水做模拟物-吹扫捕集法测定纸和纸板中挥发和半挥发性物质的迁移量

摘要

本发明提供一种测定纸和纸板中特定挥发和半挥发物质迁移量的方法，采用水作为模拟物，吹扫捕集-气相色谱/质谱联用法测定迁移的挥发和半挥发化合物，通过裁切制备样品，在样品中加入一定量蒸馏水作为模拟物，于所需时间和温度条件下进行浸泡，吸取一定量的浸泡液，采用吹扫捕集-气相色谱/质谱联用法分析获得迁移量。所提供方法可有效用于测定从纸和纸板中迁移到水中的特定挥发和半挥发物质迁移量，方法可行，操作简单，浸泡液无需前处理，且无需使用有机溶剂，具有操作简便快速，方法准确，灵敏度高，回收率好等优点。

权利要求

1.一种测定纸和纸板中挥发和半挥发物质迁移量的方法，其特征在于经过下列各步骤：2

（1）将待测纸或纸板裁切为0.2～2 dm的样品；

2

（2）将步骤（1）所得样品按每dm的样品加入100 mL蒸馏水，于5～100℃下在蒸馏水中浸泡5 min～240 h；

（3）吸取步骤（2）的浸泡液5 mL，采用吹扫捕集法-气相色谱/质谱联用法分析获得浸泡液中挥发和半挥发有机物的定量离子峰面积，仪器条件如下：吹扫捕集法处理的条件为吹扫温度：40℃；吹扫流速：40 mL/min；吹扫时间：11 min；

干吹扫时间：1 min；预脱附温度：180℃；脱附温度：190℃；脱附时间：2 min；烘烤温度：

200℃；烘烤时间：6 min；

气相色谱的条件为进样口温度：220℃；进样方式：分流进样分流比30：1；程序升温：

35℃维持5 min→2.5℃/min→120℃→5℃/min→220℃维持2 min；载气：氦气；流量：

1.0 mL/min；

质谱的条件为离子源：EI源；离子源温度：230℃；离子化能量：70eV；扫描方式：全扫描和选择离子扫描SIM；扫描范围：m/z 35～270 amu；溶剂延迟：2.0 min；接口温度：

280℃；

所述挥发和半挥发有机物包括甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、正丙醇、丁酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、正丁醇、苯、1-甲氧基-2-丙醇、乙酸正丙酯、4-甲基-2-戊酮、1-乙氧基-2-丙醇、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯、二甲苯、苯乙烯和环己酮；

（4）以超纯水为溶剂配制挥发和半挥发有机物的系列标准溶液，每个系列标准溶液至少配制5级，浓度范围为0～100 μg/L，用吹扫捕集进样器准确吸取各标准溶液5 mL，对系列标准溶液进行气相色谱-质谱联用仪分析，根据各挥发和半挥发有机物的定量离子峰面积为纵坐标，以各挥发和半挥发有机物的单位面积迁移量为横坐标，工作曲线强制过原点，作各挥发和半挥发有机物的标准曲线；

（5）根据步骤（4）所得标准曲线，将步骤（3）所得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，带入标准曲线计算得到浸泡液中挥发和半挥发性有机物的迁移量。

说明书

水做模拟物-吹扫捕集法测定纸和纸板中挥发和半挥发性

物质的迁移量

技术领域

[0001] 本发明涉及一种测定纸和纸板中特定挥发和半挥发物质迁移量的方法，具体涉及采用水作为模拟物，吹扫捕集-气相色谱/质谱联用法测定迁移的挥发和半挥发化合物。

背景技术

[0002] 纸质包装材料作为一类重要的包装材料，被广泛使用，然而包装纸或纸板的主体原料原纸，以及包装印刷过程中使用可能含有有害化成分的油墨、溶剂及辅料等，存在着挥发性和半挥发性有机物等杂质污染的潜在风险。这些物质由于其挥发性，容易迁移至食品中，也会释放到环境中，对人类健康和环境都会造成一定程度的危害。

[0003] 评价包装纸或纸板的卫生安全质量，主要是考察其含有的物质组分是否迁移、迁移的量是否达到危及人类健康的水平。国内外包装材料相关法律法规对有害成分的特定迁移量进行严格、详细的规定，并制定了一系列受限物质的特定迁移量测试方法，通常是选取合适的模拟物建立迁移模型，获取迁移量。目前国内外，对于水性食品接触材料的模拟物均是选取水，然而以水作为模拟物，测定迁移到水中的挥发性和半挥发性有机物的方法还存在缺陷。

[0004] 目前测定迁移到水中挥发性有机物的测定多采用顶空法、液液萃取法与气相色谱或气质联用法结合。然而顶空法以水为基质，可加热达到的温度低，方法的回收率低，灵敏度低，精密度差，此外大量水分会进入色谱柱，对色谱柱和仪器均造成较大损坏。至于液液萃取法，如以三乙酸甘油酯为萃取剂进行液液萃取，对于醇溶性物质萃取效率低，回收率低。以上方法对迁移到水中多种挥发和半挥发性有机物的测定均存在不足。

[0005] 以水作为模拟物，结合吹扫捕集-气相色谱/质谱联用法，建立测定纸和纸板中迁移到水中的挥发性和半挥发性有机物的方法十分有意义。

发明内容

[0006] 为克服现有技术存在回收率低、灵敏度低、精密度差、仪器易损坏等问题，本发明提供一种测定纸和纸板中特定挥发和半挥发物质迁移量的方法，该方法采用水作为模拟物，吹扫捕集-气相色谱/质谱联用法测定迁移到水中的挥发和半挥发化合物的迁移量。

[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种测定纸和纸板中特定挥发和半挥发物质迁移量的方法，经过下列各步骤：

[0008] （1）将待测纸或纸板裁切为0.2～2 dm2的样品；

[0009] （2）将步骤（1）所得样品按每dm2的样品加入100 mL蒸馏水，于5～100℃下在蒸馏水中浸泡5 min～240 h；

[0010] （3）吸取步骤（2）的浸泡液5 mL，采用吹扫捕集法-气相色谱/质谱联用法分析获得浸泡液中挥发和半挥发有机物的定量离子峰面积，仪器条件如下：

[0011] 吹扫捕集法处理的条件为吹扫温度：40℃；吹扫流速：40 mL/min；吹扫时间：11 min；干吹扫时间：1 min；预脱附温度：180℃；脱附温度：190℃；脱附时间：2 min；烘烤温度：200℃；烘烤时间：6 min；

[0012] 气相色谱的条件为进样口温度：220℃；进样方式：分流进样（分流比30：1）；程序升温：35℃（5 min）→2.5℃/min→120℃→5℃/min→220℃（2 min）；载气：氦气；流量：1.0 mL/min；

[0013] 质谱的条件为离子源：EI源；离子源温度：230℃；离子化能量：70eV；扫描方式：全扫描和选择离子扫描（SIM）；扫描范围：m/z 35～270 amu；溶剂延迟：2.0 min；接口温度：280℃；

[0014] （4）以超纯水为溶剂配制挥发和半挥发有机物的系列标准溶液，每个系列标准溶液至少配制5级，其浓度范围应覆盖样品中待测物的含量，浓度范围为0～100 μg/L，用吹扫捕集进样器准确吸取各标准溶液5 mL，对系列标准溶液进行气相色谱-质谱联用仪分析，根据各挥发和半挥发有机物的定量离子峰面积为纵坐标，以各挥发和半挥发有机物单2
位面积迁移量（即标准溶液浓度乘以倍数100，单位为μg/dm）为横坐标，工作曲线强制过原点，作各挥发和半挥发有机物的标准曲线；

[0015] （5）根据步骤（4）所得标准曲线，将步骤（3）所得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，带入标准曲线计算得到浸泡液中挥发和半挥发性有机物的迁移量。

[0016] 所述步骤（2）的浸泡条件采用表1和表2的时间条件和温度条件进行控制：

[0017] 表1 浸泡迁移试验的时间条件

[0018]

[0019] 表2 浸泡迁移试验的温度条件

[0020]

[0021] 所述步骤（3）的特定挥发和半挥发有机物包括甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、正丙醇、丁酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、正丁醇、苯、1-甲氧基-2-丙醇、乙酸正丙酯、4-甲基-2-戊酮、1-乙氧基-2-丙醇、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯、二甲苯、苯乙烯和环己酮。

[0022] 所述步骤（3）质谱的离子选择参数见表3：

[0023] 表3 挥发和半挥发性有机物的定量离子

[0024]

[0025] 本发明的突出优点在于：所提供的步骤和方法可有效用于测定从纸和纸板中迁移到水中的特定挥发和半挥发物质迁移量，方法可行，浸泡液无需前处理，操作简单，方法准确，灵敏度高，回收率好，具有推广应用价值。结合吹扫捕集法可避免现有顶空法和萃取法如回收率低等缺陷，且无需使用有机溶剂，具有操作简便快速，回收率高等优点，更适合于测定迁移到水中多种挥发和半挥发性有机物。

附图说明

[0026] 图1为实施例1步骤（4）中采用吹扫捕集法-气相色谱/质谱联用法分析标准溶液中挥发和半挥发有机物的总离子流色谱图。

[0027] 其中，1，甲醇(6.63 min)；2，乙醇(9.74 min)；3，丙酮(11.60 min)；4，异丙醇(12.64 min)；5，正丙醇(19.77)；6，丁酮(22.79 min)；7，乙酸乙酯(23.18 min)；8，苯(28.52 min)；9，乙酸异丙酯(30.36 min)；10，1-甲氧基-2-丙醇（丙二醇甲醚）(34.09 min)；11，正丁醇(34.69 min)；12，乙酸正丙酯(37.12 min)；13，4-甲基-2-戊酮(41.00 min)；14，甲苯(41.40 min)；15，1-乙氧基-2-丙醇（丙二醇乙醚）(41.63 min)；16，乙酸正丁酯(45.82 min)；17，乙苯(48.84 min)；18，间、对二甲苯(49.40 min)；19，邻二甲苯(51.25 min)；20，环己酮(53.21 min)；21，苯乙烯(56.57 min)。

具体实施方式

[0028] 本发明以下将结合实施例作进一步描述，但并不限制本发明。

[0029] 本发明实施例采用以下仪器和试剂：

[0030] 所用仪器：Eclipse 4660吹扫捕集仪（O.I. Analytical，美国）；Clarus 600气相色谱仪（GC）（PerkinElmer，美国）；Clarus 600T质谱仪（MS）（PerkinElmer，美国）。

[0031] 所用试剂和材料：超纯水(经MILLI-Q超纯水系统净化)；Tenax吸附剂，60/80目（CNW Technologies GmbH，德国）。

[0032] 实施例1

[0033] （1）将待测铜板纸裁切为0.6 dm2的样品；

[0034] （2）将步骤（1）所得样品加入60 mL蒸馏水，于40℃下在蒸馏水中浸泡24 h；浸泡条件采用表1和表2的时间条件和温度条件进行控制：

[0035] 表1 浸泡迁移试验的时间条件

[0036]

[0037] 表2 浸泡迁移试验的温度条件

[0038]

[0039] （3）吸取步骤（2）的浸泡液5 mL，采用吹扫捕集法-气相色谱/质谱联用法分析获得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，仪器条件如下：

[0040] 吹扫捕集法处理的条件为吹扫温度：40℃；吹扫流速：40 mL/min；吹扫时间：11 min；干吹扫时间：1 min；预脱附温度：180℃；脱附温度：190℃；脱附时间：2 min；烘烤温度：200℃；烘烤时间：6 min；

[0041] 气相色谱的条件为进样口温度：220℃；进样方式：分流进样（分流比30：1）；程序升温：35℃（5 min）→2.5℃/min→120℃→5℃/min→220℃（2 min）；载气：氦气；流量：1.0 mL/min；

[0042] 质谱的条件为离子源：EI源；离子源温度：230℃；离子化能量：70eV；扫描方式：全扫描和选择离子扫描（SIM）；扫描范围：m/z 35～270 amu；溶剂延迟：2.0min；接口温度：
280℃；

[0043] 质谱的离子选择参数见表3：

[0044] 表3 挥发和半挥发性有机物的定量离子

[0045]

[0046] （4）以超纯水为溶剂配制挥发和半挥发有机物的系列标准溶液，每个系列标准溶液配制5级，浓度范围为0～100 μg/L，用吹扫捕集进样器准确吸取各标准溶液5 mL，对系列标准溶液进行气相色谱-质谱联用仪分析，标准溶液的总离子流色谱图如图1所示，根据各挥发和半挥发有机物的定量离子峰面积为纵坐标，以各挥发和半挥发有机物单位面积2
迁移量（即标准溶液浓度乘以倍数100，单位为μg/dm）为横坐标，工作曲线强制过原点，作各挥发和半挥发有机物的标准曲线，结果见表4；

[0047] 表4 标准溶液的标准曲线和测定后得到的迁移量

[0048]

[0049] 注：表中“-”代表未检出。

[0050] （5）根据步骤（4）所得标准曲线，将步骤（3）所得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，带入标准曲线计算得到浸泡液中挥发和半挥发性有机物的迁移量。

[0051] 测得的迁移到水中挥发性和半挥发性有机物的迁移量见表4。

[0052] 按照上述方法，做3次平行测定结果，其相对标准偏差为6.8～9.8%；说明本方法测定迁移的挥发性和半挥发性标准物质结果可靠，精密度好。

[0053] 实施例2

[0054] （1）将待测白卡纸裁切为1 dm2的样品；

[0055] （2）将步骤（1）所得样品加入100 mL蒸馏水，于20℃下在蒸馏水中浸泡240 h；浸泡条件采用表1和表2的时间条件和温度条件进行控制；

[0056] （3）吸取步骤（2）的浸泡液5 mL，设置特定挥发和半挥发有机物，采用吹扫捕集法-气相色谱/质谱联用法分析获得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，仪器条件同实施例1；

[0057] （4）标准曲线绘制同实施例1；

[0058] （5）根据步骤（4）所得标准曲线，将步骤（3）所得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，带入标准曲线计算得到浸泡液中挥发和半挥发性有机物的迁移量。

[0059] 测得的迁移到水中挥发性和半挥发性有机物为甲醇1.21 μg/dm2，乙醇2.162 2 2 2
μg/dm，丙酮2.98 μg/dm，乙酸乙酯3.13 μg/dm，环己酮2.67 μg/dm，其余检测物质未检出。

[0060] 按照本发明上述技术方案记载的方法，3次平行测定结果的相对标准偏差为5.2～9.7 %。

[0061] 实施例3

[0062] （1）将待测硫酸纸裁切为2 dm2的样品；

[0063] （2）将步骤（1）所得样品加入200 mL蒸馏水，于100℃下在蒸馏水中浸泡5 min；浸泡条件采用表1和表2的时间条件和温度条件进行控制；

[0064] （3）吸取步骤（2）的浸泡液5 mL，设置特定挥发和半挥发有机物，采用吹扫捕集法-气相色谱/质谱联用法分析获得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，仪器条件同实施例1；

[0065] （4）标准曲线绘制同实施例1；

[0066] （5）根据步骤（4）所得标准曲线，将步骤（3）所得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，带入标准曲线计算得到浸泡液中挥发和半挥发性有机物的迁移量。

[0067] 测得的迁移到水中挥发性和半挥发性有机物为甲醇1.11 μg/dm2，乙醇1.212 2 2 2
μg/dm，丙酮1.31 μg/dm，丁酮0.97 μg/dm，乙酸乙酯1.56 μg/dm，乙酸正丙酯1.23
2
μg/dm，其余检测物质未检出。

[0068] 按照本发明上述技术方案记载的方法，3次平行测定结果的相对标准偏差为7.6～9.8 %。

[0069] 实施例4

[0070] （1）将待测纸板裁切为0.2 dm2的样品；

[0071] （2）将步骤（1）所得样品20 mL蒸馏水，于5℃下在蒸馏水中浸泡240 h；浸泡条件采用表1和表2的时间条件和温度条件进行控制；

[0072] （3）吸取步骤（2）的浸泡液5 mL，设置特定挥发和半挥发有机物，采用吹扫捕集法-气相色谱/质谱联用法分析获得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，仪器条件同实施例1；

[0073] （4）标准曲线绘制同实施例1；

[0074] （5）根据步骤（4）所得标准曲线，将步骤（3）所得浸泡液中挥发和半挥发有机物的离子峰面积，带入标准曲线计算得到浸泡液中挥发和半挥发性有机物的迁移量。

[0075] 测得的迁移到水中挥发性和半挥发性有机物为甲醇0.99 μg/dm2，乙醇1.072 2
μg/dm，丙酮1.21 μg/dm，其余检测物质未检出。

[0076] 按照本发明上述技术方案记载的方法，3次平行测定结果的相对标准偏差为7.1～9.9 %。