技術(shù)應(yīng)用
鄰苯二甲酸鹽的快速提取法-微波輔助溶劑萃取法
發(fā)布時(shí)間:2016-06-23 18:39:44
鄰苯二甲酸鹽是一組化合物,這些化合物的主要作用是將塑料從硬塑料變?yōu)閺椥运芰稀?/span>
在玩具行業(yè)中,鄰苯二甲酸鹽通常被添加產(chǎn)品柔性PVC 中,廣泛用于與人體接觸頻繁的物件上,尤其是兒童玩具和兒童用品,鄰苯二甲酸鹽對(duì)兒童可能造成的風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)由毒性、生態(tài)和環(huán)境科學(xué)委員會(huì)(CSTEE)做出分析,當(dāng)兒童在咬或吸吮玩具時(shí),鄰苯二甲酸鹽從玩具和兒童用品中滲出,對(duì)肝臟、腎和生殖系統(tǒng)造成負(fù)面影響,同時(shí)還有致癌及導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)的潛在危險(xiǎn)。
由于鄰苯二甲酸鹽的潛在危害,某些鄰苯二甲酸鹽已被許多國(guó)家限制使用,而其它國(guó)家也提案限制其使用。
1999 年12 月7 日,歐盟正式發(fā)布1999/815/CE 指令,規(guī)定在其成員國(guó)內(nèi),對(duì)三歲以下兒童使用的與口接觸的玩具以及其它兒童制品(如嬰兒奶嘴,出牙器等)中PVC 中的增塑劑進(jìn)行限制,鄰苯二甲酸酯類(lèi)(DEHP,DINP,DIDP,DBP,BBP,DNOP)總含量不得超過(guò)0.1%,2005 年6 月5 日歐盟議會(huì)經(jīng)過(guò)表決,發(fā)布了在玩具和育兒物品中關(guān)于鄰苯二甲酸酯的永久禁令(2005/84/EC)。根據(jù)新指令,兒童護(hù)理用品是指任何有助兒童睡眠、放松、保持衛(wèi)生,以及喂哺兒童或讓兒童吸吮的產(chǎn)品,當(dāng)中包括各種形狀及類(lèi)型奶嘴,指明在可放進(jìn)口中的玩具及兒童護(hù)理用品中所含的6 類(lèi)鄰苯二甲酸酯DEHP、DBP、BBP、DINP、DIDP 及DNOP,濃度不得超過(guò)0.1%,超標(biāo)的將不得在歐盟市場(chǎng)出售.同時(shí)美國(guó),日本,德國(guó)等國(guó)家也作出了相應(yīng)的嚴(yán)格規(guī)定。
對(duì)于鄰苯二甲酸酯的分析,我國(guó)也于2009年5月1日實(shí)施了新國(guó)標(biāo)《玩具及兒童用品聚氯乙烯塑料中鄰苯二甲酸酯增塑劑的測(cè)定》(GB/T 22048-2008 ),而歐標(biāo)EN14372及美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D3421-75均以索氏提取法為前處理方法,氣質(zhì)連用儀(GC-MS)為檢定方法來(lái)檢測(cè)鄰苯二甲酸鹽。
由于傳統(tǒng)的索氏提取法溶劑消耗量大,耗時(shí)長(zhǎng),已不能滿足分析任務(wù)日益加劇的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及玩具企業(yè)。對(duì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)而言,如何實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、快速、精確的分析;對(duì)企業(yè)而言,如何建立良好的內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng),均具有非常重要的實(shí)際意義。微波輔助溶劑萃取是將樣品及溶劑混合在密閉的容器中同時(shí)接受微波,使所需要的化合物從樣品中分配到溶劑里的提取過(guò)程,具有溶劑消耗量小,萃取時(shí)間短、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
儀器
微波萃取儀:奧地利安東帕公司(Multiwave 3000 )16SOLVMF100轉(zhuǎn)子。
GC-MS: PE( GC clarus600 MS clarus 600T)。
樣品
500 mg 紫色印花織布(上覆金色涂層)
500 mg 黃色塑料
500 mg黑色塑料
500 mg 銀色PVC涂層
500 mg 紫色PVC涂層
試劑
萃取試劑1 20ml 正己烷、丙酮混合溶液(1:1)
萃取溶劑2 20ml 二氯甲烷、甲醇混合溶液(1:1)
索氏提取溶劑 120ml二氯甲烷
測(cè)試過(guò)程
1. 將稱量好的樣品倒入萃取罐中。
2. 加入上述提及萃取溶劑。
3. 空白直接加溶劑。
4. 按以下萃取程序萃取樣品及空白。
5. 將萃取液經(jīng)有機(jī)微孔濾膜(孔徑0.45um)過(guò)濾后上GC-MS進(jìn)行定性、定量分析。
微波萃取程序
萃取溶劑1:
Temperature功率[°C] Ramp爬坡[min] Hold保持[min] Fan風(fēng)扇
1 115 5 15 1
2 0 -- 15 3
萃取溶劑2:
Temperature功率[°C] Ramp爬坡[min Hold保持[min] Fan風(fēng)扇
1 115 5 15 1
2 0 -- 15 3
索氏提?。?/span>
60 二氯甲烷提取6小時(shí)后,60°C水浴蒸至低于50ml,定容至50ml。
儀器設(shè)置
進(jìn)樣口溫度: 290℃
進(jìn)樣方式: 不分流進(jìn)樣
載 氣: 氦氣 流速:1.2mL/min
色 譜 柱: DB-5MS,30m×0.25mm×0.25μm
柱箱溫度: 150℃(3min)25℃/min 250℃25℃/min290℃(10min)
掃描方式: 采用SCAN 模式, 質(zhì)量掃描范圍: 100 - 500amu 進(jìn)行定性分析。
采用SIM 模式進(jìn)行定量分析。如下表所示:
化學(xué)名稱 分子式 分子量 參考離子 定量離子
1 鄰苯二甲酸二丁酯(DBP) C16H22O4 278 149 205 223 149
2 鄰苯二甲酸苯基丁酯(BBP) C19H20O4 312 149 206 238 149
3 鄰苯二甲酸二己酯(DEHP) C24H38O4 390 149 167 279 149
4 鄰苯二甲酸二辛酯(DNOP) C24H38O4 390 149 261 279 279
5 鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP) C26H42O4 418 149 207 293 293
6 鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP) C28H46O4 446 149 281 307 307
線性回歸方程:
化合物線性方程 Y(Area)X(ppm)相關(guān)系數(shù)
DBPY=1.06343X+24207.70.9999
BBPY=54942.2X-9470.630.9994
DEHPY=85524.7X-7750.92O.9993
DNOPY=82459.5X-16854.50.9991
DINPY=2935.04X-62251.70.9991
DIDPY=3901.72X-72378.70.9990
萃取結(jié)果對(duì)比:
樣品1
化合物萃取溶劑1(1:1正己烷&丙酮)
[ppm]萃取溶劑2(1:1二氯甲烷&甲醇)
[ppm]二氯甲烷索氏提取
[ppm]
DBP163725061905
樣品二
化合物萃取溶劑1(1:1正己烷&丙酮)
[ppm]萃取溶劑2(1:1二氯甲烷&甲醇)
[ppm]二氯甲烷索氏提取
[ppm]
DEHP139617501583
樣品三
化合物萃取溶劑1(1:1正己烷&丙酮)
[ppm]萃取溶劑2(1:1二氯甲烷&甲醇)
[ppm]二氯甲烷索氏提取
[ppm]
DEHP399946573195
樣品四
化合物萃取溶劑1(1:1正己烷&丙酮)
[ppm]萃取溶劑2(1:1二氯甲烷&甲醇)
[ppm]二氯甲烷索氏提取
[ppm]
DBP188521581490
DNOP621760466
DIDP369235952689
樣品五
化合物萃取溶劑1(1:1正己烷&丙酮)
[ppm]萃取溶劑2(1:1二氯甲烷&甲醇)
[ppm]二氯甲烷索氏提取
[ppm]
DBP186624001905
結(jié)論
從以上結(jié)果對(duì)比顯然可以看出微波輔助溶劑萃取具有更高的萃取效率。由于微波萃取在密閉容器中進(jìn)行,不但可以最大程度保留易揮發(fā)的組分,而且溶劑吸收微波達(dá)到的溫度高于溶劑在常壓下的沸點(diǎn),大大提高了目標(biāo)分析物在提取溶劑中的溶解度,增加其從樣品基質(zhì)中脫吸的速率。而微波萃取中溶劑與樣品完全接觸,這也是微波萃取能提高樣品的萃取效率及縮短萃取時(shí)間的一大重要因素。
Multiwave 3000 16 SOLVMF100轉(zhuǎn)子操作維護(hù)簡(jiǎn)單,且樣品處理量大;配備的磁力攪拌增大了樣品與溶劑的接觸面積,提高了萃取效率;非極性加熱模塊適用于非極性溶劑的微波萃取,擴(kuò)大了微波萃取的應(yīng)用范圍。精確的插入式溫度傳感器、紅外溫度傳感器及壓力傳感器,快速有效的溶劑萃取安全模塊使反應(yīng)的安全性得到了進(jìn)一步的保障。