黎梓城，吳學(xué)峰，董 犇，李 丹，鐘懷寧，陳燕芬，鄭建國(guó)

（廣州海關(guān)技術(shù)中心 國(guó)家食品接觸材料檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（廣東），廣東 廣州 510623）

塑料是單體通過(guò)加聚或縮聚反應(yīng)得到的高分子化合物，通常在聚合過(guò)程中添加光引發(fā)劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、填料、增塑劑、潤(rùn)滑劑等各種輔料，使塑料的性能更加優(yōu)良［1-2］。在日常使用過(guò)程中，食品接觸用塑料中的添加劑可能會(huì)遷移至食品中［3-4］。研究表明部分添加劑有毒有害，長(zhǎng)期攝入會(huì)對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等產(chǎn)生嚴(yán)重影響，如酚類(lèi)抗氧化劑具有弱雌激素效應(yīng)，即使在攝入量很低的情況下，也可能會(huì)給人體健康帶來(lái)危害［5］；光引發(fā)劑不僅具有一定的接觸毒性，對(duì)皮膚有刺激作用，而且有生殖毒性、遺傳毒性和致癌作用［6］。我國(guó)的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 9685-2016《食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范了食品接觸用塑料的添加劑使用情況［7］，采用肯定列表對(duì)允許添加的塑料添加劑進(jìn)行了遷移量或者殘留量的管控。

目前，食品接觸用塑料的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)僅針對(duì)GB 9685-2016 中的部分物質(zhì)提供了檢測(cè)方法。已報(bào)道的食品接觸用塑料添加劑的檢測(cè)方法主要有氣相色譜法［8-10］、液相色譜法［11-14］、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法［15-18］、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法［19-22］等。但上述方法比較單一，不能有效、快速地針對(duì)一類(lèi)甚至多類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。因此亟需建立一種高效、快速、高通量的鑒定和定量分析塑料添加劑的方法，以監(jiān)測(cè)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，保證相關(guān)食品接觸材料符合安全要求。

針對(duì)塑料中各種添加劑遷移限量低、易相互干擾、高通量篩查非常困難的現(xiàn)狀，本研究利用超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜準(zhǔn)確度高、分離效果好、復(fù)雜樣品分離能力強(qiáng)以及選擇性好、檢出限低和能夠提供分子量及結(jié)構(gòu)信息等特點(diǎn)［23］，建立了同時(shí)檢測(cè)食品接觸用塑料中光引發(fā)劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑等50種添加劑遷移量的高通量篩查方法。本方法可為生產(chǎn)企業(yè)的自檢自控或檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)提供輔助作用，具有良好的應(yīng)用前景。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1290-6546 超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜儀（美國(guó)安捷倫公司）；Eclipse Plus C18RRHD 液相色譜柱（50 mm × 3.0 mm × 1.8 μm，美國(guó)安捷倫公司）；渦旋振蕩儀（德國(guó)海道夫公司）；Milli Q Q-POD純水機(jī)（德國(guó)默克公司）；氮?dú)庾詣?dòng)濃縮工作臺(tái)（韓國(guó)Goojung公司）。

50 種塑料添加劑標(biāo)準(zhǔn)品（見(jiàn)表1）。甲酸、甲醇、乙醇、乙腈、異辛烷、正己烷為HPLC 級(jí)，購(gòu)自Fisher公司；乙酸和乙酸銨為分析純，購(gòu)自廣州化學(xué)試劑廠。

表1 50種塑料添加劑的質(zhì)譜參數(shù)Table 1 Mass spectrometric parameters of 50 plastic additives

檢測(cè)樣品來(lái)自市面采購(gòu)的塑料制品。

（續(xù)表1）

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別稱(chēng)取50 種塑料添加劑的標(biāo)準(zhǔn)品各10.0 mg，用甲醇分別溶解并定容于10 mL 容量瓶中，得到1 000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，于4 ℃下保存。

將以上各標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液使用對(duì)應(yīng)食品模擬物（4%乙酸、10%乙醇）及替代溶劑（95%乙醇、異辛烷）定容，配制成混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的前處理與樣品溶液一致。

1.3 樣品溶液的制備

根據(jù)樣品實(shí)際接觸的食品類(lèi)型，按照GB 31604.1-2015［24］選擇4%（體積分?jǐn)?shù)，下同）乙酸、10%乙醇、95%乙醇、異辛烷作為食品模擬物，按照GB 5009.156-2016［25］進(jìn)行遷移實(shí)驗(yàn)。

取1 mL乙酸及乙醇類(lèi)模擬物溶液，過(guò)0.22 μm濾膜，供測(cè)定；取2 mL異辛烷至試管中，將溶液于40 ℃下氮吹至近干，加2 mL甲醇定容，過(guò)0.22 μm濾膜，供測(cè)定。

1.4 儀器條件

1.4.1 色譜條件色譜柱：Eclipse Plus C18RRHD（50 mm × 3.0 mm × 1.8 μm）；流動(dòng)相：A 為0.01%甲酸-5 mmol/L 乙酸銨，B 為甲醇；流速0.4 mL/min；進(jìn)樣體積：10 μL；柱溫：40 ℃。洗脫梯度：0～3 min，95% A；3～10 min，95%～60% A；10～20 min，60%～20% A；20～25 min，20%～5% A；25～30 min，5%A；30～31 min，5%～95%A，后運(yùn)行4 min。

1.4.2 質(zhì)譜條件電噴霧離子源（ESI）正、負(fù)離子模式；掃描模式：Target MS/MS 模式；霧化氣：310.3 kPa；噴霧電壓：500 V；毛細(xì)管電壓：4 000 V；氣流速度：7 L/min；氣流溫度：300 ℃；鞘氣（N2）流速：11 L/min；鞘氣（N2）溫度：380 ℃；駐留時(shí)間：10 ms，其他質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1。

1.4.3 定性分析按照儀器參考條件測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和試樣溶液，如果試樣溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液在選定的母離子中，經(jīng)碰撞池施加碰撞能量后得到相同的二級(jí)質(zhì)譜圖，則判斷樣品中存在相應(yīng)的待測(cè)物質(zhì)。

1.4.4 定量分析按照儀器參考條件測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，根據(jù)選定的母離子的峰面積，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到試樣溶液中的目標(biāo)物濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 流動(dòng)相的選擇

通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)塑料添加劑的檢測(cè)大多以甲醇體系為主。由于質(zhì)譜方法需同時(shí)采用正、負(fù)離子模式進(jìn)行采集，實(shí)驗(yàn)分別考察了0.02%氨水、水與5 mmol/L 乙酸銨溶液3 種水相的分離效果。由于部分物質(zhì)需要NH4+離子產(chǎn)生［M+NH4+］的離子峰，且氨水體系下，正離子模式的待測(cè)物受到了一定干擾，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)5 mmol/L 乙酸銨溶液的效果最佳?？紤]到正離子模式的電離，分別在5 mmol/L 乙酸銨溶液中添加0.01%、0.05%、0.1%的甲酸進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在0.01%甲酸體系下，正離子模式下物質(zhì)的響應(yīng)普遍得到提高，且負(fù)離子模式下并未受到影響；而甲酸體積分?jǐn)?shù)大于0.01%時(shí)，負(fù)離子模式的待測(cè)物均受到一定干擾。因此選擇0.01%甲酸-5 mmol/L乙酸銨溶液和甲醇作為流動(dòng)相。

2.2 質(zhì)譜條件的選擇

本研究的塑料添加劑包含酮類(lèi)、酯類(lèi)以及酚類(lèi)等不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，會(huì)生成不同的準(zhǔn)分子離子峰。在ESI 正離子模式下進(jìn)行全掃描，部分物質(zhì)可獲得理想的準(zhǔn)分子離子峰［M+H］+或［M+NH4］+；在ESI負(fù)離子模式下進(jìn)行全掃描，部分物質(zhì)可獲得理想的準(zhǔn)分子離子峰［M-H］-。在有標(biāo)準(zhǔn)品的情況下，使用Target MS/MS 模式，以準(zhǔn)分子離子峰為母離子，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)呐鲎材芰?，可得到不同的二?jí)離子碎片。選擇能產(chǎn)生最具代表性碎片的碰撞能量作為該物質(zhì)的最優(yōu)碰撞能量。優(yōu)化后的質(zhì)譜條件見(jiàn)“1.4.2”，50種塑料添加劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 mg/L）的色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 50種塑料添加劑的提取離子色譜圖Fig.1 Extracted ion chromatograms of 50 plastic additives

2.3 線性范圍、檢出限與定量下限

將不同食品模擬物（4%乙酸、10%乙醇、95%乙醇和異辛烷）中的50 種塑料添加劑系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照已優(yōu)化的前處理方法和儀器條件進(jìn)行測(cè)定，以母離子峰面積（Y）對(duì)50 種塑料添加劑的質(zhì)量濃度（X，mg/L）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到Y(jié)=aX+b的線性方程。結(jié)果表明，在上述4 種食品模擬物中，50 種塑料添加劑的線性范圍為0.02～5 mg/L，相關(guān)系數(shù)（r2）均大于0.995，表明本方法線性相關(guān)性良好。

選取空白試樣進(jìn)行上述4 種食品模擬物遷移實(shí)驗(yàn)，取所得浸泡液進(jìn)行不同濃度（低于限量）的加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，計(jì)算目標(biāo)峰（母離子峰）的信噪比（S/N）。分別依據(jù)S/N≥3 和S/N≥10 初步確定檢出限和定量下限，然后采用空白基質(zhì)加標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，確定檢出限和定量下限。因此最終得到50種塑料添加劑的檢出限為0.01～0.1 mg/kg，定量下限為0.02～0.2 mg/kg。

2.4 加標(biāo)回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

按本方法對(duì)4%乙酸、10%乙醇、95%乙醇和異辛烷（空白食品模擬物）進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)濃度為0.02～5 mg/L，每個(gè)物質(zhì)設(shè)置3 個(gè)水平，平行測(cè)定6 次，計(jì)算加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。各食品模擬物中50 種塑料添加劑的加標(biāo)回收率為92.6%～104%，RSD 為0.60%～8.4%，表明本方法的準(zhǔn)確度和精密度良好。

2.5 實(shí)際樣品分析

Agilent 1290-6546超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜儀提供了一款PCDL Manager軟件，可建立食品接觸用塑料中50種塑料添加劑的譜庫(kù)。再結(jié)合Qualitative analysis 軟件生成數(shù)據(jù)處理方法，通過(guò)Masshunter 軟件采集數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)運(yùn)行數(shù)據(jù)處理方法，通過(guò)保留時(shí)間、精確質(zhì)量數(shù)、同位素分布以及二級(jí)離子碎片分布等信息自動(dòng)識(shí)別陽(yáng)性樣品。得到的陽(yáng)性結(jié)果通過(guò)母離子的峰面積進(jìn)行定量分析，按照“2.3”所得線性方程進(jìn)行濃度計(jì)算。

利用本方法對(duì)10款塑料片材、5款水杯以及5款薄膜（共20款樣品）樣品進(jìn)行分析。樣品分別在4%乙酸、10%乙醇、95%乙醇和異辛烷4 種食品模擬物中進(jìn)行50 種塑料添加劑的遷移實(shí)驗(yàn)后上機(jī)測(cè)試，部分目標(biāo)物的二級(jí)質(zhì)譜圖見(jiàn)圖2。結(jié)果顯示，有2 個(gè)樣品檢出壬基酚，遷移量為0.033～0.071 mg/kg；6 個(gè)樣品檢出抗氧化劑1076 和抗氧化劑168，遷移量為0.12～3.3 mg/kg；4 個(gè)樣品檢出光引發(fā)劑369、光引發(fā)劑ITX和光引發(fā)劑TPO，遷移量為0.054～4.0 mg/kg。結(jié)果表明，本方法可用于實(shí)際樣品中塑料添加劑的高通量篩查。

圖2 部分目標(biāo)物的二級(jí)質(zhì)譜圖Fig.2 MS/MS spectra of some targets

3 結(jié) 論

本文建立了超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜測(cè)定食品接觸用塑料中50種塑料添加劑遷移量的方法。該方法操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、檢測(cè)化合物種類(lèi)多、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可用于市售食品接觸用塑料中添加劑遷移量的檢測(cè)。本文研究結(jié)果可為食品包裝材料的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)提供參考，也可為生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量提升提供可靠的技術(shù)支持。