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        液相色譜-高分辨質(zhì)譜檢測食品包裝塑料中的烷基胺和烷基酰胺

        2025-08-15 00:00:00劉靈祝亦哲鄭銳芬何俊賢唐才明
        分析化學(xué) 2025年7期
        關(guān)鍵詞:烷基酰胺純度

        在食品包裝材料的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中,塑料添加劑因能夠改善材料性能而被廣泛使用。其中,小分子化學(xué)物質(zhì)可作為非粘結(jié)塑料助劑,因而備受關(guān)注,如溴化阻燃劑(BFRs)[1]、鄰苯二甲酸酯(PAEs)[2]、有機磷阻燃劑(PFRs)[3]和雙酚A(BPA)[4]等。塑料添加劑雖然提升了材料性能,但也可能危害生態(tài)環(huán)境和人體健康[5-6]。其中,BPA在環(huán)境中普遍存在,并可通過消化道、呼吸道和皮膚途徑進人人體,危害生殖、免疫和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)等[7-8]。除了這些小分子化學(xué)物質(zhì),烷基胺和烷基酰胺作為重要的有機化合物,也廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)中,可顯著改善塑料的加工性能和物理特性。烷基胺和烷基酰胺分別由烷基與氨基或酰胺基構(gòu)成,是塑料中常見的有機添加劑。其中,烷基胺常用于催化、交聯(lián)和表面改性,能夠提高塑料的機械強度和熱穩(wěn)定性[9]。烷基酰胺主要作為增塑劑、潤滑劑和抗靜電劑,能夠增強塑料的柔韌性、光滑度和抗靜電性能[10-11]。盡管這些化合物在塑料制品中具有重要作用,但在高溫或長期使用條件下,烷基胺和烷基酰胺可能從塑料包裝中遷移至食品,從而對人體健康構(gòu)成潛在威脅[12]。

        近年來,烷基胺和烷基酰胺作為塑料添加劑的研究逐漸增多,特別是在遷移特性和毒性方面。研究表明,某些烷基酰胺類化合物在海洋環(huán)境中的遷移和積累可能對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。例如,油酰胺可導(dǎo)致寄居蟹過度活躍,增加其對微塑料的攝人,從而危害海洋生態(tài)安全[13]。此外,三乙胺的毒性實驗結(jié)果顯示,高劑量染毒可導(dǎo)致雄性大鼠體質(zhì)顯著下降,并伴隨肝臟和腎臟損傷,存在較高的毒性風(fēng)險[14]。類似地,化妝品中的月桂酸二乙醇胺縮合物具有慢性毒性和潛在致癌性,能引發(fā)實驗小鼠皮膚病變和肝細胞腺瘤[15]。在食品安全領(lǐng)域也暴露出類似問題。研究表明,某些塑料食品容器中的化學(xué)物質(zhì)(如雙(2-羥乙基)烷基胺、十六酰胺及油酰胺異構(gòu)體)可能遷移至食品中,并且其濃度已超過安全限值[16]。這些研究進一步揭示了烷基胺和烷基酰胺對生態(tài)和健康的潛在威脅,亟需引起關(guān)注。為確保食品安全和環(huán)境健康,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對這些物質(zhì)的檢測方法做出了具體規(guī)定。例如,國標(biāo)GB31604.43—2016規(guī)定了食品接觸材料中乙二胺和己二胺的遷移量測定方法[17];GB 4806.6—2016《食品接觸用塑料樹脂》明確限定了

        1,6-已二胺的特定遷移限量(SML)為 2.4mg/kg[18] 。SML是指食品接觸材料中的某種化學(xué)物質(zhì)在規(guī)定條件下遷移到食品或食品模擬物中的最大充許量,確保食品接觸材料中的化學(xué)物質(zhì)不會對人體健康構(gòu)成風(fēng)險。此外,歐盟食品安全署(EFSA)在2017年發(fā)布的食品級塑料修訂法規(guī)中規(guī)定,聚烯烴產(chǎn)品在接觸非脂肪類食品時,烷基酰胺混合物的遷移量不得超過 5mg/kg[19] 。盡管近年來關(guān)于烷基胺類化學(xué)物質(zhì)的研究取得了一些進展,特別是在海洋環(huán)境和食品接觸材料中的遷移性、毒性和健康風(fēng)險方面,但對烷基酰胺的研究仍然不足,尤其是其在塑料中的遷移行為和潛在危害方面?,F(xiàn)有研究主要集中在烷基胺類物質(zhì)的毒性、環(huán)境影響及其在不同環(huán)境中的遷移特性,而對烷基酰胺的研究較少,且主要集中在化妝品和藥品等非食品接觸材料[20-21]。烷基酰胺作為塑料添加劑應(yīng)用廣泛,但關(guān)于其在食品包裝材料中的遷移特性、長期暴露風(fēng)險及對人體和環(huán)境的潛在影響的系統(tǒng)性研究仍處于起步階段[16.22]。已有研究對短期暴露的毒性進行了初步評估,但針對長期暴露對健康的潛在影響的研究仍較為薄弱,且尚未形成足夠的理論框架和實驗數(shù)據(jù)以全面評估該風(fēng)險。因此,深人研究烷基酰胺在塑料食品接觸材料中的遷移行為、毒理學(xué)特性及對人體健康的長期影響,對于完善檢測標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范食品包裝材料的安全性及保障食品安全具有重要意義。

        目前,烷基胺和烷基酰胺的檢測方法主要包括氣相色譜(GC)[23]、高效液相色譜(HPLC)[24]、液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)[25]、氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)[26]和超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(UHPLC-MS/MS)[27-28]等。這些方法在靈敏度、準(zhǔn)確性和適用范圍方面各具優(yōu)勢,為烷基胺和烷基酰胺的定性和定量分析提供了多種手段。然而,目前針對食品包裝塑料中烷基胺的檢測方法已有少量研究,而對烷基酰胺的研究較少?,F(xiàn)有研究多集中于植物提取物中烷基酰胺類化合物的檢測[29],針對食品包裝塑料中烷基酰胺的遷移特性及其檢測方法的系統(tǒng)性研究尚未見報道。

        本研究采用液相色譜-高分辨質(zhì)譜(LC-HRMS)技術(shù),利用其高效分離與精確分析的優(yōu)勢,基于烷基胺和烷基酰胺的化學(xué)特性以及食品包裝塑料的基質(zhì)特點,建立了一種可同時檢測食品包裝塑料中19種烷基胺和烷基酰胺的分析方法。通過一級全掃描(Full scan)模式獲取目標(biāo)化合物的精確分子質(zhì)量,并結(jié)合數(shù)據(jù)依賴采集(DDA)的二級掃描模式(dd-MS2),獲得目標(biāo)化合物的二級質(zhì)譜數(shù)據(jù),實現(xiàn)了高靈敏度和高準(zhǔn)確度的檢測。本方法能夠?qū)κ称钒b塑料中的烷基胺和烷基酰胺進行快速、精準(zhǔn)和高效的篩查分析,為食品安全保障和健康風(fēng)險評估提供了技術(shù)支持。

        1 實驗部分

        1.1 儀器與試劑

        U300RSLC超高效液相色譜儀和QExactive Focus 四極桿靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜儀(美國 Thermo-Fisher公司);VM-300渦旋振蕩儀(群安儀器實驗有限公司);ME1902E電子分析天平(上海梅特勒-托利多有限公司);移液器(德國Eppendorf公司);DTC-15J超聲清洗機(鼎泰生化科技設(shè)備制造有限公司);TurboVap智能氮吹儀(瑞典Biotage公司)。

        甲醇(色譜純)、乙腈(色譜純)、已酰胺(Hexanamide,純度 99.5% )、N,N-二甲基十六烷-1-胺(N,N-Dimethylhexadecan-1-amine,純度 99.8% )和 N. 異丙基丙烯酰胺( N. -Isopropylacrylamide,純度 99.8% )(上海安譜實驗科技股份有限公司);丙酮(色譜純,西隴科學(xué)股份有限公司);甲酸(純度 98% ,上海阿拉丁生化科技股份有限公司);辛胺(Octylamine,純度 99.6% )、壬胺(Nonylamine,純度 99.0% )、N,N-二丁基乙酰胺(N,N-Di- ?n -butylacetamide,純度 98.9% )、十四胺 (2 ?n -Tetradecyl-amine,純度 98.9% )、辛胺 .D17 ( n -Octyl- ?d17 -amine,純度 99.2% )(上海甄準(zhǔn)生物科技有限公司);庚酰胺(Heptanamide,純度95.0% )和(9Z)-9-十六碳烯酰胺((9Z)-9-Hexadecenamide,純度 95.0% )(江蘇艾康生物醫(yī)藥研發(fā)有限公司);N,N-二甲基已酰胺(N,N-Dimethylhexanamide,純度 98.0% ,美國ThermoFisher公司);十四胺(Tetradecylamine,純度 99.8% ,廣州佳途科技股份有限公司);十六胺(Hexadecylamine,純度 95.0% ,上?;晒I(yè)發(fā)展有限公司);油酸酰胺(Oleamide,純度 98.1% ,上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司);棕櫚酰(Palmitoylethanolamide,純度 99.7% )、亞油酰胺(Linoleamide,純度 98.2% )和月桂酰胺(Lauramide,純度96.0% )(上海麥克林生化科技股份有限公司);二丁胺(Dibutylamine,純度 99.9% ,北京曼哈格生物科技有限公司);壬烷酰胺(Nonanamide,純度 98.0% ,美國Sigma-Aldrich公司);庚胺( n -Heptylamine,純度98.0% )和癸胺(Decylamine,純度 98.0% )(上海阿拉丁生化科技股份有限公司); C18 及 N. 丙基乙二胺(PSA)填料(日照科譜諾新材料有限公司);聚四氟乙烯濾頭( 0.22μm ,天津津騰公司)。實驗用水為Mill-QIQ7000超純水系統(tǒng)(美國Millipore公司)制備的超純水( 18.2MΩ?cm )°

        1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

        用甲醇配制 10mg/mL 的烷基胺和烷基酰胺標(biāo)準(zhǔn)儲備液,于 4°C 保存。分別準(zhǔn)確移取烷基胺和烷基酰胺標(biāo)準(zhǔn)儲備液于進樣瓶中,用甲醇稀釋,配制成 100μg/mL 的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液,渦旋混勻,于 4°C 保存。實際測試時,根據(jù)實驗需要,用甲醇配制不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液,現(xiàn)用現(xiàn)配。

        用甲醇配制 10mg/mL 的同位素內(nèi)標(biāo)儲備液,于 4°C 保存。分別準(zhǔn)確移取2種內(nèi)標(biāo)儲備液于容量瓶中,用甲醇稀釋,配制成 5μg/mL 的同位素萃取內(nèi)標(biāo)工作溶液和進樣內(nèi)標(biāo)工作液,于 4°C 避光封口保存,現(xiàn)用現(xiàn)配,其中,同位素萃取內(nèi)標(biāo)為十四胺 .D29 ,進樣內(nèi)標(biāo)為辛胺 ??D17 。

        1.3 樣品前處理

        將塑料樣品剪成約 4mm×4mm 均勻大小,并充分混合。準(zhǔn)確稱取 0.2g 樣品于 5mL 具塞比色管中,加入 10μL 5μg/mL 萃取內(nèi)標(biāo)工作液,再加人 3mL 甲醇-乙腈(1:1,V/V,渦旋混勻;在 20% 下超聲提取15min ,收集上清液,重復(fù)以上萃取步驟2次,合并3次萃取收集的上清液,加入 0.5mL 甲醇-水(1:1,V/V)混合均勻。上清液經(jīng)氮吹濃縮至約 0.5mL ,用甲醇-水(1:1,V/V)定容至 1mL ,準(zhǔn)確加入 10μL 5μg/mL 進樣內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工作液,混勻后過 0.22μm 聚四氟乙烯濾膜,待測。

        1.4 分析條件

        1. 4. 1 色譜條件

        ACQUITY UPLC BEH C18 色譜柱( 100mm×2.1mm 1.7μm ),柱溫為 25°C 。流動相A為 0.1% 甲酸溶液,流動相B為乙腈。梯度洗脫: 0~0.2min , 20% B; 0.2~8min , 20%~80% B; 8~10min , 80%~95% B;10~12min , 95% B; 12~12.1min , 95%~20% B; 12.1~15min , 20%B 。流速為 0.25mL/min ,進樣量為 5.0μL

        1. 4. 2 質(zhì)譜條件

        采用電噴霧離子源(ESI)進行分析,模式為正離子模式。噴霧電壓設(shè)置為 3.5kV ,毛細管溫度為320qC ,加熱器溫度為 350‰ 。射頻水平設(shè)定為 55% ,鞘氣流速為 45arb ,輔助氣流速為 10arb 。采用全掃描(FullMS)結(jié)合數(shù)據(jù)依賴二級質(zhì)譜( )模式,其中,一級全掃描的分辨率為70000(半峰寬),二級掃描分辨率為35000。質(zhì)荷比掃描范圍為 m/z70~1050 ,最大注入時間設(shè)定為 100ms 。碰撞能量為10、30和 50eV 。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

        對電離模式和歸一化碰撞能進行了優(yōu)化。采用液相色譜-高分辨質(zhì)譜對19種烷基胺和烷基酰胺的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進行正負離子掃描,獲得一級全掃描質(zhì)譜圖。結(jié)果表明,19種烷基胺和烷基酰胺在負離子模式下無明顯響應(yīng),而在正離子模式下響應(yīng)值較高。由于目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)中均含有氨基,在正離子模式下易形成 [M+H]+ 準(zhǔn)分子離子峰,結(jié)合 C18 反向色譜柱和乙腈-水( 0.1% 甲酸)流動相的分析條件,在優(yōu)化的質(zhì)譜參數(shù)下,正離子模式展現(xiàn)了較高的靈敏度和良好的選擇性,因此本研究采用正離子掃描模式。在烷基胺和烷基酰胺的質(zhì)譜分析中,根據(jù)不同豐度的同位素規(guī)律,選擇天然豐度最高的離子作為定量離子[30]。19種烷基胺和烷基酰胺及2種內(nèi)標(biāo)物的保留時間和質(zhì)譜參數(shù)詳見電子版文后支持信息表 S1。

        2.2 色譜條件的優(yōu)化

        2.2.1 色譜柱的選擇

        色譜柱的類型、填料和長度是影響目標(biāo)化合物分離效率的關(guān)鍵因素。合適的色譜柱有助于改善目標(biāo)化合物的分離效果,并提高方法的靈敏度和穩(wěn)定性。本研究比較了ACQUITYUPLC HSS T3( 100mm× 2.1mm , 1.8μm )、ACQUITY UPLC CSH( 50mm×2.1mm , 1.7μm )和ACQUITYUPLCBEH C18(100mm× 2.1mm , 1.7μm )3種色譜柱的分離效果。結(jié)果表明,ACQUITYUPLCBEH C18 色譜柱對各物質(zhì)的分離度最高,色譜信號響應(yīng)最佳(圖1)。本研究選擇該色譜柱分析食品包裝塑料中的19種烷基胺和烷基酰胺。

        圖1烷基胺和烷基酰胺在ACQUITYUPLCBEH C18 色譜柱上的總離子流圖Fig.1Total ion chromatogram of alkylamines and alkylamides on ACQUITY UPLC BEH C18 column

        2.2.2 流動相的優(yōu)化

        比較了甲醇-水、乙腈-水、甲醇-水( 0.1% 甲酸)和乙腈-水( 0.1% 甲酸)4種流動相體系的分離效果。在梯度洗脫過程中,乙腈相較于甲醇具有更高的洗脫能力,并且由于其在色譜柱上的溶解度較低,更有助于延長色譜柱的使用壽命[31]。由于烷基胺和烷基酰胺在ESI+模式下會形成 [M+H]+ 準(zhǔn)分子離子峰,在流動相中加人甲酸能夠提高離子化效率[32]。本研究比較了不同流動相對其色譜行為和離子化程度的影響,結(jié)果見圖2。乙腈-水( 0.1% 甲酸)作為流動相時,19種烷基胺和烷基酰胺的質(zhì)譜信號強度均高于甲醇-水( 0.1% 甲酸)流動相,并且峰形更佳,背景噪音較低,基線穩(wěn)定性更好,從而減少了背景干擾。本研究選擇乙腈-水( 0.1% 甲酸)作為流動相。在最優(yōu)實驗條件下,標(biāo)準(zhǔn)溶液( 80ng/mL )中19種烷基胺和烷基酰胺及2種內(nèi)標(biāo)物( 50ng/mL )的提取離子流色譜圖見電子版文后支持信息圖S1。

        圖2采用不同流動相體系時的色譜圖比較 Fig.2Comparison ofchromatogramswithdifferent mobilephases ACN:乙睛(Acetonitrile);MeOH:甲醇(Methanol);FA:甲酸(Formicacid)

        2.3 前處理方法的優(yōu)化

        首先考察了分散固相萃?。╠-SPE)方法提取塑料樣品中的烷基胺和烷基酰胺的效果。采用丙酮超聲處理樣品,提取液經(jīng) C18 和PSA組合凈化[33]。實驗結(jié)果表明,d-SPE方法對部分目標(biāo)化合物的回收率較低,原因可能與烷基胺和烷基酰胺分子中存在的極性基團有關(guān)。 C18 填料與非極性分子存在疏水作用,而目標(biāo)化合物的極性使得 C18 難以有效分離烷基胺和烷基酰胺[34]。同時,PSA對這些化合物的吸附能力有限,導(dǎo)致目標(biāo)化合物在凈化過程中流失。因此,d-SPE方法未達到預(yù)期的提取效果。本研究為簡化操作,直接采用超聲萃取法,通過機械效應(yīng)促進目標(biāo)化合物的溶解和釋放,避免了 C18 和PSA選擇性不足的問題,并提高了提取效率和回收率。

        2.3.1 萃取溶劑的選擇

        烷基胺和烷基酰胺可溶于水和甲醇等有機溶劑,并且提取有機污染物時的常用溶劑包括甲醇和乙腈,而丙酮對塑料有顯著的溶脹效果,因此本研究選擇丙酮、甲醇、甲醇-乙腈(1:1,V/V)和甲醇-丙酮(1:1,V/V)這4種溶劑,考察不同溶劑對烷基胺和烷基酰胺提取效果的影響。實驗結(jié)果表明,甲醇-乙腈(1:1,V/V)的提取效率接近 100% ,相較于甲醇和甲醇-丙酮(1:1,V/V),其提取性能更優(yōu)異(圖3)。其中,甲醇-乙腈(1:1,V/V)不僅展現(xiàn)出高效的提取能力,還表現(xiàn)出更高的選擇性和分離效果。這可能歸因于乙腈的中等極性與甲醇形成的共溶劑體系能夠有效覆蓋從弱極性到中等極性的化合物范圍,從而顯著提高對烷基胺和烷基酰胺的溶解能力。此外,乙晴的低黏度有助于溶劑在基質(zhì)中更好地擴散,充分釋放目標(biāo)化合物,同時減少提取過程中引人干擾物,保證了提取物的純度和后續(xù)分析的靈敏度[35]。相比之下,丙酮雖然具有較好的溶脹效果,能夠促進塑料基質(zhì)中目標(biāo)化合物的釋放,但其較高的揮發(fā)性和對塑料的強溶脹性可能導(dǎo)致溶劑中引人更多來自基質(zhì)的雜質(zhì)或干擾物。這些干擾物會對目標(biāo)化合物的提取和后續(xù)分析產(chǎn)生不利影響,尤其是在質(zhì)譜分析過程中,干擾物會增加基質(zhì)效應(yīng),降低檢測靈敏度。綜合考慮,最終選擇甲醇-乙腈(1:1,V/V)作為提取溶劑。

        圖3不同提取溶劑對烷基胺和烷基酰胺萃取效率的影響 Fig.3Eectsofdifferent extraction solvents onextraction efficienciesof alkylaminesandalkylamides (n=3) ACE:丙酮(Acetone)

        2.3.2 超聲時間和次數(shù)的優(yōu)化

        超聲提取是利用超聲波產(chǎn)生的空化效應(yīng)增強溶劑與樣品之間的接觸,從而顯著提高提取效率。首先考察了超聲處理時間對10種烷基胺和烷基酰胺萃取效率的影響。如圖4所示,超聲處理 15min 時,萃取效率接近 100% ,顯著優(yōu)于其它處理時間(10、20和 30min ),有效避免了因超聲時間過短導(dǎo)致的萃取不完全,或時間過長引發(fā)目標(biāo)物質(zhì)降解的問題。因此,選擇 15min 作為最佳提取時間,以確保目標(biāo)化合物的高效提取。如圖5所示,隨著超聲提取次數(shù)增加,萃取效率呈現(xiàn)先升后降的趨勢,超聲提取3次時,萃取效率最高。因此,本研究選擇超聲提取3次。

        圖4不同超聲時間對烷基胺和烷基酰胺萃取效率的影響Fig.4Effectsof differentultrasonic durationsonextraction effciencies of alkylaminesand alkylamides (n=3) (204
        圖5不同超聲次數(shù)對烷基胺和烷基酰胺萃取效率的影響 Fig.5Effectsofdiffrentultrasoundextractiontimes onextraction eficiencyofalkylaminesandalkylamides (n=3)

        2.4 方法驗證

        2.4.1 線性范圍與定量限

        由于本研究所用高分辨質(zhì)譜儀靈敏度較高,空白樣品響應(yīng)信號極低,導(dǎo)致難以準(zhǔn)確計算信號的標(biāo)準(zhǔn)偏差,因此不宜采用傳統(tǒng)的以空白信號標(biāo)準(zhǔn)偏差的10倍估算定量限(LOQ)。實際上,按該方法計算的LOQ通常低于標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍下限。為了保證定量分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,避免非線性區(qū)間帶來的定量誤差,最終采用標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍的下限作為實際LOQ值。通過對不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進行分析,以化合物的峰面積與內(nèi)標(biāo)物峰面積之比為縱坐標(biāo)、質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)進行線性回歸擬合,獲得線性方程。結(jié)果表明,19種烷基胺和烷基酰胺在 1.0~1000ng/mL 范圍內(nèi)線性良好,相關(guān)系數(shù) (R2) 均大于0.99(電子版文后支持信息表S2)。實驗中單個樣品的質(zhì)量為 0.2g ,計算得到本方法的LOQ 為 5ng/g 。

        2.4.2 回收率與精密度

        在空白混合塑料樣品中添加高、中、低3個水平的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液,濃度分別為4000、400和40ng/g ,每個水平設(shè)立3個平行樣。采用優(yōu)化后的前處理條件,對塑料樣品進行提取和凈化,并根據(jù)加標(biāo)濃度與實測濃度計算回收率和精密度。實驗結(jié)果顯示, N. 異丙基丙烯酰胺、油酸酰胺、棕櫚酰胺、壬烷酰胺、亞油酰胺、二正丁胺、(9Z)-9-十六碳烯酰胺、N,N-二丁基乙酰胺和月桂酰胺這9種烷基胺和烷基酰胺在大多數(shù)塑料樣品中檢出濃度偏高,干擾方法驗證。因此,篩選濃度低于LOQ的10種烷基胺和烷基酰胺進行方法學(xué)驗證。結(jié)果顯示,這10種化合物的回收率在 66.0%~117.1% 之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在 0.6%~10.6% 之間(表1),滿足定量分析的要求。為進一步驗證本方法對高濃度目標(biāo)物的適用性,對9種高本底濃度的分析物進行了加標(biāo)回收率和精密度測試等實驗,獲得了良好的驗證結(jié)果(電子版文后支持信息表S3和表S4)。

        2.4.3 萃取效率與基質(zhì)效應(yīng)

        對方法的萃取效率(Extraction recovery,ER)和基質(zhì)效應(yīng)(Matrix effct,ME)進行了驗證。設(shè)置3個加標(biāo)濃度水平,分別為4000、400和 40ng/g ,依據(jù)優(yōu)化后的前處理條件對樣品進行提取和凈化,每個濃度水平制備3個平行樣。ER和ME計算公式如下:

        其中, Apre 為未處理的樣品加標(biāo)后提取的峰面積, Apost 為樣品經(jīng)前處理提取后在溶液中加標(biāo)的峰面積,Asol 為同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液在純?nèi)軇┲械姆迕娣e。

        結(jié)果顯示,10種烷基胺和烷基酰胺的ER為 81.8%~105.5% ,ME為 67.8%~106.3% (電子版文后支持信息表S5),均符合定量分析的要求。

        2.5 實際樣品檢測

        在廣州、東莞和汕頭等地共采集了14種食品塑料包裝樣品,涵蓋肉類包裝盒、堅果包裝、外賣餐盒、飲料瓶、果蔬托盒和米袋等常見包裝形式,采用本方法進行分析。結(jié)果表明,包括 N. 異丙基丙烯酰胺、油酸酰胺和壬烷酰胺在內(nèi)的部分目標(biāo)物濃度超過方法最高LOQ( 5000ng/g )。對樣品進行10倍稀釋并校正計算實際濃度,結(jié)果表明, N. -異丙基丙烯酰胺的濃度最高( 8924ng/g ,見電子版文后支持信息表S6)。樣品中共檢出多種烷基胺和烷基酰胺,除庚胺、壬胺和癸胺外均有檢出,說明此類助劑在食品塑料中廣泛使用,以改善潤滑性、防粘性和加工性能。然而,這類小分子助劑具有遷移風(fēng)險,可能遷移至食品中并對人體健康構(gòu)成潛在威脅。值得注意的是, N. 異丙基丙烯酰胺未被納入我國《食品接觸材料及制品用添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 9685—2016)[36]及歐盟《食品接觸塑料材料與制品法規(guī)》(Regulation(EU)No 10/2011)的許可名單[37],其在樣品中的檢出可能源于殘留單體和非故意添加物(NIAS)。已有研究顯示,該化合物具有一定的細胞毒性與神經(jīng)毒性[38]。本研究結(jié)果表明,部分未獲許可或未明確規(guī)范的添加劑在食品塑料包裝中仍廣泛存在且濃度較高,提示其使用與殘留控制存在隱患。本研究為該類化合物的遷移與健康風(fēng)險評估及標(biāo)準(zhǔn)完善提供了數(shù)據(jù)支持。

        表110種烷基胺和烷基酰胺的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD) lable1Recoveries and relative standard deviations (RSDs)of the10 kinds of alkylamines and alkylamides
        注(Note):HQC,高濃度質(zhì)控樣(Highqualitycontrol);MQC,中濃度質(zhì)控樣(Mediumqualitycontrol);LQC,低濃度質(zhì)控樣(Lowqualitycontrol)

        3 結(jié)論

        采用超聲萃取凈化聯(lián)合LC-HRMS成功建立了一種快速篩查和準(zhǔn)確定量檢測食品包裝塑料中19種烷基胺和烷基酰胺的方法。采用甲醇-乙腈混合溶劑體系和超聲輔助萃取,實現(xiàn)了對目標(biāo)分析物的高效提取與凈化。采用全掃描結(jié)合數(shù)據(jù)依賴采集模式,實現(xiàn)了目標(biāo)化合物的準(zhǔn)確定量分析。結(jié)果表明,本方法具有良好的回收率、萃取效率及基質(zhì)效應(yīng)。本研究為食品包裝塑料中烷基胺和烷基酰胺的遷移研究提供了可靠的檢測方法,有助于食品接觸材料中的烷基胺和烷基酰胺類物質(zhì)的快速監(jiān)測,為食品包裝材料的安全性評估、遷移行為研究以及相關(guān)法規(guī)的制定和執(zhí)行提供了有力的分析測試技術(shù)支持。

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        Determination of Alkylamines and Alkylamides in Food Packaging Plastics by Liquid Chromatography High-Resolution Mass Spectrometry

        LIU Ling',ZHU Yi-Zhe', ZHENG Rui-Fen1,HE Jun-Xian1,TANG Cai-Ming l(Research Center for Eco-Environmental Engineering, Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, China) 2 (Guangdong Key Laboratory of Environmental Resources Utilization and Protection, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China)

        Abstract An eficient analytical method was developed for simultaneous detection of alkylamines and alkylamides in food packaging plastics using liquid chromatography-high resolution mass spectrometry (LCHRMS).Based on the physicochemical properties of alkylamines and alkylamides,as wellas the complexity of plastic samples,sample pretreatment and chromatographic-mass spectrometric parameters were optimized.The samples were extracted by vortex-ultrasonic extraction with a methanol-acetonitrile mixture for 15 min,follwed by nitrogen evaporation to concentrate the extract,reconstitution,and analysis.The chromatographic mobile phase consisted of 0.1% formic acid aqueous solution and acetonitrile,and a gradient elution was used.The electrospray ionization (ESI) source was operated in positive ion mode,and mass spectrometry data were collected in full scan and data-dependent acquisition modes.Quantification was performed using an isotope-labeled internal standard method. The results showed that within the quantification range of 1-1000ng/mL ,the calibration curves exhibited good linearity (R2gt;0.99 ). Some compounds interfered with the validation experiments at higher concentrations, so only10 kinds of target analytes were validated. Using a mixed food packaging plastic matrix,the recoveries at spiking levels of 40, 400, and 4000ng/g were mostly between 66.0% and 117.1% , with relative standard deviations ranging from 0.6% to 10.6% . The method was applied to detect 14 food packaging plastic samples,and the results showed that the concentrations of alkylamines and alkylamides ranged from not detected to 8924ng/g . This method offred high sensitivityand accuracy,and was suitable for the screening and quantitative determination of alkylamines and alkylamides in plastics.

        KeyWordsLiquid chromatography high-resolution mass spectrometry; Food packaging plastics; Alkylamines; Alkylamides

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