王遥雪 魏鑫 赵素敏 姚春毅 窦彩云 黄雪静 秦婷 马玲

王遥雪 ¹ 魏 鑫 ¹ 赵素敏 ² * 姚春毅 ² 窦彩云 ² 黄雪静 ² 秦 婷 ³ 马 玲 ³

摘 要 苯并三唑类紫外线吸收剂（BUVs）因具备紫外线吸收性能优势，在纺织品、化妆品等领域应用广泛。本文全面梳理了BUVs的分子结构、作用机制及应用现状，重点探讨了近年来检测技术的研究动态。从超声萃取、微波辅助萃取等前处理技术到气相色谱—质谱联用法（GC-MS）、气相色谱—串联质谱法（GC-MS/MS）、液相色谱法（LC）、液相色谱—串联质谱法（LC-MS/MS）等分析方法，系统分析了不同前处理技术和检测方法的原理、优势及适用范围，并对未来前处理技术的优化与创新，检测方法的更新发展、联用与智能化趋势进行展望，为相关检测研究与应用提供参考。

关键词 紫外吸收剂；苯并三唑；检测技术

Research Progress on Detection Technologies of Benzotriazole Ultraviolet Absorbers

WANG Yao-Xue¹ WEI Xin¹ ZHAO Su-Min^2* YAO Chun-Yi²

DOU Cai-Yun² HUANG Xue-Jing² QIN Ting³ MA Ling³

Abstract Benzotriazole ultraviolet absorbers (BUVs) are widely used in textiles, cosmetics and allied sectors owing to their superior photostability and broad-spectrum UV-filtering efficacy. This review provides a comprehensive appraisal of the structural motifs, mechanistic basis, and current applications of BUVs, with emphasis on recent methodological advances in their determination. Pre-treatment strategies, including ultrasonic and microwave-assisted extraction, are critically evaluated alongside contemporary instrumental platforms such as gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS), gas chromatography–tandem mass spectrometry (GC-MS/MS), liquid chromatography (LC), and liquid chromatography–tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The underlying principles, comparative merits, and applicability domains of each approach are systematically delineated. Future perspectives encompass miniaturized and green extraction protocols, instrumental hyphenation, and the integration of chemometric intelligence, thereby offering a strategic roadmap for forthcoming analytical investigations and regulatory practice.

Keywords ultraviolet absorbers; benzotriazole; detection techniques

苯并三唑类化合物因其优异的紫外线吸收性能且稳定性强，被广泛应用于纺织品、食品塑料包装、化妆品及其他高分子材料中，以防止紫外辐射造成的黄化和降解。由于其应用范围广、产量高、分布广泛，以及潜在的环境持久性和生物累积性，近年来得到了广泛关注，已有大量关于此类物质在环境和生物体内暴露情况的研究。尽管苯并三唑类紫外吸剂的急性毒性较低，但长期暴露仍会给人类健康和生态环境带来潜在风险。因此，探索此类紫外线吸收剂快捷灵敏的检测方法对人体健康、环境保护有重要意义。

1 苯并三唑类紫外线吸收剂的特性与应用

1.1 分子结构与作用原理

苯并三唑类紫外线吸收剂（Benzotriazole Ultraviolet Absorbers，BUVs）属于酯类化合物，其分子结构的核心特征是苯并三唑部分的氮原子与苯环上的邻羟基形成稳定的分子内氢键，分子结构如图1所示。以常见的 2 - (2 -羟基- 3,5 -二叔丁基苯基) 苯并三唑（UV-320）为例，其分子结构中苯并三唑环与含有羟基的苯环相连，氮原子和邻羟基之间的氢键使分子形成了一种稳定的环状结构。这种独特的结构是其具有优异紫外线吸收性能的基础。与其他类别的紫外线吸收剂作用机制类似，都是通过分子的互变异构将吸收的光能转化为热能或者其他较低的能量。分子最初以酯类化合物的形式存在，吸收紫外线后，从基态跃迁到激发态，然后通过分子内的能量转换机制，将吸收的紫外线能量转化为热能释放出来。

图1 苯并三唑类紫外线吸收剂的结构通式

Fig.1 General structural motif of benzotriazole ultraviolet absorbers

1.2 应用现状与生态风险

BUVs具有紫外线吸收范围广、屏蔽效果好的特点，能够有效吸收不同波长的紫外线，其常见单体及应用见表1。在汽车工业、食品塑料包装、建筑材料中能有效防止材料光降解和风化，从而提升产品使用寿命。在皮革、户外纺织品中的使用避免了老化现象，保证色泽美观。而在化妆品行业，BUVs通常与其他类型的紫外吸收剂结合使用以提升防晒性能。

BUVs在产品中添加的剂量一般为0.1%～0.3%，轻纺类产品和化妆品中最高可达10%。由于它具有肝肾靶器官毒性^[5-6]、内分泌干扰效应^[7-8]和免疫、神经毒性，且在环境中难以降解，可通过皮肤接触进入人体或通过洗涤废水进入生态系统，其不良健康效应已引起了诸多关注和研究。目前，国家标准GB 9685—2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准》中规定了食品接触材料及其制品中部分紫外线稳定剂和吸收剂的最大使用量和特定迁移量。2014—2024年，欧洲化学品管理局（European Chemicals Agency，ECHA）先后将UV-320、UV-327、UV-328、UV-350、UV-326、UV-329列入非常高关注度物质清单（Substances of Very High Concern，SVHC）^[12-14]。2023年，《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》第十一次缔约方大会正式将UV-328确定为持久性有机污染物，将在使用规定中被逐步替代。2025年5月，欧盟 REACH 法规新增了对UV-328的管控要求。这一系列举措对紫外吸收剂的使用及用量提出了明确限制。

2 现有检测标准情况

目前，苯并三唑类物质的检测标准集中在纺织品、纺织染整助剂产品、涂料、摄影等领域，例如ISO 24040: 2022 Textiles-Determination of certain benzotriazole compounds、GB/T 36940—2018《纺织品 苯并三唑类物质的测定》等。在化妆品现行的紫外线吸收剂和防晒剂的标准中，苯并三唑类物质仅在2个标准和《化妆品安全技术规范》中有UV-360的检测方法。现有检测标准情况见表2。

3 检测技术研究进展

苯并三唑类紫外线吸收剂种类多且结构相似，一般用量较低，需要进行前处理以减少脂质、色素和其他成分（蛋白质、多糖、尿素等）的干扰，前处理方式主要有固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）、液液萃取（Liquid-Liquid Extraction，LLE）、超声提取（Ultrasonic Extraction，USE）、微波辅助提取（Microwave Assisted Extraction，MAE）及索氏提取 等，通过浓缩、净化后再进行仪器分析。检测方法主要有气相色谱—质谱法（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）、气相色谱—串联质谱法（Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，GC-MS/MS）、液相色谱法（Liquid Chromatography，LC）、液相色谱—串联质谱法（Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，LC-MS/MS）。

3.1 气相色谱—质谱法

GC-MS法常用来检测固体基质中的BUVs含量，针对不同样品通过不同的前处理方法去除杂质干扰，提取目标物。赵海浪等通过正交实验优化了超声萃取条件，研究了纺织品中4种BUVs的最佳气相色谱—质谱法分析条件，该方法在锦纶、涤纶、棉三种样品的回收率均高于85%，方法检出限为0.01～0.03 mg/kg。此方法的不足之处是超声萃取的固液比偏高，15 mL溶剂对低密度纺织品萃取效率不高。包海峰等通过热裂解—气相色谱—质谱分析方法，得到了纺织品中4种BUVs的最佳裂解条件，该方法无需有机溶剂萃取，在棉、羊毛、聚酯样品中的回收率为84.66%～126.93%，方法检出限为0.08～0.13 mg/kg，操作简单、污染小，但对实验室仪器配置要求较高。除了纺织品中BUVs的检测，GC-MS在其他产品BUVs的测定也有研究。王月等建立了同时测定聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate，PMMA）塑料中6种苯并三唑类紫外线吸收剂含量的基质匹配—外标定量的GC-MS法。

3.2 气相色谱—串联质谱法

刘丽琴等针对纺织品中BUVs进行4种溶剂、5种不同温度、5组超声时间的优化实验，选择了以乙腈为萃取溶剂，经60℃超声萃取30 min，萃取液直接GC-MS/MS分析，去除了浓缩、净化等步骤，提高了工作效率，但检出限为0.4 mg/kg，与之前GC-MS方法灵敏度相当。王成云等则以甲醇为萃取溶剂，改变萃取时间、萃取温度、萃取溶剂体积来进行正交实验，采用超声萃取，萃取液浓缩定容后进行GC-MS/MS分析，外标法定量检测纺织品中BUVs，该方法灵敏度高、回收率高、重复性好，且在市售纺织品中检出了UV-327。王成云等还以二氯甲烷微波萃取纺织品中7种BUVs，萃取液经浓缩氮吹后用甲醇复溶后进行GC-MS/MS分析。两种方法灵敏度与GC-MS方法相比明显提高，均达到μg/kg级别。王晶等将水性涂料和溶剂型涂料样品风干成膜后分别以正己烷、乙腈超声提取，萃取液经旋蒸浓缩后用甲醇定容，再对其中的BUVs进行GC-MS/MS分析。该方法需要注意溶剂型涂料的萃取溶剂与定容溶剂的相溶性。

3.3 液相色谱法

液相色谱法由于其高分离效率、高灵敏度、宽适用性和自动化优势，是分析化学中最常用的技术之一，搭配不同的检测器和前处理技术，在纺织品、皮革、化妆品甚至生物体中都有应用。胡志波等、张强等采用超声萃取，高效液相色谱—二极管阵列检测器（High Performance Liquid Chromatography-Diode Array Detector，HPLC-DAD）方法分别检测纺织品、塑料食品包装中的BUVs，灵敏度可达到0.0074 mg/L。王成云等以二氯甲烷为溶剂微波萃取纺织品中BUVs，萃取液经浓缩后进行UPLC分析。徐建云等采用HPLC-DAD方法检测皮革，样品经甲醇重复萃取浓缩后进样，由于样品的特殊性，需要清除表面的胶水及附着物以免影响检测结果。谢堂堂等用11种常见的溶剂超声萃取人造革样品，通过实验发现甲醇萃取效果最佳且萃取液中基本无高聚物残留，萃取液经浓缩后进行HPLC分析。晏嫣等对比了有机溶剂回流和有机溶剂萃取两种前处理方法，发现以正己烷为溶剂回流提取、浓缩后的萃取液经UPLC分析对食品级塑料树脂中的BUVs有较好的提取效果。王磊等建立了固相萃取技术结合HPLC测定化妆品中5种苯并三唑类防晒剂的一标多测定量分析方法，给出了不同状态防晒剂样品的制备方法，比较了一标多测法和外标法的计算结果，该方法使用标准物质少，检测效率高。朱梅青等通过涡旋提取经HPLC-UV分析，测定了小鼠肝脏和小鼠血浆中的UV-327和UV-328。李欣欣等以Ce/MOF-801为吸附剂建立了分散固相萃取—HPLC-UV方法测定水环境中4种苯并三唑类紫外吸收剂残留，此方法萃取材料可重复利用。

3.4 液相色谱—串联质谱法

朱峰等建立了快速同时测定纺织品中4种BUVs的USE-UPLC-MS/MS分析方法，超声萃取溶剂为正己烷饱和的乙腈，外标法定量，检出限为0.0063～0.024 mg/kg。范文静等用乙酸乙酯分3次超声提取纺织品中的UV-327和UV-328，经浓缩后进行HPLC-MS/MS分析，该方法剔除了干扰，专属性强，灵敏度可达0.011 μm/mL。勾新磊等建立了检测食品接触材料中UV-328、UV-329、UV-360特定迁移量的UPLC-MS/MS分析方法，采用正庚烷、甲醇涡旋提取，外标法定量。另外，也有采用UPLC/Orbitrap HRMS分析方法的，王成云等对纺织品中BUVs的检测开展了一系列研究，在2017年建立了一套快速筛查纺织品中19种BUVs的分析方法，以甲醇为萃取溶剂，超声萃取浓缩后进行UPLC/Orbitrap HRMS分析，对于阳性样品采用HCD2级质谱进行确证。以上不同研究对象中BUVs的检测方法详细分析见表3。

4 检测技术对比与适用性分析

在实际应用中，检测方法的选择需结合目标物性质、检测需求，根据不同的技术特性选择相应合适的方法。针对BUVs的检测，当样品为固体、基质相对简单（如纺织品、塑料等），且对灵敏度要求不高时可优先选择GC-MS方法，具有仪器普适性高、实验成本低等优点。而GC-MS/MS的灵敏度更高，且抗干扰能力强，可接受更简单粗放的前处理方法，减少净化步骤等。在采用GC-MS和GC-MS/MS方法时都需要注意针对样品基质选择提取效率高的溶剂与色谱柱适用溶剂是否一致，当溶剂性质出现矛盾时，可利用浓缩氮吹复溶等方法解决。当样品为液体或基质较复杂的生物样本并需要快速分析时，可优先选择LC方法。当检测复杂基质样品、目标物间出现用LC不能达到基线分离、样品基质用光谱检测易出现假阳性时，则应选择抗干扰更强的LC-MS/MS方法。方法对比见表4。

5 结语与展望

BUVs的检测依赖于前处理技术与仪器分析的协同优化。超声萃取、微波辅助萃取、固相萃取等前处理方法与检测技术需合理搭配，其中超声萃取因操作简便应用最广，但部分方法存在固液比不合理、基质干扰未完全消除等问题；热裂解、分散固相萃取等新型前处理技术虽能减少污染、提升效率，但对仪器配置或材料性能要求较高。GC-MS和GC-MS/MS凭借对挥发性化合物的高效分离，在纺织品、塑料等固体基质检测中应用成熟，其中 GC-MS/MS 通过二级质谱筛选显著提升抗干扰能力，灵敏度可达μg/kg级别，部分方法通过简化前处理（如省去浓缩净化）提高效率。LC依托适用性广和对样品性状局限小等优势，覆盖纺织品、皮革、化妆品、生物体及水环境等多样基质，搭配新型固相萃取材料（如分子印迹聚合物、Ce/MOF-801）可提升选择性与重复性。LC-MS/MS结合LC分离与串联质谱的多反应监测（Multiple Reaction Monitoring，MRM）模式，成为复杂基质（如食品接触材料、生物体样本）和低含量BUVs检测的首选，检出限低至 0.0063 mg/kg，抗干扰能力和灵敏度均居首位。

笔者认为相关检测技术有望在以下几个方面有所发展：一是前处理技术的优化与创新。开发无溶剂或低溶剂消耗的前处理方法，减少有机溶剂污染；结合微流控芯片、在线固相萃取等自动化技术，缩短前处理时间，实现高通量样本分析；新型功能材料的应用可提高萃取效率，降低基质干扰。二是检测技术的创新发展。色谱技术通过创新固定相材料与多维联用系统，大幅提高复杂基质中目标物的分离效率，解决同分异构体共流出问题；质谱技术聚焦离子源效率优化与质量分析器分辨率升级，提升检测选择性与灵敏度；同时通过并行进样模块与快速扫描技术的整合，实现单批次样本检测通量的数倍提升，满足大规模样本筛查需求。三是检测技术的联用与智能化。推动“色谱—质谱—新型检测器” 联用，通过多维分离与精准质量数匹配，解决同分异构体的区分难题；引入人工智能算法，提升复杂图谱解析效率与定量准确性，降低人为误差。

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第一作者：王遥雪（1992—），女，汉族，湖北黄冈人，硕士，工程师，主要从事消费品检测工作，E-mail: qiaohuaxueer@163.com

通信作者：赵素敏（1981—），女，汉族，河北邯郸人，博士，高级工程师，主要从事消费品和化妆品检测工作，E-mail: zsmciq@163.com

1. 武汉海关技术中心 武汉 430000

2. 石家庄海关技术中心 石家庄 050051

3. 乌鲁木齐海关技术中心 乌鲁木齐 830000

1. Wuhan Customs Technical Center, Wuhan 430000

2. Shijiazhuang Customs Technical Center, Shijiazhuang 050051

3. Urumqi Customs Technical Center, Urumqi 830000

表1 常见BUVs的信息及应用类别

Table 1 Information and applications of common BUVs

表2 BUVs的检测标准

Table 2 Detection Standards for BUVs

表3 不同研究对象中BUVs的前处理方法、提取溶剂、分析方法和灵敏度

Table 3 Pretreatment methods, extraction solvents, analytical methods, and sensitivity of BUVs in different research objects

表3（续）

表4 不同检测技术的特性

Table 4 Characteristics of different detection technologies