气相色谱-质谱法同时测定食品包装用粘合剂中二异氰酸酯

2022-06-08李进平魏珍珍仝大伟

现代食品 2022年10期

◎ 李进平，魏珍珍，仝大伟

（南京市产品质量监督检验院/南京市质量发展与先进技术应用研究院，江苏南京 210019）

食品包装用粘合剂作为包装中常用的一种材料，在食品包装产业得到了广泛的应用[1]。然而，粘合剂中的某些化学物质会通过挥发、分解或迁移对人们的身体健康造成危害[2]。聚氨酯粘合剂是八大合成粘合剂中的优势品种，在包装作业中应用极为广泛，对大多数材料有较好的粘结性能，适用于包装、建筑、纺织和电子电器等多领域。其具有良好的耐湿性、耐化学性和柔韧性，能适应不同热膨胀系数基材的粘合，同时还具有优异的抗冲击、抗跌落功能。

常见聚氨酯粘合剂合成原料包括甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）和赖氨酸二异氰酸酯（LDI）。目前芳香族异氰酸酯的使用量最大，如TDI、MDI等。二异氰酸酯的加入可提升成品的力学性能及耐黄变性能，但未聚合的游离异氰酸酯单体会危害接触人员的健康。研究表明，异氰酸酯会对人体呼吸道和皮肤产生刺激和致敏作用，引发过敏性肺炎，导致皮肤过敏性反应，长时间或者反复接触甚至还会对肺功能和肝功能造成永久性损伤[3-6]。

目前，二异氰酸酯类化合物的检测方法主要有气相色谱法、气相色谱-质谱法、液相色谱法和液相色谱-质谱法等[7-13]，其中气相色谱-质谱法可有效提高目标化合物检测的准确性和稳定性，抗干扰能力较强。因此，本文拟采用气相色谱-质谱法对食品包装用粘合剂中3种二异氰酸酯化合物进行同时测定。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

Agilent 8890/5977B气相色谱-质谱联用仪（美国Agilent）、感量0.000 1 g分析天平（赛多利斯）、Hei-VAP Advantage ML/G3旋转蒸发仪（德国海道夫）和KS-500DV超声清洗机（南京鑫哲生物科技有限公司）。

2,4-甲苯二异氰酸酯（CAS：584-84-9）、异佛尔酮二异氰酸酯（CAS：4098-71-9）、二苯基甲烷二异氰酸酯（CAS：101-38-8），纯度均不小于97%，乙酸乙酯为色谱纯，其余试剂均为分析纯。

标准溶液：移取适量的3种二异氰酸酯标准品，用乙酸乙酯稀释成适宜浓度的标准溶液，避光贮存，同时避免与湿气接触。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 色谱条件

色谱柱：HP-5MS或性能类似的分析柱，规格为柱长30.0 m、内径0.25 mm、膜厚0.25 μm；柱温程序：初始温度为40 ℃，保持1 min，以10 ℃·min-1升至 200 ℃，保持 1 min，再以 15 ℃·min-1升至 250 ℃，保持5 min；进样口温度：280 ℃；载气：氦气（纯度＞99.999%）；流速：1 mL·min-1；进样方式：不分流；进样量：1 μL。图1是混合标准溶液的色谱图。

图1 3种二异氰酸酯混合标准溶液色谱图

1.2.2 质谱条件

色谱与质谱接口温度：280 ℃；离子源温度：230 ℃；电离方式：电子轰击电离源（EI）；监测方式：全扫描（SCAN）和选择离子扫描（SIM），全扫描（SCAN）范围m/z50～500，选择离子模式（SIM）采集参数见表1；电离能量：70 eV；溶剂延迟：5 min。

表1 选择离子模式参数表

1.3 试验方法

称取试样1.000 g，置于10 mL具塞比色管中，用乙酸乙酯（分子筛干燥）稀释至刻度，超声萃取10 min，静置，取上清液，用0.22 μm有机滤膜过滤，按照设定的仪器工作条件进样测试。因二异氰酸酯类化合物对光和水不稳定，在试验过程中应尽可能避光，操作迅速，以保证测试结果的准确性。

2 结果与分析

2.1 标准曲线和定量限

按仪器工作条件测定了3种二异氰酸酯类化合物标准溶液系列，浓度分别为 10 mg·L-1、15 mg·L-1、20 mg·L-1、25 mg·L-1和 30 mg·L-1。3 种二异氰酸酯的质量浓度在10～30 mg·L-1呈线性，相关系数R均大于0.99，线性关系良好。在本法条件下计算10倍信噪比（10S/N）作为方法的定量限，详细结果见表2。