第二章u p l c m s m s 检测p o l l s 指令新增的小型家用电器i l 彳f 毒彳r 害物质 h 鼠埘犍 删o l ，u 怕憎黯睁 1 0 0 o 謦一 2 0 0 一 5 4 3 1 4 鲤 h 虻o 鲕( u n 1 x 1 ) 刚o f 7 c h a m e t s e s - 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