基于裂解气相色谱-质谱法食品包装袋裂解成分分析*

赵　培，黄劲宇，王一宁，于维明，张敬国，吴国萍

(江苏警官学院刑事科学技术系，江苏　南京　21000)



基于裂解气相色谱-质谱法食品包装袋裂解成分分析*

赵培，黄劲宇，王一宁，于维明，张敬国，吴国萍

(江苏警官学院刑事科学技术系，江苏南京21000)

以常见的15种独立小包装茶叶包装袋为研究对象，应用气相色谱/质谱(Py-GC/MS)技术对其进行分析。实验结果表明：15种复合膜的组成可分为聚丙烯均聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物；相同进样量同种复合膜的裂解行为以及不同进样量同种复合膜的裂解行为均具有较好的重现性；该方法无需任何样品前处理，样品用量少，是一种对多层复合膜进行比对分析及鉴别的有效方法。

裂解气相色谱/质谱；聚丙烯均聚物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物

裂解-气相色谱-质谱(Pyrolysis-GasChromatography-MassSpectrometry或Py-GC-MS)是热裂解和气相色谱-质谱两种技术的结合[1]；将待测样品置于裂解装置内，在严格控制的条件下，加热使之迅速裂解成可挥发性小分子产物，然后将裂解产物送入色谱柱直接进行GC-MS分离分析；具有分离效能高、灵敏度高、样品用量少、分析速度快等优点[2]，越来越受到人们的关注，是一种很有发展潜力的分析方法。近10年以来，高分辨裂解气相色谱-质谱技术已广泛应用于法庭科学。

食品科技和包装工业迅速发展, 许多新型包装材料和包装形式不断出现[3],这给人们生活带来很大便利, 同时也就成为很多刑事犯罪案件中常见的物证。查阅文献资料，基本未见有运用裂解气相色谱质谱对这些新型包装材料进行系统比对分析的研究。本文拟运用裂解-气相色谱-质谱仪对部分食品包装袋进行比对分析研究，探讨此类分析对象的裂解行为。

1　实　验

1.1样品

收集市售15种独立小包装茶叶包装袋作为本次实验的分析对象，如表1所示。

表1　15种独立小包装茶叶包装袋编号Table 1　The number of 15 kinds of independent small packaging tea bags

1.2仪器

FrontierEGA/PY-3030D裂解器：日本Frontier公司产品；Agilent7890A/5975C气相色谱-质谱仪；美国Agilent公司产品；质谱图检索采用美国NIST数据库和日本Frontiersearch3.10数据库。

1.3实验条件

1.3.1样品制备

剪碎部分茶叶小包装袋，称取质量约为100μg放入裂解样品杯。

1.3.2裂解气相色谱-质谱条件

裂解温度550 ℃，裂解器压力12psi，裂解时间30s。

GC-MS联用仪条件：载气氦气，柱头压7Psi，分流比80:1；程序升温：40 ℃起始，保温5min，以5 ℃/min至300 ℃，保温5min。进样口温度260 ℃。

2　结果与讨论

2.1不同复合膜的裂解气相色谱-质谱图的解析

从这15种复合膜的总离子流图可以看出，保留时间在2min之前主要是CO2特征峰，15min以后主要是柱流失产生的特征峰；分析15种复合膜的总离子流图，利用Frontiersearch3.10数据库解析可将其分为两大类，其中1、2、3、5、10、11、12为一类，如图1、图2所示，均为聚丙烯均聚物；4、6、7、8、9、13、14、15为一类，如图3、图4所示，为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。

图1　fuhemo1的总离子流图

图2　fuhemo2的总离子流图

图3　fuhemo8的总离子流图

图4　fuhemo15的总离子流图

2.2复合膜裂解行为重现性考察

2.2.1相同复合膜(相同量)裂解色谱图的重现性

以图2总离子流图所示的fuhemo2为例，考察相同进样量在相同裂解色谱条件下重复测定5次，选取保留时间为5.75min、5.87min、6.20min、7.11min、7.55min、8.35min、8.75min、10.82min、11.71min等9组峰计算峰面积，以保留时间为6.20min峰的峰面积为基准值1.00，并计算其余保留时间的峰的面积的比值及相对标准偏差(n=5)，计算结果如表2左栏所示。从表2中看出，保留时间为10.82min，11.71min峰面积的相对标准偏差(R.S.D.)稍大于5%外，其他各保留时间峰面积的R.S.D.均处于2.02%～3.77%之间。这表明，相同进样量的同种复合膜的裂解色谱图具有较好的重现性。

表2　相同进样量及不同进样量fuhemo2裂解色谱峰的重现性Table 2　The reproducibility of pyrolysis chromatographic peak with same and different quantity

2.2.2相同复合膜(不同量)裂解色谱图的重现性

以图2总离子流图所示的fuhemo2为例，考察对不同进样量的包装膜在相同的裂解色谱条件下重复测定5次，选取保留时间为5.75min、5.87min、6.20min、7.11min、7.55min、8.35min、8.75min、10.82min、11.71min等9组峰计算峰面积，以保留时间为6.20min峰的峰面积为基准值1.00，并计算其余保留时间的峰的面积的比值及相对标准偏差(n=5)，计算结果如表2右栏所示。表中看出，各保留时间峰面积的R.S.D.均处于3.42%～5.13%之间。仅有一组峰面积的R.S.D.超过了5%，表明不同进样量的同种复合膜裂解色谱图也具有较好的重现性。

3　结　论

本文研究结果表明，采用裂解气相色谱-质谱法检测茶叶包装袋，裂解产物各组分的分离度较好且测试结果的重现性较好；同时该方法所需试样量较少，无需任何样品前处理，减少了因前处理带来的测试误差，同时也避免了大量使用溶剂；这为多层复合膜的比对分析和鉴别提供了新的思路和方法。

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Analysis of the Cracking Component of Food Packaging Bag byPyrolysis-gasChromatography-massSpectrometry*

ZHAO Pei, HUANG Jing-yu, WANG Yi-ning, YU Wei-ming, ZHANG Jing-guo, WU Guo-ping

(Department of Criminal Science and Technique, Jiangsu Police Institution, Jiangsu Nanjing 21000, China)

Pyrolysis-gaschromatography-massspectrometry(Py-GC-MS)wasappliedtodiscriminativeanalysisof15commontypesofteapackingbags.Theresultsshowedthatconstituentsof15kindsofcompositefilmscanbedividedintopolypropylenehomopolymer(PP-H)andethylene-vinylacetatecopolymer(EVA)orethylene-ethylacrylatecopolymer(EEA).Crackingbehaviorofthesamekindofcompositefilmsprovedtohavehighreproducibility,thesameordifferentinjectionamounthadfeweffects.Py-GC-MStechniquewasafast,convenienceandeffectivemethodforcomparativeanalysisandidentificationofmultilayercompositefilmswithoutanypretreatment.

Py-GC-MS;polypropylenehomopolymer;ethylene-vinylacetatecopolymer;ethylene-ethylacrylatecopolymer

2015年江苏省高等学校大学生实践创新训练计划一般项目。

赵培，男，江苏警官学院刑事科学技术系，主要研究方向：法庭化学。

吴国萍，教授。

O657

A

1001-9677(2016)013-0116-03