一套系统检测多种包装物

进行仪器设备的维护保养时，整理的井井有条的螺钉盒是非常有帮助的。它的最大好处就是能够应对仪器设备对螺钉、螺丝的各种需求；尽管事前并不知道要用到什么规格、型号的螺钉。按照合同进行分析检测的检验设备也是这样，尤其是当实验室要按照许多技术规范、检验标准工作时，如检测包装材料中的萃取物和溶出物。

对包装物的检测就是确定包装材料中可萃取物和溶出物是否会对被包装的产品质量造成影响，也就是说：这些萃取物和溶出物“迁移”到食品和药品中后是否会对食品和药品的性能产生影响，甚至使得食品或者药品成为有害的东西。若要想按照所有的技术标准、规范来完成这些检测任务，则需要一整套多元化的检测工具，正如外科医生在做心脏手术时也不只需要一把手术刀。

非法迁移的蛛丝马迹

在包装材料的检测分析时有两种物质起着关键作用：一是在正常存储和使用条件下从包装材料中分离出来的物质，德语中对这类物质有一个专用名词：溶出物，缩写为L。Gerstel公司应用技术专家Oliver Lerch博士说：“这一概念中也包含了化合物—由包装材料与被包装产品之间发生化学反应而产生的化合物。”

图1. 食品或者药品包装材料中可萃取的和溶出的物质对消费者的健康构成了危害。

另外一种物质是包装材料中萃取出来的物质，这类物质都可用缩写E表示，也就是可以利用“萃取法”从基质中获得的物质。“我们在包装材料中测定出许多可以影响产品质量以及具有影响产品质量潜在可能性的萃取物成分。”Oliver Lerch博士说。这就从另一方面说明：区分合适的和不合适的包装材料是非常有必要的。对此，科学家们拿出了一个自动化的样品制备、检测的GC/MS解决方案，利用这一解决方案可以高效、可靠地完成复杂的溶出物检测分析。

同一个系统，不同的方法

GC/MS是萃取物和溶出物的检测分析中最理想的系统，其优势就在于让这些溶出物能够用色谱法进行分析。需要进行的检测分析任务和样品基质决定了样品制备方式。“在检测分析溶出物时，合适的提取方法被证明是决定成败的关键。”Lerch博士说道。对于他的团队来讲，在一个GC/MS系统中实现多种聚合物材料的自动检测分析，能够提高检测分析效率、节约时间、减少工作量，并提高检测精度和分析的正确性。

为了能够提取多种多样的挥发性化合物，这些科学家们采用了新的液体提取技术FE和热解吸技术TD，样品制备和检测过程都利用Gerstel公司自带加热搅拌装置的MPS多用途进样器实现了自动化。GC/MS系统中所采用的检测分析技术是Agilent公司GC 7890气相色谱仪和MSD 5975质谱仪。GC气相色谱仪原来配备的是Gerstel公司的冷加样系统KAS，包含了热脱附装置TDU。

图2. 一次性聚丙烯材料的饭盒（黑色曲线）和实验室用聚丙烯材料固相萃取柱（红色曲线）得出的萃取物曲线图。

两种萃取技术的比较

Lerch博士检测的样品多种多样，不仅有食品保存用的家用器皿，也有实验室中常用的固相萃取柱，含聚合物的一次性套管类产品等。

聚合物样品首先被粉碎成小块，用异丙醇洗净，尽可能排除外部环境的交叉污染。在FE液体提取时，这些样品被放入标准的玻璃烧杯中，用乙酸乙酯作为萃取剂、用d10氘代菲作为内标准。当把烧杯放到MPS多用途进样器之后，其他所有的检测分析步骤都是自动化进行：在Gerstel公司研发的Marstro软件的控制下同时（在45℃、4h，750 UpM条件下）完成多个样品的采集，依次完成样品制备并送入GC/MS中，快速、准确地完成被测样品的检测。GC/MS系统除了可以完成上述检测分析任务之外，还可以完成液相色谱提取物的供给任务；因为MPS多用途进样器带有所谓的多方位工作站（Gerstel mVAP），在保护气体的帮助下可以同时对最多6个样品进行蒸发、用LC兼容性溶剂吸收。在TD热解吸时，样品与玻璃粉一起装在小玻璃管中输送到位。在这些装有样品的玻璃管送达MPS多用途进样器之后会自动送入TDU热脱附装置之中。利用KAS冷加样系统（GC-自动注射器）对气相色谱仪中的色谱柱添加热解吸的样品，并能完成分析时温控程序调节。

在第一次测试时，Lerch博士对自动进样器的萃取持续时间和次数进行了多样化的设置，以便检验和保证这一技术的可靠性。随后，他从保存食品容器的塑料盖中取了一点塑料碎片进行了萃取。尽管利用液体提取技术FE和热解吸技术TD最终得出的结果是相同的，但TD技术所使用的样品材料比FE更少、检测灵敏度比FE高10~60倍；但在高沸点的测定中，FE液体提取法显得更好一些。

图3. 萃取物检测曲线（从上至下）：儿童水瓶、塑料垃圾袋、固相萃取柱。

结果与讨论

Lerch博士介绍说：“我们开发的聚合物食品包装物检测方法得出的结论与我们预料的结果完全吻合。”大多数可以多次反复使用的包装材料都是符合规定和要求的绿色包装物。我们找到了典型的聚合化合物，例如碳氢化合物、有机酸，酚类化合物和长链的有机酸，增塑剂，单体和降解产物的各种聚合物的酯和酰胺。”

在一些塑料薄膜和塑料罐中还发现了有毒的有机异氰酸酯和影响内分泌的双酚A和邻苯二甲酸盐。在一个微波炉用食品盒中还发现了防晒品中抗紫外线稳定剂苯并三唑基甲基苯酚（Drometrizol）和双酚A。在矿泉水瓶盖中，Lerch先生发现了作为“现代化”、替代原先使用增塑剂邻苯二甲酸盐的乙酰柠檬酸三丁酯（Tributylacetylcitrat）和环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯（1,2-Cyclohexandicarbons?ure-diisononylester）。比较检测的结果表明：在SPE固相萃取中使用的聚合物中有害物质的析出比一次性塑料饭盒的要少。可萃取物精确检测的结果表明：儿童水瓶可萃取物质的检出率明显高于垃圾袋。问题来了：这是最糟糕的情况吗？

事情还不像看上去的那么糟糕。Lerch博士强调说：“我们不应忽视每一次检测的结果；因为这些检测都是对交叉污染最严重包装材料的检测，也就是最坏情况下的检测结果。但这些检测的结果却是值得我们深思的。检测结果清楚地表明：有关食品包装物的质量和食品领域中所使用材料质量的讨论还要在更大范围内、更深入的层次中进行下去。”