邻苯二甲酸酯假阳性判断---------这些年我们遇到的邻苯干扰物

BGYQ

2017/07/19

私聊

气质联用（GCMS）

前言
玩具行业，邻苯二甲酸酯测试是个绕不开的话题。从业十年，我们接触到了各类材质的样品，对儿童产品中出现的常见邻苯二甲酸酯测试也做了些许总结。
本文仅以DINP测试作为案例，在常见环保增塑剂DOTP,DPHP干扰下如何去定性判断。抛砖引玉也！

1. 邻苯二甲酸酯简介
邻苯二甲酸酯(Phthalates)是指邻苯二甲酸(Phthalate acid) 的酯化衍生物，是塑料工业中最为常见的塑化剂。邻苯二甲酸酯在日常及工业上被广泛添加于高分子塑料产品的生产，如聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、泡棉，亦可添加于胶合剂、涂料、油墨中。研究表明, 邻苯二甲酸酯是一类环境激素, 可干扰人类和其他动物内分泌, 具有急毒性和致畸、致突变性, 甚至还有致癌活性。
2. 邻苯二甲酸酯相关法规
目前全球各国纷纷针对邻苯二甲酸酯的限制使用颁布法规：

法规	邻苯二甲酸酯	范围	限量
欧盟2005/84/EC 中国 GB6675.1	DEHP、DBP、BBP	玩具及儿童护理用品	总含量低于0.1%
欧盟2005/84/EC 中国 GB6675.1	DINP、DIDP、DNOP	可入口的玩具及儿童护理用品	总含量低于0.1%
美国CPSIA	DEHP、DBP、BBP	<12岁且不能放入口的玩具	单项低于0.1%
美国CPSIA	DEHP、DBP、BBP DINP、DIDP、DNOP	<12岁且能放入口的玩具及儿童护理用品	单项低于0.1%
日本ST2016	DEHP、DBP、BBP	玩具中的可塑性材料	单项低于0.1%
日本ST2016	DINP、DIDP、DNOP	玩具可塑性材料中意图放入口中的部件	单项低于0.1%
加拿大 SOR/2010-198	DEHP、DBP、BBP	乙烯基玩具和儿童护理用品	单项低于0.1%
加拿大 SOR/2010-198	DINP、DIDP、DNOP	<4岁可入口的软性乙烯基玩具和儿童护理产品	单项低于0.1%
巴西INMETRO 第369号法令	DEHP、DBP、BBP	乙烯基玩具材料	单项低于0.1%
巴西INMETRO 第369号法令	DEHP、DBP、BBP 、DINP、DIDP、DNOP	适用于3岁以下儿童的所有乙烯基材料的玩具	单项低于0.1%

3. 邻苯二甲酸酯环保替代物
因邻苯二甲酸酯具有生殖毒性和致癌性，近年来受到欧洲、美国等地区和国家的限用和禁用。2006年REACH法规采用后，Exxon Mobil 和Dow积极申请邻苯二甲酸酯的替代物专利。
下图为Eastman、Exxon Mobil和Dow发明的邻苯二甲酸酯替代物专利数量(1972-2010)：

1999年开始,邻苯二甲酸酯替代物专利数量成指数型增长,这与严格的法规采用相吻合。

这些年,我们碰到的邻苯二甲酸酯环保替代物主要有:

名称简写	商品名	化学名	CAS#	生产商
DOTP	Eastman 168	对苯二甲酸二异辛酯	6422-86-2	Eastman
DINCH	Hexamoll DINCH	环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯	474919-59-0(U.S.) 166412-78-5(outside U.S.)	BASF
DPHP	Palatinol DPHP	邻苯二甲酸二（2-丙基庚）酯	53306-54-0	BASF
911P	Palatinol 911P	邻苯二甲酸二(C9-11)烷基酯	68515-43-5	BASF

以上环保替代物的碳链在C8-C11之间,测试时常常与待测物DINP(C9)、DIDP(C10)共流出,造成干扰,给定性定量带来困难。
4. 邻苯二甲酸酯的测试方法
4.1 实验部分
4.1.1 仪器︰7890A/5975C气质联用仪（安捷伦）、2300TH超声波清洗机（上海安谱）
4.1.2 试剂︰各邻苯二甲酸酯标准物质(Dr. Ehrenstorfer)、二氯甲烷(色谱级)
4.2 前处理
称取0.1g样品(安琪皮,PVC材质)放入可密封的棕色样品瓶中。加10mL的二氯甲烷到样品中，用超声波清洗器在40℃下萃取1h。取出棕色样品瓶，冷却样品溶液用0.45umPTFE滤膜过滤，取1.5 mL滤液上机测试。
4.3 仪器测试
4.3.1 仪器分析条件

色谱柱	DB-5MS 30m×0.25mm×0.25μm；
流动模式	1mL/min,匀速流速(氦气)
进样模式	不分流
进样量	1μL
进样口温度	290°C
溶剂延迟	5.8min
程序升温	50°C,保持1min；30°C/min,280°C；15°C/min,310°C
最终保留时间	2分钟
接口温度	280°C
离子源	电子电离源（EI），70 eV；离子源温度：230 ℃
测定方式	全扫描模式（SCAN）定性，质量扫描范围：m/z＝50～500，选择离子监测（SIM）定量。

4.3.2 测试谱图
通过scan数据可以发现:样品中存在高含量的对苯二甲酸二异辛酯(DOTP,RT=11.118min)、邻苯二甲酸二（2-丙基庚）酯(DPHP,RT=11.237min/11.444min)

将样品溶液稀释10倍后上机测试。
选择SIM数据,提取DINP特征离子m/z293,发现有疑似DINP特征峰出现(蓝色为含DINP的提取离子流图,黑色为样品提取离子流图）
DINP因含异构体,具有五指峰形,保留时间:(11.0～11.8)min（注：标样为混标，含有DNP）

5. 邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)假阳性判断
5.1 标准添加法
取0.5ml 样品提取溶液,加入0.5ml 2ug/ml的DINP标准溶液,上机测试。样品、样品加标与DINP标样的重叠图(EIC:m/z293)如下:

通过以上重叠图可以发现:
在1号&2号位置上,样品没有出现DINP的特征峰,在3号&4号位置上,样品中多出两个峰。因此样品中的DINP可能为假阳性。
5.2 疑似DINP物质的来源确定:
配制2ug/ml的DINP、1000ug/ml的DOTP和DPHP的单标溶液,上机测试。
DOTP与DINP标准样品的重叠图如下(EIC:m/z293)：

DPHP与DINP标准样品的重叠图如下(EIC:m/z293)：

结合以上图谱可以看出,疑似DINP的物质来源于样品中的增塑剂DPHP。
5.3 利用LC-MS进一步确认DINP假阳性
5.3.1 色谱条件设置（1260LC,Agilent）：
色谱柱:Zorbax eclipse plus phenyl-hexyl;RRHT:2.1*50mm,1.8-Micron 600bar
流动相 A： 0.1%甲酸水溶液(加入0.1%甲酸铵)
流动相 B：甲醇(0.1%甲酸)
流速：0.3ml/min
进样量：1uL
柱温：40℃
运行时间：11.5min；平衡时间：2.0min
梯度洗脱：

时间，min	流动相A,%	流动相B,%
0	40	60
2	20	80
7	2	98
7.5	2	98
8.5	20	80
9.0	40	60

5.3.2 质谱条件设置(6120B,Agilent)：
离子源：API-ES
加热载气温度：350℃
干燥气流量：10.0 L/min
雾化气压力：50 psig
毛细管电压：4000 V
扫描模式：SIM/SCAN
碎裂电压：

质量数(DINP)	Fragment电压（V）
419	50
420	50

5.3.3 测试谱图
5.3.3.1 样品的谱图如下:

通过scan图谱,在DINP预期的保留时间范围内未发现明显的DINP准分子离子(m/z419).
5.3.3.2 样品加标的谱图如下:

在样品溶液中加入1ug/ml 的DINP标准溶液,通过SCAN图谱,可发现明显的DINP准分子离子(m/z419).
5.3.3.3 样品、样品加标及DINP标准样品堆叠图(EIC:m/z419)如下:

结合以上样品，样品加标以及标准样品的质谱图和色谱图，可确定样品中的DINP为假阳性。
总结
1. 针对样品中存在干扰物时，首先考虑稀释样品，稀释后的样品受干扰较小，目标物的保留时间和质谱图比例往往趋于期望值。
需要注意的是稀释的倍数，需视干扰物和目标物浓度而定。
2. 通过标准加入法可以观察目标物的保留时间吻合性。加入标样的浓度建议为1-2倍的待测物浓度。
3. 资源允许下，可以用LC-MS或者LC-MS-MS来辅助定性定量。（像在高浓度的干扰物DOTP,DPHP下，积分293的离子峰面积结果会高于真实值）

分
该帖子已被版主-yezi7414加5积分，加2经验;加分理由:原创

相关话题