使用Agilent7000系列GC/QQQ测定玩具材料中的有机锡化合物，符合欧洲玩具安全最新协调标准EN71-3:2013+A1:2014若干元素迁移的要求 应用简报 材料检测与研究 作者冯爽
1，于文杰2 1安捷伦科技（中国）有限公司2深圳出入境检验检疫局玩具检测技术中心 摘要 由于人们对玩具安全性的日益关注，欧盟颁布了新的玩具安全指令2009/48/EC，其中规定了若干元素的迁移限值，旨在保障消费者特别是青少年的使用安全。
本应用介绍了使用Agilent7000系列GC/QQQ分析迁移溶液中有机锡化合物的方法，本方法具有极好的选择性和灵敏度，三类玩具材料样品的加标分析结果也显示了良好的重现性和回收率。
前言 有机锡化合物是锡和碳元素直接结合所形成的金属有机化合物，主要用作催化剂、稳定剂。
由于有机锡还具有抗菌性，其在玩具制造中也被用作抗菌剂和防霉剂。
有机锡化合物都有很强的生物毒性，三取代体最易被生物体吸收，也可以部分降解成二取代体和一取代体
1。
由于有机锡化合物对生物和环境的毒害性，甚至可以影响儿童的正常生长，各国都有相应的法令禁止和限制有机锡化合物的使用。
欧盟玩具安全指令(2009/48/EC)通过最大程度地减少儿童接触潜在有害或有毒的玩具产品来确保儿童的安全
2。
2015年3月13日欧盟发布了关于EN71-1:2014、EN71-3:2013+A1:2014、EN71-14:2014正式成为新玩具指令(2009/48/EC)协调标准的官方公告，旧版本标准将于2016年2月29日正式被取代
3。
其中，新标准EN71-3:2013+A1:2014玩具安全第三部分：若干种元素的迁移，为以下类别的玩具物料订立了若干种元素的迁移规定： •第一类：干、脆、粉末状或柔软的玩具物料 •第二类：液体或粘性玩具物料 •第三类：可被刮掉的玩具物料 该新标准为玩具物料及其它玩具部件中的多种元素订立了具体的迁移规定及测试方法，包括铝、锑、砷、钡、硼、镉、三价铬、六价铬、钴、铜、铅、锰、汞、镍、硒、锶、锡、有机锡及锌。
锡和有机锡针对不同的玩具种类有 各自的迁移限值（见表1），其中最严格的限值是针对第二类玩具材料（液体产品最可能被误吞食）中有机锡化合物的总量不得超过200ppb4。
EN71-3规定的样品制备方法中样品的最终稀释倍数是20，而目前规定中列明的有机锡化合物总共有11种，因此对样品中单一有机锡化合物的检测限需要达到1ppb以下，为满足这一规定就需要一种高灵敏度的方法用于有机锡化合物的检测。
本应用介绍了使用Agilent7000系列三重四极杆气质联用系统(GC/QQQ)测定三类玩具材料中低含量有机锡化合物的方法，其中7000GC/QQQ通过MRM模式为有机锡化合物的检测提供了很好的灵敏度和选择性，通过对三类玩具材料样品的加标分析也显示了该方法良好的重现性和回收率。
表
1.玩具材料分类及锡和有机锡的迁移限值玩具材料绘画的涂料，清漆，漆料，印刷油墨，聚合物，泡沫和类似涂料聚合物和类似材料，包括层压板，不论是否有纺织品加固，但不包括其它纺织品纸和纸板纺织品，无论是天然的还是合成的玻璃，陶瓷，金属材料无论是否着色的其它材料压缩的颜料片，会留下痕迹的材料或玩具中以固体形式存在的类似材料柔韧的模型材料，包括造型粘土和石膏液体颜料，包括指画油漆，清漆，漆料，钢笔中的液体油墨，以及在玩具中以液体形式存在的类似材料胶棒玩具材料中的迁移限值(mg/kg)锡有机锡 第1类 √√ 150000.9 第2类 √√37500.2 第3类√√√√√√ 18000012
2 实验部分 试剂 表2中的有机锡氯化物标准品购于位于德国Augsburg的DrEhrenstorfer公司，其中氘代三丁基氯化锡、氘代四丁基锡和氘代三苯基氯化锡被用作内标。
甲醇、正己烷为色谱纯级，购自德国默克(MERCK)。
盐酸、乙酸钠、冰醋酸、四乙基硼化钠购自上海安谱(ANPEL)。
超纯水为MilliporeMilli-Q超纯水系统现制备的高纯去离子水。
仪器 本实验使用Agilent7890B气相色谱系统和7000系列三重四极杆气质联用系统，配置分流/不分流进样口和Agilent7693A自动液体进样器。
溶液配置 储备液A：根据表2称取定量的有机锡氯化物，精确到0.1mg，到100mL容量瓶中，用甲醇溶解后并定容至100mL，制备1000mg/L有机锡原液。
4ºC储存暗处可保存一年。
工作液B*：用甲醇稀释储备液A100倍，制备10mg/L有机锡工作溶液。
*如果方法需要更低的检测下限，需制备1mg/L的工作溶液B代替。
内标储备液C：称取100mg的氘代三丁基氯化锡、100mg氘代四丁基锡和100mg的氘代三苯基氯化锡，精确到0.1mg，到100mL容量瓶中，用甲醇溶解后并定容至100mL，制备1000mg/L内标储备液。
4ºC暗处储存可保存一年。
内标工作溶液D：移取0.2mL内标储备液C于100mL容量瓶中，用甲醇定容到刻度，制备2mg/L内标工作溶液。
盐酸溶液：取5.8mL37%盐酸和250mL水到500mL容量瓶中，加水定容到刻度，制备0.07±0.005mol/L盐酸溶液。
醋酸盐缓冲液：称取16.6g乙酸钠用250mL水溶解于500mL容量瓶中，加入1.2mL冰醋酸调节pH到5.4，加水定容到刻度。
2%四乙基硼化钠溶液：称取200mg四乙基硼化钠到10mL容量瓶中，加水定容到刻度。
该溶液不稳定，需临用现配。
表
2.有机锡氯化物称重关系，相当于100mg有机锡取代基（转换为三丁基锡）的浓度 有机锡氯化物(OTClx)二甲基二氯化锡甲基三氯化锡二正丙基二氯化锡三氯化丁基锡二丁基二氯化锡三丁基氯化锡正辛基三氯化锡二正辛基二氯化锡四丁基锡二苯基二氯化锡三苯基氯化锡 CAS编号753-73-1993-16-8867-36-71118-46-3683-18-11461-22-93091-25-63542-36-71461-25-21135-99-5639-58-
7 称重量(mg)75.882.895.197.4104.7112.2116.6143.4119.6118.6132.9 有机锡氯化物分子量219.7240.1275.8282.2303.6325.2338.1415.6346.7343.6385.2 *权重因子=摩尔质量（有机锡取代基）/摩尔质量（有机锡氯化物） 取代基分子量148.7133.7204.9175.8232.7289.7231.7344.7346.7272.7349.7 权重因子*0.6770.5570.7430.6230.7670.8910.6860.8301.0000.7940.908 相对的分子量1.9482.1691.4161.6501.2451.0001.2500.8400.8351.0630.829
3 样品迁移过程 样品迁移溶液制备过程参照标准EN71-3:2013+A1:2014，模仿当儿童误吞玩具材料后胃液消化的情况。
玩具材料样品粉碎后（尺寸<6mm），精确称量100mg以上样品于样品瓶中。
加入37ºC预热的0.07mol/L盐酸溶液浸泡，盐酸溶液加入量相当于样品质量的50倍，再用2mol/L盐酸溶液调节pH值至1.2±0.1，在37±2ºC避光震荡1小时，静置1小时，用0.45µm滤膜过滤、分离样品溶液中的固体物质，得迁移溶液待用
5。
衍生化过程 移取5mL上述迁移溶液到一个22mL玻璃试管中，加入0.1mL内标溶液D并用5mL醋酸盐缓冲液将pH调节至4.7，加入0.5mL2%四乙基硼化钠溶液和2mL正己烷，将混合液涡旋振荡30分钟，并静置分层，取正己烷层用GC/QQQ进行分析。
校准曲线 取7个22mL玻璃试管，各加入5.0mL0.07mol/L盐酸溶液，分别加入0µL、20µL、50µL、100µL、0.2mL、0.5mL和1.5mL工作溶液
B，加入0.1mL内标工作溶液
D，用5mL醋酸盐缓冲液将pH调节至4.7后，加入0.5mL2%四乙基硼化钠溶液和2mL正己烷，将混合液涡旋振荡30分钟，并静置分层，取正己烷层用GC/QQQ进行分析。
气相色谱条件 色谱柱： 进样体积：进样方式：进口温度：载气：柱温箱升温程序： 后运行： AgilentHP-5ms超高惰性毛细管柱，30m×0.25mm，0.25µm，部件号19091S-433UI1µL脉冲不分流，25Psi直至0.75min275ºC氦气，恒定流速，1.0mL/min50ºC保持1min，20ºC/min升至280º
C，保持1min300ºC保持2min 质谱条件 溶剂延迟： 3min 离子源温度： 250º
C 四极杆温度： 150º
C 接口温度： 280º
C 电子倍增管增益因子：
5 质谱模式： MRM，参数见表
3 表3.11种有机锡化合物和内标的保留时间和MRM参数 序号内标1123456内标2789内标31011 化合物氘代三丁基锡二甲基锡甲基锡二正丙基锡丁基锡二丁基锡三丁基锡氘代四丁基锡正辛基锡四丁基锡二苯基锡氘代三苯基锡二正辛基锡三苯基锡 保留时间(min)8.6523.5664.4976.6306.6977.8158.7679.4329.2559.57310.98413.02111.94413.060 MRM定量离子对217.0->125.0179.0->151.0193.0->165.0235.0->151.0235.0->151.0179.0->151.0207.0->123.0318.0->190.0179.0->151.0291.0->179.0301.0->273.0366.0->202.0263.0->151.0351.0->197.0
4 MRM定性离子对318.0->190.0151.0->135.1165.0->135.0193.0->151.0235.0->179.0263.0->151.0291.0->179.0254.0->126.0291.0->179.0291.0->123.0195.0->118.0366.0->120.0263.0->123.0351.0->120.0 碰撞能量20，155，105，2010，510，55，1015，1010，155，510，2510，1520，305，2030，30 结果与讨论 选择性和灵敏度 7000GC/QQQ的MRM模式可以去除基质的干扰，提高方法的选择性。
如图1所示为浓度1.0µg/L的混合标准溶液中11种有机锡化合物的MRM离子色谱图，与相同浓度的一级SIM离子色谱图（图2）相比，MRM的定性离子干扰更小，定性结果更加准确。
图1.1.0µg/L混合标准溶液中11种有机锡化合物的MRM离子色谱图
5 图2.1.0µg/L混合标准溶液中11种有机锡化合物的一级SIM离子色谱图 7000GC/QQQ还表现出超高的灵敏度，如表4所示为最低浓度点混合标准溶液中11种有机锡化合物的峰-峰信噪比及仪器检测限（由最低浓度的3倍信噪比计算）。
对于所有的有机锡化合物，仪器的检测限均低于0.08µg/L，远远低于EN71-3对第二类样品1.0µg/L的限值要求。
表
4.最低浓度点混合标准溶液中11种有机锡化合物的信噪比和仪器检测限 化合物 二甲基锡甲基锡二正丙基锡丁基锡二丁基锡三丁基锡正辛基锡四丁基锡二苯基锡二正辛基锡三苯基锡 最低浓度(µg/L)1.881.331.861.731.571.561.251.751.381.061.32 信噪比（峰-峰） 9965429747617292101329127354480 仪器检测限(µg/L)0.0060.0740.0190.0110.0270.0510.0370.0160.0030.0590.008 校准曲线和重复性 从表5中可见，在校准曲线范围1.0-200µg/L之间，11种有机锡化合物的线性相关性优异，相关系数R2均大于0.995。
表
5.有机锡化合物的线性结果 化合物名称二甲基锡甲基锡二正丙基锡丁基锡二丁基锡三丁基锡正辛基锡四丁基锡二苯基锡二正辛基锡三苯基锡 线性范围(µg/L)1-2821-2002-2792-2592-2362-2341-1872-2621-2061-1591-198 相关系数(R2)0.99500.99700.99970.99960.99960.99960.99970.99980.99830.99820.9998
6 六个校准级别的混合标准溶液重复进样七次，所得分析结果的相对标准偏差见表
6。
大多数化合物的相对标准偏差都在5%以下，包括在最低浓度点(1.0µg/L)都能表现出非常满意的重复性。
图3为在最低浓度点连续进样七针所得MRM离子叠加色谱图。
图
3.最低浓度点的有机锡化合物混合标准溶液连续进样七针所得MRM离子叠加色谱图
7 表
6.六个校准级别的混合标准溶液的重复性RSD%结果(n=7) 化合物 二甲基锡甲基锡二正丙基锡丁基锡二丁基锡三丁基锡正辛基锡四丁基锡二苯基锡二正辛基锡三苯基锡 浓度1(～1.5µg/L)4.522.472.122.993.782.604.154.233.404.642.75 浓度2(～6.0µg/L)3.261.153.553.163.024.523.562.972.473.284.71 浓度3(～15µg/L)3.060.641.361.161.262.672.033.522.000.641.73 浓度4(～30µg/L)2.101.055.104.555.784.624.562.980.630.802.26 浓度5(～75µg/L)2.153.072.422.285.552.691.280.991.291.363.08 浓度6(～225µg/L)2.120.854.433.905.404.115.253.324.284.865.60 玩具材料样品分析：加标回收和重复性测试 本实验分析了EN71-3中最有代表性的三类玩具样品，每个类别选取了两个不同的玩具材料：第一类，蜡笔和橡皮泥；第二类，泡泡液和水彩；第三类，软塑胶和布。
所有样品根据文中所述前处理方法进行样品制备和加标，然后使用GC/QQQ进行分析。
有机锡化合物的加标回收实验使用的是迁移溶液。
第一类和第三类玩具样品的两个加标浓度是20.0µg/L和40.0µg/L。
第二类玩具样品中的三个加标浓度分别是4.0µg/L、20.0µg/L和40.0µg/L。
第二类样品迁移溶液的最低加标浓度4.0µg/L和第一类及第三类样品的20.0µg/L对应于EN71-3所规定的玩具材料中迁移元素的限量值（第二类为0.2mg/kg，第一类及第三类为0.9mg/kg）。
图4-6分别为三类玩具代表样品最低加标浓度点的MRM离子色谱图。
图
4.第一类样品蜡笔在加标水平20.0µg/L时的MRM离子色谱图
8 图
5.第二类样品泡泡液在加标水平4.0µg/L时的MRM离子色谱图 图
6.第三类样品软塑胶在加标水平20.0µg/L时的MRM离子色谱图
9 本实验对三类样品的每个加标浓度均进行了六个平行样品的测试，加标回收测试结果和重复性见表7-
9。
除了水彩和橡皮泥样品中因含有痕量的甲基锡和二甲基锡造成回收率结果偏高之外，其它所有样品中有机锡化合物都具有良好 的回收率，范围在80%至120%，且超过96%的平行样品的相对标准偏差(RSD)都小于10%。
所有这些结果均表明本实验方法在极低浓度水平的情况下依然表现出优良的回收率和重现性。
表
7.第一类玩具材料样品的加标回收实验结果 第一类化合物名称二甲基锡 20µg/L 回收率% RSD% 102 1.87 甲基锡二正丙基锡丁基锡二丁基锡三丁基锡正辛基锡四丁基锡二苯基锡二正辛基锡三苯基锡 126 3.30 108 1.04 123 2.25 108 1.18 107 1.34 110 1.22 103 2.35 103 0.71 101 1.21 104 0.85 蜡笔 40
µg/L 回收率% RSD% 103 2.47 112 8.19 105 1.60 112 6.66 106 1.50 105 2.04 109 5.53 105 6.59 105 2.08 108 4.43 102 0.64 橡皮泥 20
µg/L 40µg/L 回收率% RSD% 回收率% RSD% 125 2.58 125 2.80 172 13.8 155 4.57 105 0.96 100 1.07 130 9.84 118 3.21 106 2.14 104 1.40 108 1.51 104 0.73 91 3.22 86 1.90 95 2.83 88 1.65 108 1.39 107 0.29 104 4.54 105 2.08 105 1.88 102 0.60 表

8.第二类玩具材料样品的加标回收实验结果 第二类 化合物名称 二甲基锡甲基锡二正丙基锡丁基锡二丁基锡三丁基锡正辛基锡四丁基锡二苯基锡二正辛基锡三苯基锡 4µg/L 回收率%RSD% 99 5.65 67 20.8 81 6.77 83 9.49 84 5.31 83 5.34 89 3.74 95 4.83 97 5.15 78 6.08 84 4.47 泡泡液 20
µg/L 回收率%RSD% 108 2.99 74 7.82 87 2.73 77 5.03 91 1.33 92 0.85 92 1.62 92 5.95 103 1.75 87 3.30 89 0.80 40
µg/L 回收率%RSD% 109 3.31 109 8.45 90 2.56 97 3.91 92 1.81 96 1.71 97 1.90 99 1.87 104 1.62 88 3.43 93 1.47 4
µg/L 回收率%RSD% 140 2.52 135 10.2 81 1.97 81 3.05 88 2.29 99 1.57 91 6.19 114 12.5 116 2.87 107 1.96 95 1.69 水彩 20
µg/L 回收率%RSD% 141 2.91 138 3.37 79 1.49 82 2.21 87 1.65 94 0.79 81 1.51 107 8.06 112 0.92 101 1.29 92 0.54 40
µg/L 回收率%RSD% 132 5.56 103 12.7 79 3.77 69 4.77 86 2.45 93 1.1 70 2.03 124 37.8 108 1.96 101 2.59 90 1.45 表

9.第三类玩具材料样品的加标回收实验结果 第三类 化合物名称 二甲基锡甲基锡二正丙基锡丁基锡二丁基锡三丁基锡正辛基锡四丁基锡二苯基锡二正辛基锡三苯基锡 20µg/L回收率% 951329611595949490989393 RSD%4.577.150.833.020.680.642.919.243.769.020.86 软塑胶40µg/L 回收率%921189510894949593969393 RSD%6.322.361.261.811.501.383.176.990.561.700.92 10 20µg/L回收率% 1051369911097979691978792 RSD%5.597.271.472.491.091.872.083.575.296.040.55 布 40µg/L 回收率% RSD% 101 4.59 113 5.94 95 1.81 100 2.69 95 1.48 96 0.66 92 2.57 90 6.37 96 3.14 89 1.43 92 1.54 结论 Agilent
7000系列GC/QQQ的MRM模式可以消除大多数背景干扰，具有良好的选择性，使分析结果更加干净、更容易定性定量。
本实验说明其用于分析玩具材料中有机锡化合物时，可提供优异的灵敏度和稳定性，所有有机锡化合物的仪器检测限均低于0.1µg/L；在1.0-200µg/L的校准范围内也显示出优良的线性结果。
在三类玩具材料的加标回收实验中也表现出了良好的回收率和重现性。
Agilent7000系列GC/QQQ可以为应对欧盟玩具安全最新协调标准EN71-3:2013+A1:2014提供完美的解决方案。
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