食品接触材料高分子材料中六溴环十二烷的测定方法

1、食品接触材料检测方法高分子材料六澳环十二烷的测定液相色谱-质 谱法编制说明、任务来源本测定方法标准的制定工作，是按照国家认证认可监督管理委员会关于下达2010年度出入境检验检疫行业标准制（修）订计划的通知下达的任务而进行的，项目编号为2010B161 ,由中国检验检疫科学研究院承担研究和起草工作。二、标准制订的意义及特点本检验方法标准是按照 GB/T 1.1 -2009标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写的要求编写制定的。六澳环十二烷结构式:卤系阻燃剂是目前全球用量最大的有机阻燃剂之一，用量可达每年30万吨以上。在卤系阻燃剂中，以澳系阻燃剂为主，现具有一定生产规模的澳系阻燃剂约有80种。其

2、中，六澳环十二烷（Hexabromocyclododecane, HBCD ）属脂环族澳系添加型阻燃剂，由1,5,9-环十二三烯与澳加成制得，广泛用于阻燃聚苯乙烯泡沫材料、纺织品、环氧树脂、硅树脂、涂料、黏结剂等，不需要与睇系协效 剂并用，阻燃效果良好，是仅次于十滨二苯醍和四澳双酚A的世界第三大用量的阻燃剂产品1。六澳环十二烷理论上有 16种非对映异构体，但其工业产品主要是“-、伊和丫六澳环十二烷3种异构体的混合物。六澳环十二烷作为高持久性、高生物蓄积性和毒性物质2, 3,已发现存在于环境和人体中4, 5,被欧盟化学品管理署列为高关注物质6。奥斯陆-巴黎公约（OSPAR）也已将六澳环十二烷列入

3、优先控制污染物质名录7。国际环保纺织协会制订和颁布的“ Oeko-Tex Standard 1000”中明确规定，禁止 在纺织品生产过程中使用六澳环十二烷8。关于六澳环十二烷检测的研究报道主要集中在生物样品9,10、环境样品1113、食品中品14等方面，涉及的方法包括气相色谱-质谱联用法9, 10、液相色谱-质谱联用法12, 13、超高效液相色谱-质谱联用法 11, 14等。六澳环十二烷的 3种主要异构体在160c以上会发生热重排，在 240c以上将脱澳降解15,从而限制了气相色谱-质谱联用法的推广应用。经中国标准研究中心标准馆查询 ，目前国内、外尚无与食品接触的高分子材料中六澳环十二烷测 定

4、方法标准。本标准采用液相色谱-质谱/质谱法测定与食品接触的高分子材料中的六澳环十二烷，方法准确、可靠，检测限、回收率和精密度均符合要求。三、实验条件的选择1、色谱分离条件的优化(1)色谱柱的选择实验比较了 Waters XBridge Phenyl 1150 mm x 2.1 mm, 3.5 倘 和 Waters XBridge C18 1150 mm x2.1 mm, 3.5 m%的分离效果，结果见表1和图1、图2。表1色谱柱的选择色谱柱a-六澳环十二 烷保留时间(min)分离度伊六澳环十二烷丫六澳外十 二烷R1R2XBridge C 184.545.356.891.623.08XBridg

5、e Phenyl9.0611.0311.793.941.44考虑当R=1.5时，分离度可达99.7%。通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的标志，因此减 少分析时间的目标下，可以选择XBridge C18色谱柱进行分离。图1 XBridge Phenyl柱的色谱图PH3D-MRM of 2 Channels ESHO HBCD)4.22e4I-T-,.r-.T-.i -ii. -.y- .i f- .- .if -. 丁jm E0.0D2,505.007.50 W,QG 12.5015.00图2 XBridge C 18柱的色谱图(2)流速的选择分别比较了流速 0.2 mL/min、0.2

6、5 mL/min、0.3 mL/min、0.35 mL/min 和 0.4 mL/min 对色谱峰分 离和峰形的影响，结果见表2和图3。表2流速的选择流速(mL/min)理论塔板数a-六澳环十 二烷保留时间(min)3六澳环十 二烷丫六澳环 十二烷分离度R1R20.2124966.828.0110.342.384.660.25119855.446.368.231.843.740.3114724.545.356.891.623.080.35109783.924.595.951.342.720.4105123.424.085笊及yy(L25tnL/minB Ji J1 II

7、r i r t r i! 1 p i r一尸 t -1r ii i r i |,iTjr 1 t |j4.000.008,0010.0012 0014.00g01 3-4? ”4 518当 7VJ TV0.4 mL/min10Ti rn 巳4.006 0D e.CIO 10 0012.00H.00图3不同流速下色谱分离图考虑当R=1.5时，分离度可达99.7%。通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的标志，因此减 少分析时间的目的下，可以将流速选择为0.3 mL/min。(3)流动相的选择分别比较了甲醇-水，乙睛-水，甲醇-乙睛混合溶剂-水流动相系统对色谱峰分离、峰形和信号响 应的影响，结果

8、见表 3和图4 6。以甲醇：乙睛:水(41:41:18)为流动相，分离时间较短，且分离效 果最佳。表3流动相的选择流动相组成“-六涅环十二烷保留时间(min)3六澳环十二烷丫六澳环十二烷分离度R1R2乙睛：水(82:18)3.824.235.580.912.70甲醇：水(82:18)6.387.928.793.081.57甲醇:乙睛:水(41:41:18)4.545.356.891.623.08I/%90-1: MRM of 2 Channels ES- TiC (HBCD)1弱时，100.002.505.007.5010.0012.5015.00图4乙睛:水（82:18）作为流动相的色谱图图

9、5甲醇:水（82:18）作为流动相的色谱图1.9C-MRM of 2 Channels ES-T1C HBCD)4fe4I - - i r-r - -iii jii - iii- - 丁im 日D.OD 2.505.007,5010.0Q12.5Q15.0Q图6甲醇：乙睛:水（41:41:18）作为流动相的色谱图2、质谱测定条件的选择根据六澳环十二烷化合物的化学电离性质，选用ESI-作为离子化模式，采用流动注射泵连续进样方式进行质谱条件的优化，实验结果表明，六澳环十二烷在离子源ESI-电离方式下，可获得较高丰度的M十-母离子。根据欧盟2002/657/EC指令规定对于质谱确证方法必须达到 4个

10、确证点的要求， 低分辨气相色谱-质谱联用仪应在确定母离子的基础上选择两个以上的子离子。在确定六澳环十二烷的母离子后，采用子离子扫描方式进行二级质谱分析（见图7）,选取丰度较强的主要碎片离子m/z 80.7和m/z 78.8分别作为定量离子和辅助定性离子。通过优化毛细管电压、 一级锥孔电压、二级锥孔电压、射频透镜电压、碰撞能量、碰撞气流量等质谱参数，使六澳环十二烷的准分子离子与特征碎片离子产 生的离子对强度达到最大。：0|K-H-?Br IDO200300二图7六澳环十二烷的子离子扫描质谱图3、超声萃取条件的优化首先考察了不同萃取溶剂(正己烷、二氯甲烷、丙酮、甲醇、乙醇、乙睛)对六澳环十二烷萃取

11、效率的影响，以超声萃取回收率为指标考察萃取效果，见图 8。结果表明，丙酮的萃取效果最佳。其次考察了以丙酮为提取溶剂，不同提取时间对六澳环十二烷萃取效率的影响，以超声萃取回收率为指标考察萃取效果。结果表明，超声萃取25 min的萃取效果最佳。OOOOOOOOO OO 09 8T 6LO4 3 2 1T-Io OO 9OOOOOOOOO 87654321图9不同提取时间度超声萃取回收率的影响4、固相萃取净化条件的优化食品接触材料样品基质复杂，如果样品萃取液不进行净化，有可能会影响待测化合物的定性和定量分析结果。分别考察了不同类型的固相萃取柱对六澳环十二烷的净化效果：亲水亲脂柱(OasisHLB )

12、、石墨化碳黑柱(Supelclean Envi-Carb )、氨基柱(Sep-Pak NH2 )、硅胶柱(Sep-Pak Silica)、 弗罗里硅土柱(Sep-Pak Florisil )和石墨化碳黑/氨基复合柱(ENVI-Carb II/PSA)。由图8可知，7ENVI-Carb II/PSA的净化效果和回收率最优。采用 ENVI-Carb II/PSA柱为固相萃取柱，先用 10 mL V（二氯甲烷）:V（正己烷）=2:3混合液和10 mL二氯甲烷活化固定相，并除去固定相中的杂质，再用 10 mL正己烷平衡，创造适合上样的环境。 考察了不同配比的二氯甲烷 -正己烷混合液淋洗系统的洗脱效 果

13、。根据洗脱曲线，V（二氯甲烷）:V（正己烷）=2:3混合液可将六澳环十二烷完全洗脱下来，获得了最佳的回收率。进一步对洗脱液的洗脱体积进行了考察，结果表明，最初1 mL V（二氯甲烷）:V（正己烷）=2:3混合液不会将六澳环十二烷洗脱下来，因此将其作为淋洗液；随后5 mLV（二氯甲烷）:V（正己烷）=2:3混合液可将六澳环十二烷完全洗脱下来，将其作为洗脱液。全=三=壬三=壬三=三三=三=1X1!=:=Ba一匕%;H上用 ijasis HLB像沁W Supelclean Envi-Carb较后冽 Sep-Pak NH2:I Sep-Pak SilicaHmmi sep-Pak RcrisiiiEM

14、Vl-；=rt- IMPSAn-HBCD图8不同类型固相萃取柱净化效果比较（n=3）四、方法的线性关系和定量限采用即3, 丫六澳环十二烷标准品，以外标法定量，选择离子 640.6/80.7定量。分别配制一系列标 准工作溶液，在选定的色谱和质谱条件下进行测定，在标准品浓度为20500 ng/mL范围内，0a 丫六澳环十二烷的线性方程分别为：Y = 0.4130X + 0.4261 , r =0.9982 ; Y = 0.8746X - 2.5259, r =0.9937;Y = 0.3573X -2.3928 , r =0.9905。以信噪比为10估算定量限（LOQ）, 即 3, 丫六澳环十二烷

15、的定量限 为 40.0 科 g/kg五、方法的回收率和精密度采用阴性的食品接触材料样品，分别进行添加回收率和精密度实验，样品添加不同浓度的标准溶液，按本方法进行实验，用高效液相色谱-串联四极杆质谱进样测定。在低、中、高的3个添加水平范围内的平均回收率 （每个添加浓度平行测定 6次）为81.2%96.4%,相对标准偏差为1.9%4.7%, 结果见表5。表5回收率和精密度实验结果加入量40.0 g/kg加入量80.0 g/kg加入量160.0 g/kg化合物 回收率平均回收(%)率(%)平均回平均回回收率回收率RSD（%） 义十 收率 RSD（%） 义十 收率 RSD（%）85.288.190.2

16、83.885.585.6纷八次“ c90.289.992.5环十一85.74.787.91.988.23.8烷82389.584.681.686.585.591.187.790.583.588.292.687.181.284.6,六澳丁 二87.393.290.4环十一87.32.488.44.690.64.0烷89.691.289.288.188.495.683.788.493.289.492.291.6丫八次“ c92.288.196.4环十一86.84.488.83.390.44.5烷83.484.188.883.391.686.188.688.686.4六、结论

17、综合上述情况，本标准检验方法的回收率，检测限和精密度等各项技术指标均符合要求，方法应用于食品接触材料样品检测，重现性良好。本标准建立的检验方法操作简便、结果准确，可作为出入 境检验检疫行业标准，用于与食品接触的高分子材料中六澳环十二烷的检验。参考文献：OU Yu-Xiang (欧育湘),LI Jian-Jun (李建军).Flame Retardants - Property, Manufacturing and Application (阻燃剂性能、制造及应用)M. Beijing: Chemical Industry Press, 2008: 111-112Support Document

18、 for Identification of hexabromocyclododecane and all major diastereoisomers identified as a Substance of Very High Concern. European Chemicals AgencyRegulation (EC) No 1907/2006 of the European Parliament and of the Council of 18 December 2006. Concerning the Registration, Evaluation, Authorisation

19、 and Restriction of Chemicals (REACH), establishing a European Chemicals Agency, amending Directive 1999/45/EC and repealing Council Regulation (EEC) No 793/93 and Commission Regulation (EC) No 1488/94 as well as Council Directive 76/769/EEC and Commission Directives 91/155/EEC, 93/67/EEC, 93/105/EC

20、 and 2000/21/ECLaw R. J., Kohler M., Heeb N. V ., et al. Environ Sci Technol J, 2005, 39: 281-287Covaci A., Gerecke A. C., Law R. J., et al. Environ Sci Technol J, 2006, 40: 3679-3688 HYPERLINK http:/echa.europa.eu/chem_data/candidate_list_table_en.asp http:/echa.europa.eu/chem_data/candidate_list_table_en.aspOSPAR List of Chemicals for Priority Action (Updated 2007). OSPAR Convention for the Protection of the Marine Environment of the Nort