黄雪琳¹ 蒋小良² 杨 丽¹ 马 莉¹ 刘淑君¹ 郭宗宁¹

摘 要 采用对硝基苯甲酰氯为衍生化试剂，建立了高效液相色谱法测定食品塑料包装材料中高分子受阻胺光稳定剂HS-944的分析方法。分别通过实验优化选择色谱柱为Agilent ZORBAX SB-Aq，分析波长为400 nm，及流动相为乙腈。采用外标法定量，受阻胺光稳定剂HS-944在0.1~20 mg/L 范围内具有良好的线性关系，相关系数大于0.999，检出限为10 μg/L。样品加标回收率为87.28 %～95.64%，相对标准偏差小于9.36%，并进行实际样品测试，结果令人满意。

关键词 食品包装材料；受阻胺光稳定剂；衍生化反应；高效液相色谱

 Study on Determining of Light Stabilizers HS-944

 in Food Packings Materials to Food Simulants 

 HUANG Xue-Lin¹   JIANG Xiao-Liang²   YANG Li ¹   MA Li¹   LIU Shu-Jun¹   GUO Zong-Ning¹

Abstract  An effective method was established for the determination of the polymeric hindered-amine light stabilizers HS-944 in plastic materials in contact with foodstuffs using high performance liquid chromatography, with p-nitrobenzoyl chloride as derivatization reagent. The optimized chromatographic column was Agilent ZORBAX SB-Aq, the analytical wavelength was 400 nm, and the mobile phase was acetonitrile by experiment.The concentrations of analyte was calculated by the external standard method, The proposed method showed good linearities with the correlation coefficients above 0. 999, and the detection limits was 10 μg/L the recoveries range was 87.28 %～95.64%，with relative standard deviation(RSD) below 9.36 %. The method has been used in the determination of hindered-amine light stabilizers HS-944 in plastic materials in contact with foodstuffs with satisfactory results.

Keywords  food packing materials; polymeric hindered-amine light stabilizers; derivative reaction; HPLC.

塑料食品接触材料是食品包装中不可分割的重要组成部分, 其安全性越来越受到社会的关注。为确保塑料食品包装材料耐用性及实用性等，在其成型过程中会加入少量添加剂、改性剂和各种助剂等，当塑料食品包装材料长期与食品直接接触,这些物质会向接触的食品发生迁移, 渗透到食品中，影响食品质量安全,潜在危害消费者健康。塑料食品包装材料中聚合物在其生产、运输、存储及使用等过程中，容易受到光、热、辐射等影响发生老化和降解，导致发生涉及物理、化学以及力学性能的一些变化，使其性能降低。所以一般在材料中会加入一定的光稳定剂，受阻胺光稳定剂就是一类防止或者延缓高分子塑料材料老化和降解的一类化合物。其中，最常见的受阻胺光稳定剂是HS-944，它是一种新型、高性能的光稳定剂，能有效吸收紫外光，并具有一定的抗氧化性。同时，塑料材料中加入受阻胺光稳定剂是HS-944能有效减小辐射致色和钝化过渡金属离子等功能，缓解材料的老化和降解^[1-3]。随着高分子材料研究及应用的不断发展，越来越多物美价廉的新型塑料用于食品包装材料，受阻胺类光稳定剂因其独特的光稳定性效果，以及抗氧化能力强等特性越来越受到重视，并应用到更多的食品包装材料中^[4-6]。为了确保准确掌握食品塑料包装材料中受阻胺光稳定剂HS-944的含量，及用于包装材料的安全性，需要研究并建立一种简单、快速、准确度高的测试塑料食品包装材料中光稳定剂HS-944的分析方法。由于受阻胺光稳定剂高分子聚合物分子量大、热稳定性好等特点，在已报道的测试方法中仅有少量方法能进行有效的定性定量分析^[7,8]。

由于受阻胺光稳定剂HS-944在近紫外及可见光区无吸收，直接采用高效液相色谱法进行检测，无法得到有效的峰形，所以不能进行定性及定量分析。据文献报道^[7]，对硝基苯甲酰氯在360 nm 处具有较强的紫外吸收。将受阻胺光稳定剂HS-944加入到对硝基苯甲酰氯的四氢呋喃溶液中，发现溶液紫外吸收强度和吸收波长均有所改变，发现在400 nm 处具有较强的紫外吸收。而且，随着四氢呋喃溶液中受阻胺光稳定剂HS-944含量增加，紫外吸收强度加大。研究表明，加入的受阻胺光稳定剂HS-944在四氢呋喃溶液与对硝基苯甲酰氯发生了酰基化反应。孙爱兵等^[9]利用受阻胺光稳定剂HS-944同对硝基苯甲酰氯在四氢呋喃溶剂中发生酰胺化反应，采用紫外可见分光光度计定量分析了塑料中受阻胺光稳定剂HS-944的含量。

本文通过研究以硝基苯甲酰氯为衍生化试剂，与受阻胺光稳定剂HS-944反应，该反应具有所需实验条件简单、操作方便、衍生化反应速度快和效率高等优点。通过实验优化选择Agilent ZORBAX SB-Aq为最佳色谱柱，分析波长为400 nm，流动性为乙腈和水，采用梯度洗脱，受阻胺光稳定剂HS-944在0.1~20 mg/L 范围内具有良好的线性关系，相关系数大于0.999，进行了实际塑料食品包装材料样品测试，结果令人满意。

1  实验部分

1.1 仪器和试剂

2450型紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；1200型高效液相色谱仪（带二极管阵列检测器，美国安捷伦公司）；ZM 200超离心粉碎仪（德国RETSCH公司）；DL-360A超声波发生器（上海之信仪器有限公司）；R-210旋转蒸发仪（瑞士步琦公司）；KH20R台式高速冷冻离心机（湖南凯达科学仪器有限公司）；21011V001 R200型 氮吹仪（瑞士步琦公司）；TB215D型电子天平（美国丹佛公司）；Milli-Q超纯水系统（美国密理博公司）。

光稳定剂HS-944（纯度>98%，瑞士汽巴精化公司）；对硝基苯甲酰氯（纯度>99.0%，阿拉丁）；乙腈(HPLC级，Mallinckroat Baker公司)；甲醇(HPLC级，阿拉丁公司)；四氢呋喃（色谱纯，上海安谱实验科技股份有限公司）；乙醇、乙酸和正己烷均为分析纯，由广州化学试剂厂提供；实验室用水为超纯水。

对硝基苯甲酰氯标准工作溶液：分别称取不同质量的对硝基苯甲酰氯用乙腈溶解，定容至100 mL，分别配得浓度为0.01 mol/L、0.04 mol/L、0.05 mol/L、0.06 mol/L、0.07 mol/L、0.08 mol/L 。

HS-944标准工作液：用甲醇配制质量浓度均约为1000 mg/L 的HS-944标准储备液，临用前用甲醇将混合标准储备液分别稀释至0.1、0.2、0.5、1、5和20 mg/L，配制系列混合标准工作液。

1.2 仪器条件

色谱柱：Agilent ZORBAX SB-Aq(250mm×4.6mm,5m)；柱温：30℃;流动相：A相：乙腈；B相：水，梯度洗脱程序见表1；流速：1.0 mL/min；进样量：10 L。检测波长：400 nm。

表1 流动相梯度洗脱程序

Table 1 Gradient elution procedure of mobile phase

1.3 样品处理

将塑料食品包装材料样品经超离心粉碎仪粉碎至粒径小于0.5 mm，准确称取0.200 g（精确到0.01 g）于100 mL烧杯中，加入20 mL四氢呋喃溶液，室温条件下超声波震荡30 min，然后将溶液转入100 mL容量瓶中，定容至刻度并摇匀。取上述溶液25 mL，在45℃条件下旋转蒸发至约2 mL，取1 mL至带盖密闭的容器，加入50 L 0.05 mol/L的对硝基苯甲酰氯衍生剂溶液，摇匀，常温静置衍生1 h，移取5 mL溶液转移至15 mL离心管，高速（10000 r/min）离心5 min，用0.22μm 聚四氟乙烯滤膜过滤至2 mL的样品瓶中，上高效液相色谱仪进行分析。

2  结果与讨论

2.1 色谱柱的选择

色谱柱是将样品溶液中待测组分以及杂质等通过多次反复吸附-解吸的分配过程，将待测组分以及杂质在移动速率上产生较大的差别，并被有效分离成单个组分依次流出以示区别。色谱柱的选择很大程度上决定了各组分能否得到有效分离。根据受阻胺光稳定剂HS-944的特性，分别选择色谱柱为Agilent Eclipse Plus C18和Agilent ZORBAX SB-Aq，按照1.2给定的条件，将特定浓度的光稳定剂HS-944标准工作液经对硝基苯甲酰氯衍生化后，采用高效液相色谱仪进行分析，实验所得色谱图见图1和图2。

由图1和图2对比可见，Eclipse PlusC18色谱柱测定目标物拖尾比较严重，同时与杂峰分离效果较差，而ZORBAX SB-Aq色谱柱测定目标物无拖尾且与杂峰达到较好的分离效果，因此实验选用ZORBAX SB-AqSB-Aq色谱柱。

2.2 分析波长的选择

按照1.2选定的仪器条件下，将特定浓度的光稳定剂HS-944标准工作液经对硝基苯甲酰氯衍生化后，上高效液相色谱仪进行测定，分别选择分析波长为360 nm和400 nm，实验结果见图3。

由图3可见，受阻胺光稳定剂HS-944在选择分析波长为400 nm的测定，其峰高和峰面积均比分析波长为360 nm测定更高和更大，所以灵敏度更高。因此，实验选取分析波长为400 nm。

2.3 流动相的选择

选择合适浓度的受阻胺光稳定剂HS-944溶液，经对硝基苯甲酰氯衍生化后，按照1.2条件，分别实验了甲醇-水和乙腈-水作为流动相，按照表1梯度洗脱程序进行实验，其结果见图4和图5。

     由图4和图5对比可见，乙腈-水作为流动相的峰形更好，基线平稳，峰形尖锐，对称性好，也没有拖尾峰。因此，实验选择乙腈-水作为流动相。

2.4 线性范围及检出限

按照1.2选定的仪器条件下，将受阻胺光稳定剂HS-944系列标准工作液经对硝基苯甲酰氯衍生化后，依次上高效液相色谱仪进行测定。以目标化合物色谱峰面积(A)对其质量浓度X(mg/L)进行线性回归。结果表明，衍生化色谱峰面积均与其对应质量浓度呈线性相关，线性回归方程为方程:Y=821.4x - 46.5 相关系数为0.9993。根据LOD = 3 Sb/b来计算其方法检出限，式中，Sb是20次空白测定值的标准偏差，用高效液相色谱仪连续检测分析不含光稳定剂HS-944的食品塑料包装材料样品空白20次，得出光稳定剂HS-944方法检出限LOD（信噪比>3）为10 μg/L。

2.5 回收率及精密度

按照1.3样品处理流程，采用不同材质空白食品塑料包装材料为样品，进行加标回收率试验。分别添加3个不同水平含量的光稳定剂HS-944标准溶液，测定其加标回收率，每个添加水平各测定9个平行样，计算方法的平均加标回收率和精密度，结果见表2。由表2可见，方法的平均加标回收率为87.28 %～95.64% ，精密度为4.88 % ～ 9.36 %。

2.6 实际样品分析

将本方法用于45种不同生产厂家和批次的塑料食品包装材料样品进行检测（塑料材质主要为PE 、PP和ABS等为主），按照1.3处理样品，然后采用高效液相色谱法分析。其中，5个样品检测出受阻胺光稳定剂，检出率为11.1%。5个阳性样品测试结果分别为5.46mg/L、8.68 mg/L、4.25 mg/L、15.4 mg/L和9.65 mg/L。

3  结语

本实验通过建立高效液相色谱法测定食品塑料包装材料中受阻胺光稳定剂HS-944含量的分析方法，分别通过实验优化了色谱柱，选择最佳分析波长为400 nm，最佳流动性为乙腈和水，并优化了仪器工作条件，受阻胺光稳定剂HS-944在0.1~20 mg/L 范围内具有良好的线性关系，相关系数大于0.999，受阻胺光稳定剂HS-944的方法检出限均为10 μg/L。实验三水平样品加标回收率在87.28%～95.64%之间，相对标准偏差小于9.36%，并用于实际食品塑料包装材料中受阻胺光稳定剂HS-944测定，结果令人满意。

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基金项目：黄埔海关科技计划项目（编号：2018GDK60）

第一作者：黄雪琳（1972-），女，硕士，高级工程师，E-mail:34056583@qq.com

1.黄埔海关技术中心  东莞  523000  2. 江门海关技术中心  江门  529000

1. Technology Center of Huangpu Customs, Dongguan  529000  2. Technology Center of Jiangmen Customs, Jiangmen  529000

图1 色谱柱为Agilent Eclipse Plus C18的色谱图

Fig.1 Chromatogram of Agilent eclipse plus C18

图2 色谱柱为Agilent ZORBAX SB-Aq的色谱图

Fig.2 Chromatogram of Agilent ZORBAX SB-Aq

图3 HS-944紫外测定波长的选择

Fig.3 Selection of wavelength for h s-944 ultraviolet measurement

 注：上图的紫外测定波长为360 nm，下图的紫外测定波长为400 nm

图4 流动相为甲醇的色谱图

Fig.4 Chromatogram of mobile phase methanol

图5 流动相为乙腈的色谱图

Fig.5 Chromatogram of mobile phase acetonitrile

表2 精密度及加标回收率测定结果（mg/L）

Table 2 Results of precision and recovery

参考文献

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（文章类别：CPST-B）