黄海莲 盖国平 蒙莉菁 冯阳英 李冰 陈兴灿 李艳

摘 要 本文以人体模拟液和水为萃取剂，分析纸巾中荧光增白剂在人体模拟液和水中的迁移现象。以荧光增白剂VBL为标准物质配制标准溶液并绘制标准曲线，用紫外分光光度法测出其最大吸收波长为348 nm。本文分别研究了人工酸性汗液、人工碱性汗液、人工尿液、人工唾液和水5种溶液中荧光增白剂的检测方法，检测得到相关系数R²均大于0.999，检出限在0.43～0.98 μg/g之间，回收率均超过80%，精密度相对标准偏差（RSD）均小于10%。经方法评估，本文建立的荧光增白剂VBL的紫外分光光度定量分析方法简单实用，且具有良好的准确度。

关键词 荧光增白剂；纸巾；人体模拟液；迁移量测定

Determination of Migration Amount of Fluorescent Whitening Agents in Tissue Paper in Simulated Body Fluid

HUANG Hai-Lian^1,2 GE Guo-Ping^1* MENG Li-Jing¹

FENG Yang-Ying¹ LI Bing¹ CHEN Xing-Can¹ LI Yan¹

Abstract This study investigated the migration of fluorescent whitening agents from tissue paper into simulated body fluids and water using these as extractants. Standard solutions were prepared using the fluorescent whitening agent VBL as a reference material, and standard curves were plotted. The maximum absorption wavelength of VBL was determined to be 348 nm using UV spectrophotometry. The study developed and evaluated the detection methods for fluorescent whitening agents in five different solutions: artificial acidic sweat, artificial alkaline sweat, artificial urine, artificial saliva, and water. The methods demonstrated high correlation coefficients (R²＞0.999), detection limits ranged from 0.43 to 0.98 μg/g, recoveries exceeded 80%, and the relative standard deviations (RSDs) for precision were all below 10%. The UV spectrophotometric method established for the quantitative analysis of the fluorescent brightener VBL was found to be straightforward, practical, and accurate.

Keywords fluorescent whitening agent; tissue paper; simulated body fluid; migration determination

第一作者：黄海莲（1999—），女，壮族，广西河池人，硕士在读，主要从事肝癌相关研究，E-mail: 284048294@qq.com

通信作者：盖国平（1983—），男，汉族，河北平山人，硕士，高级工程师，主要从事茧丝绸及消费品检测工作，E-mail: 284048294@qq.com

1. 南宁海关技术中心 南宁 530021

2. 广西医科大学基础医学院 南宁 530021

1. Nanning Customs Technical Center, Nanning 530021

2. School of Basic Medicine, Guangxi Medical University, Nanning 530021

根据我国国家标准GB/T 6687—2006《染料名词术语》中的定义，荧光增白剂（fluorescent whitening agents，FWAs）是一种荧光染料，其在紫外光照射下，可激发出蓝光、紫光，并与物质本色上黄光互补而具有增白效果。荧光增白剂是纸张行业广泛使用的物理增白助剂^[1]。光照时，荧光增白剂可吸收不可见的近紫外光（波长范围为320～400 nm），然后激发出波长更长的蓝色或紫色的可见光，其与基质中残留的微黄色光互补，从而使制品给人以更白、更亮、更鲜艳的视觉效果^[1]。传统的增白方法主要是氯气漂白和添加染料，其原理为通过化学反应破坏基材的发色体系；而荧光增白剂增白过程不会损伤产品基质等，所以也被广泛用于纺织品^[2]、轻工造纸^[3-4]、洗涤剂和塑料制品^[5-9]等行业。荧光增白剂的毒理学特征尚不完全清楚^[10]，当前研究成果表明荧光增白剂为低毒性化学品，在合适的剂量下，对人体没有明显的不良影响。也有医学研究报道指出，荧光增白剂在人体内难以分解，毒性聚集于人体主要器官，引发过敏性反应或者皮炎等^[11]。还有研究发现荧光增白剂会延长伤口的愈合周期^[12]。

二苯乙烯型荧光增白剂是一类常见的荧光增白剂，其品种数超过360种，在整体中占到60%以上，产量更是在荧光增白剂总量中占到80%以上^[13]。本研究使用的VBL就属于二苯乙烯型荧光增白剂，它的化学名为4,4′-双-(4-羟乙胺基-苯胺基-1,3,5-三嗪-2-氨基)-二苯乙烯-2,2′-二磺酸钠盐，CAS号为12224-16-7，分子式为C₃₆H₃₄N₁₂Na₂O₈S₂。它是目前造纸和印染行业中应用较多的一种阴离子荧光增白剂^[14]。其化学结构如图1所示。

目前，关于荧光增白剂的检测方法报道多集中于食品包装材料上，鲜有对与人体口、皮肤等脆弱器官直接接触的常用生活纸制品中荧光增白剂检测的报道。纸巾是人们必不可少的生活用品之一。李响丽等^[15]以蒸馏水为模拟物，用荧光分光光度法对市面上在售10种品牌17个餐巾纸样品进行了测试。喻坤等^[16]采用荧光光谱法测定餐巾纸中荧光增白剂在去离子水中的可迁移含量。刘荣琴等^[17]用紫外分光光度法测定纸样中荧光增白剂在氢氧化钠溶液中的迁移量。

目前现行的纸巾国家标准GB/T 28808—2022《纸巾》规定的荧光增白剂测试方法为定性分析方法。因此，本文旨在研究纸巾中荧光增白剂在人体模拟液和水中微量迁移的定量分析方法。

1 实验方法

1.1 仪器与试剂

UV300star型双光束紫外分光光度计（上海仪迈）；SHZ-A型恒温水浴锅（上海博讯）；ME204E电子分析天平（梅特勒）；PE20K型pH计（梅特勒）；荧光增白剂VBL（98%，青山化工有限公司）；六水合氯化镁（AR，雄大化工）；二水合氯化钙（AR，西陇科学）；三水合磷酸氢二钾（AR，国药沪试）；碳酸钾（AR，国药沪试）；氯化钠（AR，国药沪试）；氯化钾（AR，国药沪试）；盐酸（37%，AR，华富化工）；L-组氨酸盐酸盐一水合物（BR，国药沪试）；磷酸氢二钠十二水合物（AR，国药沪试）；磷酸氢二钠二水合物（AR，国药沪试）；氢氧化钠（AR，南京试剂）；尿素（AR，国药沪试）；磷酸二氢钾（AR，国药沪试）；一水合醋酸钙（AR，西陇科学）；七水合硫酸镁（AR，国药沪试）；阴性纸巾样品（市售）。

1.2 人体模拟液的配制

本文参考纺织品色牢度试验方法国家标准GB/T 18886—2019《纺织品 色牢度试验 耐唾液色牢度》、GB/T 3922—2013《纺织品 色牢度试验 耐汗渍色牢度》、GB/T 40264—2021《纺织品 色牢度试验 耐尿渍色牢度》中相关人体模拟液的配置方式，配置了4种人体模拟液，具体配方如下。

人工唾液配方：每升试液中含有六水合氯化镁（MgCl₂·6H₂O）、二水合氯化钙（CaCl₂·2H₂O）、三水合磷酸氢二钾（K₂HPO₄·3H₂O）、碳酸钾（K₂CO₃）、氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCl）的质量分别为0.17 g、0.15 g、0.76 g、0.53 g、0.33 g、0.75 g。用三级水配置，用质量分数为1%的盐酸溶液调节试液pH值至6.8±0.1，避光保存，现配现用。

人工尿液配方：每升试液中含有尿素（NH₂CONH₂）、氯化钠（NaCl）、磷酸二氢钾（KH₂PO₄）、十二水合磷酸氢二钠（Na₂HPO₄·12H₂O）、一水合醋酸钙[Ca（CH₃COO）₂·H₂O）]、七水合硫酸镁（MgSO₄·7H₂O）的质量分别为26.50 g、8.30 g、2.50 g、1.80 g、0.07 g、0.05 g。用三级水配制试液，现配现用。

人工酸汗液配方：每升碱性汗液试液中含有L-组氨酸盐酸盐一水合物（C₆H₉O₂N₃·HC1·H₂O）0.5 g、氯化钠（NaCl）5.0 g、磷酸氢二钠十二水合物（Na₂HPO₄·12H₂O）5.0 g或磷酸氢二钠二水合物（Na₂HPO₄·2H₂O）2.5 g。用0.1 mol/L的氢氧化钠溶液调整试液pH值至8.0±0.2。用三级水配制试液，现配现用。

人工碱汗液配方：每升酸性试液含有L-组氨酸盐酸盐一水合物（C₆H₉O₂N₃·HC1·H₂O）、氯化钠（NaCl）、磷酸二氢钠二水合物（NaH₂PO₄·2H₂O）的质量分别为0.5 g、5.0 g、2.2 g。用0.1 mol/L的氢氧化钠溶液调整试液pH值至5.5±0.2。用三级水配制试液，现配现用。

1.3 标准溶液的配制

1.3.1 标准应用液配制

准确称取0.100 g荧光增白剂VBL标准品，在100 mL棕色容量瓶中配制成1.0 mg/mL标准储备液。移取该标准储备液1 mL于100 mL棕色容量瓶中，配制成浓度为10 μg/mL的荧光增白剂VBL标准应用液，避光保存。

1.3.2 标准工作溶液配制

人工尿液VBL工作溶液：分别吸取一定体积的荧光增白剂VBL标准应用液于25 mL棕色容量瓶中，加入人工尿液定容至刻度，配制成浓度分别为0.05 μg/mL、0.10 μg/mL、0.20 μg/mL、0.30 μg/mL、0.40 μg/mL、0.60 μg/mL、0.80 μg/mL的标准工作溶液。

人工唾液VBL工作溶液：在人工唾液中配制成浓度为0.05 μg/mL、0.10 μg/mL、0.30 μg/mL、0.40 μg/mL、0.60 μg/mL、0.80 μg/mL、1.00 μg/mL的标准工作溶液。

人工酸性汗液VBL工作溶液：在酸性人工汗液中配制成浓度为0.05 μg/mL、0.08 μg/mL、0.10 μg/mL、0.40 μg/mL、0.60 μg/mL、0.80 μg/mL、1.00 μg/mL的标准工作溶液。

人工碱性汗液VBL工作溶液：在碱性人工汗液中配制成浓度为0.08 μg/mL、0.10 μg/mL、0.20 μg/mL、0.60 μg/mL、0.80 μg/mL、1.00 μg/mL、1.20 μg/mL的标准工作溶液。

纯水VBL工作溶液：在一级水中配制成浓度为0.05 μg/mL、0.08 μg/mL、0.10 μg/mL、0.30 μg/mL、0.60 μg/mL、0.80 μg/mL、1.00 μg/mL的标准工作溶液，用紫外分光光度法测定。

1.4 试验温度和试验时间选择

人体正常体温为36～37℃，纸巾常规存放环境为室温条件，根据国家标准GB/T 23296.1—2009《食品接触材料 塑料中受限物质 塑料中物质向食品及食品模拟物特定迁移试验和含量测定方法以及食品模拟物暴露条件选择的指南》以及欧盟标准EN 13130-1: 2004《接触食品的材料和物品 受限制的塑料物质 第1部分：从塑料到食品和食品模拟物的特定迁移的试验方法指南以及塑料中物质的测定和食品模拟物所处条件的选择》相关规定，人体与纸巾的接触时间一般小于1 h，接触温度范围一般在室温至40℃之间。为选择更严格的试验条件，本文选择的萃取时间为1 h，萃取温度为40℃。

1.5 样品处理及测定方式

准确称取0.5 g（精确到0.001 g）纸巾分别置于50 mL具塞三角锥形瓶中，于装有纸巾的50 mL具塞三角锥形瓶中分别加入水、人工汗液（酸性、碱性）、人工唾液、人工尿液25 mL，采用全浸入的方式进行迁移实验，在40℃恒温水浴中采用振荡的方式从纸巾样品中提取荧光增白剂，提取时间1 h。将提取液用0.45 μm滤膜过滤，待测。

于最大吸收波长下分别测定不同模拟液和水中荧光增白剂VBL标准工作溶液、空白溶液、样品溶液吸光度，每个样品平行测定2次，取平均值。以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。根据标准曲线方程计算出样品提取液中荧光增白剂迁移量。

1.6 最大吸收波长扫描

将10 μg/mL的标准应用液于紫外分光光度计从波长为320～400 nm区间进行扫描，确认荧光增白剂VBL的最大吸收波长。

1.7 方法检出限、回收率和精密度试验

1）检出限试验：准确称取50份0.5 g阴性纸巾样品置于50 mL具塞三角锥形瓶中，按照本文要求处理样品，计算每种模拟液中10个样品空白的结果标准偏差S，以3.14S作为本方法的检出限（LOD）。

2）精密度试验：准确称取50份0.5 g阴性纸巾样品于锥形瓶中。以添加标准溶液的形式测试方法精密度，向每个锥形瓶中加入250 μL浓度为10 μg/mL的荧光增白剂VBL溶液，然后分别用不同模拟液定容至25 mL，每种模拟液做10个平行样品，再按样品处理方法进行处理，得到的溶液按与测定标准系列溶液方式测定。

3）正确度回收率试验：称取15份0.5 g纸巾样品，加入荧光增白剂VBL标准品，每种模拟液中加标水平分别为20 μg、60 μg、100 μg，按与处理试样一致的方法进行处理后测定，每个水平平行测定3次，然后取平均值，同时扣除样品空白，计算方法回收率。

2 结果分析

2.1 最大吸收波长确定

经紫外分光光度计对10 μg/mL VBL标准应用液进行扫描，得出荧光增白剂VBL的最大吸收波长（λ）为348 nm，如图2所示，所以本实验选择348 nm作为测定波长。

图2 VBL荧光增白剂的最大吸收波长

Fig.2 Maximum absorption wavelength of fluorescent whitening agent VBL

2.2 荧光增白剂标准曲线

在波长为348 nm的条件下，用紫外分光光度计对不同模拟液中不同浓度的荧光增白剂VBL标准工作溶液进行吸光度测定，吸光度以样品空白作为参比调零。以曲线浓度x对吸光度y进行线性回归，绘制不同模拟液中VBL标准曲线图，尿液、唾液、水、酸性汗液、碱性汗液5种溶液中的线性试验范围内，方法的方程及线性相关系数见表1，方法建立的标准曲线的相关系数R²均大于0.999。

表1 荧光增白剂VBL检测方法的线性回归方程

Table 1 Linear regression equation of fluorescent whitening agent VBL detection method

2.3 方法检出限、回收率和精密度试验结果

如表2所示，尿液、唾液、酸性汗液、碱性汗液、水5种溶液中荧光增白剂VBL的检出限在0.43～0.98 μg/g之间，5种萃取液中荧光增白剂回收率分别为90.2%～99.4%、84.2%～100.4%、87.5%～97.9%、86.9%～98.7%、94.7%～103.4%，回收率均超过80%，相对标准偏差（RSD）均小于10%，表明本文建立的荧光增白剂VBL定量测试方法重复性和正确性较好。

3 结论与讨论

我国对荧光增白剂有限量要求的纤维制品主要有脱脂棉、卫生巾、纸尿裤、面膜、湿巾、纸巾纸、外科纱布敷料等产品^[18]。按照GB/T 40276—2021《柔巾》、GB/T 24252—2019《蚕丝被》等国家标准，荧光增白剂的测试方法首先采用感官排除法，存在异议时采用FZ T 01137—2016《纺织品 荧光增白剂的测定》定量分析是否存在特定9种荧光增白剂。而纸制品行业的标准中荧光增白剂测试普遍采用定性分析方法，后期是否有转向定量分析的必要性，值得行业论证。

本文建立了紫外分光光度法测试纸巾中荧光增白剂在多种人体模拟液和水中的迁移量检测方法，由5种萃取液的试验方法研究结果可知，本文研究的方法的标准曲线具有良好的相关性，5个方法的相关系数R²均大于0.999。5个方法的检出限在0.43～0.98 μg/g之间，回收率均超过80%，精密度相对标准偏差（RSD）均小于10%，表明本文研究的分析方法具有较好的精密度和正确度。本文所用萃取液参考了纺织品色牢度试验方法中人体模拟液的配置方法，方法相对操作简单，检测成本低，符合日常检测要求，具有良好的可行性。

参考文献

[1]丁超, 崔志华, 陈维国, 等. 反应性荧光增白剂RF-1对棉纤维的应用性能研究[J]. 浙江理工大学学报(自然科学版), 2017, 37(2): 165-169.

[2]钟萍. 加速溶剂萃取-高效液相色谱法同时测定婴幼儿纺织品中的13种荧光增白剂[J]. 印染助剂, 2021, 38(2): 61-64.

[3]吴晓琼, 丁友超, 汤娟, 等. 液相色谱-串联质谱法测定纺织品中7种荧光增白剂[J]. 印染助剂, 2018, 35(5): 55-60.

[4] VAdam Vavrouš, Lukáš Vápenka, Jitka Sosnovcová, et al. Method for analysis of 68 organic contaminants in food contact paper using gas and liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry[J]. Food Control, 2016, 60: 221-229.

[5] Dingguo Jiang,Lisong Chen,Wusheng Fu, et al. Simultaneous determination of 11 fluorescent whitening agents in food-contact paper and board by ion-pairing high-performance liquid chromatography with fluorescence detection[J]. Journal of Separation Science , 2015, 38(4): 605-611.

[6]黄金飞, 骆立刚, 段然. 加速溶剂萃取-超高效液相色谱联用同时测定食品纸包装中的两种荧光增白剂[J]. 分析仪器, 2020(4): 16-20.

[7]靳茂礼, 黄雪静, 剧京亚, 等. PVC塑料食品包装中的2种荧光增白剂迁移规律研究[J]. 食品工程, 2019(2): 33-37.

[8]于洋, 刘志利, 于永, 等. 前表面荧光光谱法快速测定洗涤剂中荧光增白剂的迁移量[J]. 分析化学, 2017, 45(3): 429-433.

[9]张云, 吕水源, 阙文英. 液相色谱-串联质谱法测定食品包装PE材料中荧光增白剂残留量[J]. 食品安全质量检测学报, 2020, 11(14): 4744-4749.

[10] WU Z, XU Y, LI M, et al. Simultaneous determination of fluorescent whitening agents (FWAs) and photoinitiators (pis) in food packaging coated paper products by the UPLC-MS/MS method using esi positive and negative switching modes[J]. Analytical Methods, 2015, 8(5): 1052-1059.

[11]桂亮. 荧光分光光度法在餐巾纸荧光增白剂特定迁移量测定中的应用[J]. 造纸装备及材料. 2021(10): 1-2.

[12]郭惠萍, 张美云, 刘亚恒. 荧光增白剂的毒性分析[J]. 湖南造纸, 2007, (4): 43-45.

[13]方熙. 液体双三嗪氨基二苯乙烯二磺酸类荧光增白剂的专利技术综述[J]. 广东化工, 2015, 42(7): 90-75.

[14]安凤秋, 董祥芝, 李庆, 等.卫生巾中可迁移性荧光增白剂VBL的2种化学测定方法对比[J]. 中国卫生检验杂志. 2016(9): 1234-1236.

[15]李响丽, 段海波, 李超, 等. 荧光分光光度法测定餐巾纸中荧光增白剂特定迁移量[J]. 中国造纸学报, 2018, 33(1): 45-49.

[16]喻坤, 韩熠, 张承明, 等. 荧光光谱法快速测定餐巾纸中的可迁移荧光增白剂[J]. 光谱实验室. 2013(1): 112-116.

[17]刘荣琴, 高磊红, 王未肖, 等. 紫外分光光度法测定食品包装用纸中的荧光增白剂[J]. 广州化工. 2013(15): 135-137.

[18]倪冰选. 纤维制品中荧光增白剂检测技术研究进展[J]. 印染. 2017(20): 49-53+55.

图1 荧光增白剂VBL的化学结构式

Fig.1 Chemical structure of fluorescent whitening agent VBL

表2 荧光增白剂VBL检测方法的检出限、回收率和精密度数据表

Table 2 Data table of detection limit, recovery and precision of fluorescent whitening agent VBL detection method