双酚A（bisphenol A，BPA）是聚碳酸酯、环氧树脂以及阻燃剂生产过程中经常用到的化学物质。近年来，由于BPA的广泛生产以及在食品接触材料（food contact materials，FCMs）和食品容器中的大量应用，引起了人们极大关注。试验证明，食品接触材料中的BPA会迁移到食物中，迁移速度与食物的温度、加热时间及其理化特性相关[1-3]。BPA具有雌激素的特性，由于其结构与人体内雌二醇相似，故又称雌激素或内分泌干扰物[4]，接触BPA会导致一些疾病的发生，如生殖和生育能力方面疾病、肥胖和2型糖尿病等[5-7]。
双酚 S即 4，4-二羟基二苯砜（bisphenol S，BPS），是BPA的等价物质。作为BPA的代用品，BPS通常用于生产环氧树脂、聚碳酸酯、酚醛树脂等物质，同时也用于生产医用高分子材料、彩色摄影材料，也可作为固色剂、皮革鞣剂、染料的中间体以及阻燃剂等被广泛用于食品接触材料中[8-10]。研究表明，BPS同样具有生物毒性，是一种内分泌干扰素（环境荷尔蒙），过量摄入会导致人和动物的内分泌、代谢和神经系统异常，可对人和动物生殖系统造成严重损伤，还可致癌、致畸和致突变[11-12]。
人类接触BPA的主要途径是食用含有BPA的包装材料包装的食品，通过皮肤或呼吸方式接触富含BPA的物质 [4，13-14]。BPS有很强的皮肤渗透性和吸收率[12]，皮肤接触后更容易进入人体。因此，各国纷纷立法对食品接触材料中这2种物质迁移量进行了限制。根据欧盟第10/2011号法规[15]，BPA对食品的特定迁移限制（specific migration limit，SML）为 0.6 mg/kg，BPS为0.05 mg/kg。我国国家标准GB 4806.6—2016《食品安全国家标准食品接触用塑料树脂》[16]规定了双酚S特定迁移限量为0.05 mg/kg，双酚A特定迁移限量为0.6 mg/kg。但这些法规都是针对塑料材质，未对纸质食品接触材料进行限制。
我国针对纸质食品接触材料的标准GB 4806.8—2016《食品安全国家标准食品接触用纸和纸板材料及制品》[17]中未对BPA和BPS的含量以及迁移量做出具体规定。然而，据报道在欧洲的纸质食品包装材料中发现了BPA，在回收用于造纸的纤维样品中也发现了BPS[18]，证明风险确实存在。
目前，对BPA和BPS的检测，基质多集中在水[19-20]、热敏纸[11]、纺织品[21]、食品[22-23]以及食品包装材料[24-25]，但是对于纸质食品接触材料中的BPA和BPS的检测则鲜有报道。因此，开发同时检测纸质食品接触材料中BPA和BPS的方法具有重要意义。在此基础上，本文以高效液相色谱-二极管阵列（high performance liquid chromatography-diode array detector，HPLC-DAD）为检测仪器，建立了同时测定纸质食品接触材料中BPA和BPS的方法，为后期市场的监管提供技术支持和保障。
1 材料与方法
1.1 主要仪器与试剂
Ultimate 3000SD高效液相色谱仪[配置二极管阵列检测器（diode array detector，DAD）]：美国 Thermal公司；KQ-800KDE高功率数控超声清洗器：中国昆山市超声仪器有限公司。
双酚A 标准物质[4，4′-二羟基二苯丙烷（bisphenol A，BPA）]（纯度≥99.0%）、双酚S标准物质[4，4′-二羟基二苯砜（bisphenol S，BPS）]（纯度≥99.0%）：德国Dr.Ehrensorfer公司；甲醇（色谱纯）：德国merk公司。
1.2 方法
1.2.1 HPLC条件
色谱柱：ZORBAX Eclipse XDB-CN（C18）（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流速为0.8 mL/min。柱温：室温 25℃；检测波长：BPA为280 nm，BPS为259 nm；进样体积5.0 μL。流动相为甲醇/水（体积比 1∶1）等度洗脱。
1.2.2 标准储备液配制
准确称取BPA和BPS各50 mg（精确至0.1 mg）分别置于50 mL容量瓶中，以甲醇定容，配成质量浓度为1 000 mg/L的标准溶液；分别移取两种标准溶液5.0 mL至50 mL容量瓶，定容，得浓度为100 mg/L的BPA和BPS的混合标准储备液。
1.2.3 样品处理
将纸质食品包装材料裁剪成5 mm×5 mm的小片，混合均匀。精确称取0.100 0 g样品置于50 mL的锥形瓶中，加入10 mL甲醇，在50℃恒温振荡水浴中提取50 min后取出，氮吹浓缩至5 mL以下，待溶液冷却至室温（25℃）后定容至10 mL，经0.45 μm滤膜过滤，滤液备用。
样品处理方法参照文献[26]，并在此基础上进行改进。因为塑料制品耗材中可能存在BPA和BPS，为避免干扰，样品处理过程中均用玻璃制品。
1.2.4 阳性样品制备
将阴性样品糖炒栗子包装袋裁剪成5 mm×5 mm的小片，混合均匀，精确称取0.100 0 g于50 mL的锥形瓶中，加入定量的混合标准储备液，之后加入适量甲醇，润湿全部样品，最后自然挥发至干得阳性样品，用于添加回收试验。
2 结果与分析
2.1 检测波长的确定
在190 nm～700 nm范围内，测定双酚A（BPA）和双酚S（BPS）标准溶液紫外-可见吸收光谱，结果表明，BPA的两个吸收峰波长为228 nm和280 nm，BPS的最大吸收峰波长为259nm。根据相关文献报道[11，22-23]及为了避免在200 nm左右的溶剂和杂质峰的干扰，方法选择BPA的检测波长为280 nm，BPS为259 nm。
2.2 色谱柱的选择
试验考察了Acclaim 120-C18、InertSustain C18和ZORBAX Eclipse XDB-CN（规格均为 250 mm×4.6 mm，5 μm）反相柱分离效果，结果见图1。
图1 不同色谱柱对分离效果的影响（280 nm）
Fig.1 Effects of different chromatographic columns on separation efficiency（280 nm）
（a）ZORBAX Eclipse XDB-CN 柱等度洗脱效果；（b）ZORBAX Eclipse XDB-CN柱梯度洗脱效果；（c）InertSustain C18柱等度洗脱效果；（d）Acclaim 120-C18柱等度洗脱效果。
结果表明Acclaim 120-C18和InertSustain C18柱BPS 出峰较早，BPA 出峰过晚[图 1（d）和图 1（c）]。梯度洗脱可缩短洗脱时间，但容易造成基线不稳，同时消耗更多的有机相[图 1（b）]。ZORBAX Eclipse XDB-CN柱则可通过调整流动相等度洗脱，10 min内可完成洗脱，且峰形尖锐对称，因此，选择ZORBAX Eclipse XDB-CN柱进行等度洗脱。
2.3 流动相、流速及进样体积的选择
试验考察了乙腈/水、甲醇/水作流动相对BPA和BPS分离效果的影响，结果表明，使用乙腈/水时，BPS的峰出现拖尾现象；当使用甲醇/水时，BPA、BPS完全分离，峰形尖锐，对称性好，因此，选择甲醇/水作为流动相。
两种物质在甲醇/水等度洗脱过程中，可实现完全分离。等度洗脱过程中，最终确定流动相比例为甲醇/水体积比1∶1，该条件下，BPA和BPS分离度好，BPS出峰时间大于5 min，可避免一些杂质峰的影响，且整体洗脱时间可控制在10 min之内。
流动相流速对分离效果的影响见图2。
图2 流动相和流速对分离效果的影响（280 nm）
Fig.2 Influence of flow phase and velocity on separation effect（280 nm）
（a）甲醇/水体积比 1∶1 时，0.5 mL/min 流速分离效果；（b）甲醇/水体积比 1∶1 时，0.8 mL/min 流速分离效果；（c）甲醇/水体积比 1∶1 时，1.0 mL/min 流速分离效果；（d）甲醇/水体积比 1∶1 时，0.8 mL/min 流速，10 μL进样体积分离效果。
由图 2（a）～图 2（c）可知，流速为 0.5 mL/min 时，洗脱时间大于12 min，且峰形展宽；流速为1.0 mL/min时，BPS出峰时间小于5 min，可能会有基质中的杂质峰干扰。综合考虑，试验最终选定流速为0.8 mL/min。
进样量为 10 μL 时[图 2（d）]，峰形前沿，进样量为5 μL 时[图 2（b）]，色谱峰恢复正常，说明这种情况可能是由色谱柱过载造成的，因此，试验最终选定进样量为 5 μL。
2.4 提取剂的选择
试验考察了甲醇、正己烷、乙腈和水的提取效率，结果见图3。
图3 不同溶剂对于BPA和BPS的提取效率的影响
Fig.3 The efficiencies of different solvents for BPA and BPS
结果表明，对于BPA和BPS的提取，甲醇的提取效率＞98%，其它溶剂的提取效率均＜80%，因此，方法最终选择甲醇为提取剂。
2.5 提取温度和时间的确定
甲醇作为萃取剂，研究最佳的提取温度和提取时间对提取效率的影响，结果见图4。
图4 提取温度和提取时间对提取效率的影响
Fig.4 The effect of extraction time and temperature on extraction efficiencies
从图4（a）中可以看出，随着温度的增加，BPA和BPS的提取效率增加，50℃时达到最高，60℃与50℃时基本持平，从能源节省和减少甲醇挥发方面考虑，方法选择的提取温度为50℃。
如图4（b）所示，提取时间为30 min时，提取接近完全，40 min～60 min变化不明显，考虑到分析物尽可能提取完全和节省资源，方法最终选择提取时间为40 min。
2.6 线性范围和检测限（limit of detection，LOD）、定量限（limit of quantification，LOQ）
精密量取1.2.2混合标准储备液，以甲醇稀释，得到 BPA 和 BPS 浓度为 1、5、10、25、50 mg/L 的系列混合标准溶液。上机测试，记录BPA和BPS的峰面积，每个浓度点测试3次，取平均值。以浓度（mg/L）为横坐标x，峰面积为纵坐标y，进行线性回归。得到的回归方程如表1所示，结果显示，在1 mg/L～50 mg/L范围内，BPA和BPS线性良好，相关系数均≥0.999 8。
表1 BPS和BPS的线性回归方程、相关系数和检测限、定量限
Table 1 Regression equations，correlation coefficients，the limit of detection and quantification（LOD and LOQ）for BPA and BPS
化合物 回归方程 相关系数/r检测限/（mg/L）定量限/（mg/L）BPA y=4.093 6x+0.655 7 1.000 0 0.10 0.50 BPS y=24.027x+7.937 5 0.999 8 0.02 0.10
采用逐级稀释标准溶液方法进样，信噪比（S/N）为3时的样品浓度即为检测限浓度（LOD）；S/N为10的样品的浓度即为定量限浓度（LOQ）。如表1所示，BPA、BPS的 LOD和 LOQ分别为 0.10、0.02 mg/L和0.50、0.10 mg/L。
2.7 回收率和精密度试验
按1.2.4方法制备低、中、高3个浓度水平阳性样品，测试添加回收率，每个浓度点平行6份，结果见表2。参考标准GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范食品理化检测》[27]对该方法进行评价，试验三水平添加回收率在85.2%～103.0%之间，表明加标回收试验结果良好。相应测定结果的相对标准偏差在1.26%～4.90%之间，证明该方法准确度和精密度良好。
表2 BPA和BPS低、中、高3浓度水平添加回收试验（n=6）
Table 2 Recovery results of BPA and BPS at 3 levels with low，medium and high concentrations（n=6）
低浓度（1 mg/L） 中浓度（10 mg/L） 高浓度（25 mg/L）回收率/%分析物相对标准偏差/%BPA 0.852 85.2 4.90 10.30 103.0 3.18 24.90 99.6 1.26 BPS 0.897 89.7 4.29 9.81 98.1 1.99 25.07 100.3 0.70结果/（mg/L）相对标准偏差/%结果/（mg/L）回收率/%相对标准偏差/%结果/（mg/L）回收率/%
2.8 样品检测
取市场上30个纸质食品接触材料样品，按1.2.3所述方法制备样品上机测试，测试结果显示，2个样品检出BPA，编号1#和2#，结果见图5。
图5 市场实际样品检测图谱（280 nm）
Fig.5 The spectra of actual samples in market（280 nm）
（a）标准溶液；（b）2# 样品；（c）1# 样品。
由图5可知，1#样品检出少量BPA，同时样品5 min以前出现很多杂质峰。该方法BPA的出峰时间大于5 min，可有效避免大部分杂质干扰。2#样品除了检出较高浓度的BPA[图5（b）峰1]，在12 min左右出现峰2，查看其后台紫外吸收图谱，基本与BPA紫外图谱一致，推测为BPA的衍生物或同系物，后续工作将对该物质展开研究。
3 结论
本文建立了纸质食品包装材料中BPA和BPS含量测定的高效液相色谱法。方法中BPA和BPS的最低检出限可达0.10 mg/L和0.02 mg/L，加标回收率在85.2%～103.0%，相对标准偏差小于5%。该方法具有前处理简单、稳定性好、回收率高等优点，检测结果准确可靠，可应用于市场上纸质食品接触材料制品中BPA和BPS的测定，为食品包装材料的安全监管和风险评估提供技术支持和保障。
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