灵敏度升，检出限降！吹扫捕集技术检测苯系物迁移

吹扫捕集技术检测苯系物迁移

苯系物是工业常用的有机溶剂，食品接触材料在生产过程中也可能会用到苯系物作为化工原料。为有效评估食品接触材料中微量苯系物的安全性，IQTC通过高灵敏度技术手段(吹扫捕集-气相色谱-质谱法，P&T-GC/MS)，将食品接触材料中苯系物迁移量的检出限降低至ppb (μg/kg)级，从而为今后进一步评估苯系物的安全风险提供技术支持。

01.苯系物什么？有什么用途？

苯及其衍生物统称为苯系物，是极其重要的一类化工原料。常见的苯系物有苯、甲苯、乙苯、异丙苯、丙基苯、苯乙烯、烯丙苯、α-甲基苯乙烯和苯乙炔等。

▲图 1 常见苯系物化学信息汇总

苯系物常作为涂料、粘合剂、油墨等产品的溶剂，也作为塑料、橡胶、纤维等化工产品的助剂[1]，因此广泛用于复合包装膜袋、塑料瓶、果盘等食品接触材料中[2-4]。

02.苯系物的安全性

苯是目前公认的一级致癌物，其他几种苯系物也会对人体的神经、造血机能和心血管系统等产生明显的毒性作用[5]。近年来研究发现，当塑料制品中含有上述苯系物时，这些苯系物可能会从塑料制品迁移至食品中，通过饮食等方式进入人体，即使在较低浓度下，也会对人体的造血、免疫与神经系统带来一定程度的损害[6]，进而危害消费者的健康。因此，对苯系物迁移量的检测需要灵敏度更高、检出限更低的仪器检测方法，以降低潜在的食品安全风险。

03.吹扫捕集技术是什么?

吹扫－捕集实质上是一种连续气体萃取技术，多应用于从液体、固体和液固混合物等样品中萃取出沸点低于200 ℃的挥发性或半挥发性有机物、有机金属化合物等[7]。该方法打破了气液或气固平衡，使样品中的目标组分不断被萃取出来，因此相对于传统静态顶空萃取，吹扫捕集技术对目标物的富集效率要高得多。此外，该方法在样品的前处理过程中无需添加任何有机溶剂，能够尽可能降低对环境的污染。

04.方法原理

由于苯系物普遍具有挥发性较强的特点，因此在生产过程中添加了苯系物的食品接触产品残留的苯系物含量通常很低，且苯系物的强挥发性也使得这类物质适合采用气相色谱类方法进行分析；由于苯系物的高风险，需要检测至极低的检出限，因此需要进行高效富集的前处理。目前针对苯系物的样品前处理技术主要有静态顶空法、吹扫捕集法（动态顶空法）和固相微萃取法等，其中静态顶空法的效率、灵敏度和富集效率都相对较低，而吹扫捕集技术适用于挥发性及半挥发性有机物，其富集效率极高、基体干扰小，对痕量组分的富集和分析有明显优势，且该技术无需使用有机试剂，能够大幅降低对环境带来的二次污染。因此本研究选择吹扫捕集-气相色谱-质谱法进行检测。

05.测试条件

研究组首先对色谱条件（色谱柱与分流比）进行优化，确定色谱条件；然后对吹扫时间、吹扫流量、吹扫温度进行优化，确定吹扫捕集条件，最后获得在各种食品模拟物中迁移量的测试方法。

经富集分离后的总离子流色谱图如下图所示：

▲图1 9种苯系物标准溶液（1.0 mg/L）的选择离子监测色谱图

06.方法验证研究

方法验证的结果表明，在4%乙酸、10%乙醇和橄榄油模拟物中，9种苯系物检出限均为0.15 μg/kg，定量限均为0.50 μg/kg，在0.50~5.0 μg/kg 浓度范围内，各食品模拟物均具有良好的线性关系，R2均达到0.995以上。且9种苯系物的加标回收率为78.5%-107%，相对标准偏差（RSD，n=6）为1.1%~9.2%，符合国标《食品接触材料及制品化学分析方法验证通则》的要求。验证结果表明该方法具有准确可靠、快速简便、灵敏度高等特点。

07.实际样品测试

用本方法对多批次的食品接触用塑料片材（耐冲击性聚苯乙烯HIPS）进行检测，结果表明，异丙苯、丙基苯和α-甲基苯乙烯均有检出，且在多批次样品检出率高达约30%，迁移量测试结果在0.53~11.3 μg/kg之内。阳性样品在4%乙酸模拟物中的迁移量较小，而在10%乙醇和橄榄油模拟物中的迁移量较高，这可能是由于苯系物不溶于水，易溶于油脂、乙醇等有机溶剂所致。

IQTC建议

影响食品接触材料中苯系物迁移的因素复杂多样，风险可能来源于合成的单体或者杂质，也可能来源于生产过程中的助剂，这对相关产品的合规安全工作管理带来极大的挑战。因此，IQTC建议行业应从全供应链管理的视角来严控产品的安全管理：

在各种材料中尽可能少用苯系物作为原料，若必须使用时，应严格控制使用量，避免残留苯系物造成安全风险；

食品接触材料生产商与上游原材料企业之间应保持充分的信息传递，确保食品接触材料生产企业充分了解原料中是否含有苯系物等高关注物质的风险信息；

对终产品的使用(尤其是涂料、粘合剂、油墨等材料的终产品)，应做好风险管控，建议委托有技术能力的第三方检测机构对苯系物的迁移量进行检测，并做好安全评估，以准确掌握产品在苯系物方面的安全性。

IQTC已将该研究整理成论文发表于中文核心期刊《分析测试学报》2022年第10期（2022国际食品接触材料安全论坛专辑），读者可扫描或长按以下二维码获取论文原文。

参考文献

[1] 阿文伟,曾铭,黄华军,等.吹扫捕集/气相色谱－质谱联用法同时测定食品接触材料及制品中9种苯系物的迁移量[J].分析测试学报,2022,41(10):1530-1535.

[2] 董犇,黎梓城,汪龙飞,等.超高效液相色谱-串联质谱法同时测定食品接触材料及制品中9种抗氧化剂迁移量[J].分析测试学报,2021,40(3):377-382.

[3] 董犇,吴学峰,郝天英,等.食品接触材料检测技术新进展[J].分析测试学报,2022,41(3):409-417.

[4] 董犇,黎梓城,郑建国,等.食品接触用再生PET制品中非有意/有意添加物迁移量的筛查及安全评估[J].食品工业科技,2021,42(18):252-260.

[5] 王丽,黄德寅,刘茂,等.蒙特卡洛模拟方法在苯致癌风险评价中的应用[J].安全与环境学报,2011,11(5):231-235.

[6] Bird M G, Greim H, Snyder R, et al. International symposium: Recent advances in benzene toxicity[J]. Chemico-biological interactions, 2005, 153: 1-5.

[7] 张宏阳,陈志超,于洪飞,等.吹扫-捕集应用及仪器研究进展[J].分析仪器,2018(06):1-8.

作者：阿文伟