氣質聯用儀測定玩具材料中的有機錫化合物
摘要:由于人們對玩具安全性的日益關注,歐盟頒布了新的玩具安全指令 2009/48/ EC,其中規(guī)定了若干元素的遷移限值,旨在保障消費者特別是青少年的使用安 全。本應用介紹了使用 Agilent 7000 系列 分析遷移溶液中有機錫化合物 的方法,本方法具有選擇性和靈敏度,三類玩具材料樣品的加標分析結 果也顯示了良好的重現性和回收率。
前言:有機錫化合物是錫和碳元素直接結合所形成的金屬有機化合物,主要用作催化 劑、穩(wěn)定劑。由于有機錫還具有抗菌性,其在玩具制造中也被用作抗菌劑和防 霉劑。有機錫化合物都有很強的生物毒性,三取代體最易被生物體吸收,也可 以部分降解成二取代體和一取代體1 。由于有機錫化合物對生物和環(huán)境的毒害 性,甚至可以影響兒童的正常生長,各國都有相應的法令禁止和限制有機錫化 合物的使用。 歐盟玩具安全指令 (2009/48/EC) 通過大程度地減少兒童接觸潛在有害或有毒的 玩具產品來確保兒童的安全2 。2015 年 3 月 13 日歐盟發(fā)布了關于 EN 71-1:2014、 EN 71-3:2013+A1:2014、EN 71-14:2014 正式成為新玩具指令 (2009/48/EC) 協調標準 的*公告,舊版本標準將于 2016 年 2 月 29 日正式被取代3 。
其中,新標準 EN 71-3:2013+A1:2014 玩具安全第三部分:若 干種元素的遷移,為以下類別的玩具物料訂立了若干種元 素的遷移規(guī)定: • 第一類:干、脆、粉末狀或柔軟的玩具物料 • 第二類:液體或粘性玩具物料 • 第三類:可被刮掉的玩具物料 該新標準為玩具物料及其它玩具部件中的多種元素訂立了 具體的遷移規(guī)定及測試方法,包括鋁、銻、砷、鋇、硼、 鎘、三價鉻、六價鉻、鈷、銅、鉛、錳、汞、鎳、硒、 鍶、錫、有機錫及鋅。錫和有機錫針對不同的玩具種類有各自的遷移限值(見表 1),其中嚴格的限值是針對第二 類玩具材料(液體產品最可能被誤吞食)中有機錫化合物 的總量不得超過 200 ppb4 。EN 71-3 規(guī)定的樣品制備方法中 樣品的最終稀釋倍數是 20,而目前規(guī)定中列明的有機錫化 合物總共有 11 種,因此對樣品中單一有機錫化合物的檢測 限需要達到 1 ppb 以下,為滿足這一規(guī)定就需要一種高靈敏 度的方法用于有機錫化合物的檢測。 本應用介紹了使用 Agilent 7000 系列三重四極桿氣質聯用系 統 測定三類玩具材料中低含量有機錫化合物的方 法,其中 7000 通過 MRM 模式為有機錫化合物的 檢測提供了很好的靈敏度和選擇性,通過對三類玩具材料 樣品的加標分析也顯示了該方法良好的重現性和回收率。
實驗部分 試劑 表 2 中的有機錫氯化物標準品購于位于德國 Augsburg 的 Dr Ehrenstorfer 公司,其中氘代三丁基氯化錫、氘代四丁基 錫和氘代三苯基氯化錫被用作內標。甲醇、正己烷為色譜 純級,購自德國默克 (MERCK)。鹽酸、乙酸鈉、冰醋酸、 四乙基硼化鈉購自上海安譜 (ANPEL)。超純水為 Millipore Milli-Q 超純水系統現制備的高純去離子水。 儀器 本實驗使用 Agilent 7890B 氣相色譜系統和 7000 系列三重 四極桿氣質聯用系統,配置分流/不分流進樣口和 Agilent 7693A 自動液體進樣器。 溶液配置 儲備液 A:根據表 2 稱取定量的有機錫氯化物,精確 到 0.1 mg,到 100 mL 容量瓶中,用甲醇溶解后并定容至 100 mL,制備 1000 mg/L 有機錫原液。4 oC 儲存暗處可保存 一年。工作液 B *:用甲醇稀釋儲備液 A 100 倍,制備 10 mg/L 有 機錫工作溶液。 * 如果方法需要更低的檢測下限,需制備 1 mg/L 的工作溶 液 B 代替。 內標儲備液 C:稱取 100 mg 的氘代三丁基氯化錫、100 mg 氘代四丁基錫和 100 mg 的氘代三苯基氯化錫,精確到 0.1 mg,到 100 mL 容量瓶中,用甲醇溶解后并定容至 100 mL,制備 1000 mg/L 內標儲備液。4 oC暗處儲存可保存 一年。 內標工作溶液 D:移取 0.2 mL 內標儲備液 C 于 100 mL 容量 瓶中,用甲醇定容到刻度,制備 2 mg/L 內標工作溶液。 鹽酸溶液:取 5.8 mL 37% 鹽酸和 250 mL 水到 500 mL 容量 瓶中,加水定容到刻度,制備 0.07±0.005 mol/L 鹽酸溶液。 醋酸鹽緩沖液:稱取 16.6 g 乙酸鈉用 250 mL 水溶解于 500 mL 容量瓶中,加入 1.2 mL 冰醋酸調節(jié) pH 到 5.4,加水 定容到刻度。 2% 四乙基硼化鈉溶液:稱取 200 mg 四乙基硼化鈉到 10 mL 容量瓶中,加水定容到刻度。該溶液不穩(wěn)定,需臨用現配。
樣品遷移過程 樣品遷移溶液制備過程參照標準 EN 71-3:2013+A1:2014,模 仿當兒童誤吞玩具材料后胃液消化的情況。 玩具材料樣品粉碎后(尺寸 < 6 mm),精確稱量 100 mg 以 上樣品于樣品瓶中。加入 37 oC 預熱的 0.07 mol/L 鹽酸溶 液浸泡,鹽酸溶液加入量相當于樣品質量的 50 倍,再用 2 mol/L 鹽酸溶液調節(jié) pH 值至 1.2±0.1,在 37±2 oC 避光震蕩 1 小時,靜置 1 小時,用 0.45 µm 濾膜過濾、分離樣品溶液 中的固體物質,得遷移溶液待用5 。 衍生化過程 移取 5 mL 上述遷移溶液到一個 22 mL 玻璃試管中,加入 0.1 mL 內標溶液 D 并用 5 mL 醋酸鹽緩沖液將 pH 調節(jié)至 4.7, 加入 0.5 mL 2% 四乙基硼化鈉溶液和 2 mL 正己烷,將混合 液渦旋振蕩 30 分鐘,并靜置分層,取正己烷層用 氣質聯用儀 進行分析。 校準曲線 取 7 個 22 mL 玻璃試管,各加入 5.0 mL 0.07 mol/L 鹽酸溶 液,分別加入 0 µL、20 µL、50 µL、100 µL、0.2 mL、0.5 mL 和 1.5 mL 工作溶液 B,加入 0.1 mL 內標工作溶液 D,用 5 mL 醋 酸鹽緩沖液將 pH 調節(jié)至 4.7 后,加入 0.5 mL 2% 四乙基硼化 鈉溶液和 2 mL 正己烷,將混合液渦旋振蕩 30 分鐘,并靜置 分層,取正己烷層用 氣質聯用儀進行分析。
氣相色譜條件 色譜柱: Agilent HP-5ms 超高惰性毛細管柱, 30 m × 0.25 mm,0.25 µm, 部件號 19091S-433UI 進樣體積: 1 µL 進樣方式: 脈沖不分流,25 Psi 直至 0.75 min 進口溫度: 275 oC 載氣: 氦氣,恒定流速,1.0 mL /min 柱溫箱升溫程序: 50 oC 保持 1 min,20 oC/min 升至 280 oC,保持 1 min 后運行: 300 oC 保持 2 min 質譜條件 溶劑延遲: 3 min 離子源溫度: 250 oC 四極桿溫度: 150 oC 接口溫度: 280 oC 電子倍增管增益因子: 5 質譜模式: MRM,參數見表 3
結果與討論 選擇性和靈敏度 7000 氣質聯用儀 的 MRM 模式可以去除基質的干擾,提高方法 的選擇性。如圖 1 所示為濃度 1.0 µg/L 的混合標準溶液中 11 種有機錫化合物的 MRM 離子色譜圖,與相同濃度的一 級 SIM 離子色譜圖相比,MRM 的定性離子干擾更 小,定性結果更加準確。
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