基于裂解氣相色譜-質譜法食品包裝袋裂解成分分析*

趙　培，黃勁宇，王一寧，于維明，張敬國，吳國萍

(江蘇警官學院刑事科學技術系，江蘇　南京　21000)

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基于裂解氣相色譜-質譜法食品包裝袋裂解成分分析*

趙培，黃勁宇，王一寧，于維明，張敬國，吳國萍

(江蘇警官學院刑事科學技術系，江蘇南京21000)

以常見的15種獨立小包裝茶葉包裝袋為研究對象，應用氣相色譜/質譜(Py-GC/MS)技術對其進行分析。實驗結果表明：15種復合膜的組成可分為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；相同進樣量同種復合膜的裂解行為以及不同進樣量同種復合膜的裂解行為均具有較好的重現性；該方法無需任何樣品前處理，樣品用量少，是一種對多層復合膜進行比對分析及鑒別的有效方法。

裂解氣相色譜/質譜；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-氣相色譜-質譜(Pyrolysis-GasChromatography-MassSpectrometry或Py-GC-MS)是熱裂解和氣相色譜-質譜兩種技術的結合[1]；將待測樣品置于裂解裝置內，在嚴格控制的條件下，加熱使之迅速裂解成可揮發性小分子產物，然后將裂解產物送入色譜柱直接進行GC-MS分離分析；具有分離效能高、靈敏度高、樣品用量少、分析速度快等優點[2]，越來越受到人們的關注，是一種很有發展潛力的分析方法。近10年以來，高分辨裂解氣相色譜-質譜技術已廣泛應用于法庭科學。

食品科技和包裝工業迅速發展, 許多新型包裝材料和包裝形式不斷出現[3],這給人們生活帶來很大便利, 同時也就成為很多刑事犯罪案件中常見的物證。查閱文獻資料，基本未見有運用裂解氣相色譜質譜對這些新型包裝材料進行系統比對分析的研究。本文擬運用裂解-氣相色譜-質譜儀對部分食品包裝袋進行比對分析研究，探討此類分析對象的裂解行為。

1　實　驗

1.1樣品

收集市售15種獨立小包裝茶葉包裝袋作為本次實驗的分析對象，如表1所示。

表1　15種獨立小包裝茶葉包裝袋編號Table 1　The number of 15 kinds of independent small packaging tea bags

1.2儀器

FrontierEGA/PY-3030D裂解器：日本Frontier公司產品；Agilent7890A/5975C氣相色譜-質譜儀；美國Agilent公司產品；質譜圖檢索采用美國NIST數據庫和日本Frontiersearch3.10數據庫。

1.3實驗條件

1.3.1樣品制備

剪碎部分茶葉小包裝袋，稱取質量約為100μg放入裂解樣品杯。

1.3.2裂解氣相色譜-質譜條件

裂解溫度550 ℃，裂解器壓力12psi，裂解時間30s。

GC-MS聯用儀條件：載氣氦氣，柱頭壓7Psi，分流比80:1；程序升溫：40 ℃起始，保溫5min，以5 ℃/min至300 ℃，保溫5min。進樣口溫度260 ℃。

2　結果與討論

2.1不同復合膜的裂解氣相色譜-質譜圖的解析

從這15種復合膜的總離子流圖可以看出，保留時間在2min之前主要是CO2特征峰，15min以后主要是柱流失產生的特征峰；分析15種復合膜的總離子流圖，利用Frontiersearch3.10數據庫解析可將其分為兩大類，其中1、2、3、5、10、11、12為一類，如圖1、圖2所示，均為聚丙烯均聚物；4、6、7、8、9、13、14、15為一類，如圖3、圖4所示，為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。

圖1　fuhemo1的總離子流圖

圖2　fuhemo2的總離子流圖

圖3　fuhemo8的總離子流圖

圖4　fuhemo15的總離子流圖

2.2復合膜裂解行為重現性考察

2.2.1相同復合膜(相同量)裂解色譜圖的重現性

以圖2總離子流圖所示的fuhemo2為例，考察相同進樣量在相同裂解色譜條件下重復測定5次，選取保留時間為5.75min、5.87min、6.20min、7.11min、7.55min、8.35min、8.75min、10.82min、11.71min等9組峰計算峰面積，以保留時間為6.20min峰的峰面積為基準值1.00，并計算其余保留時間的峰的面積的比值及相對標準偏差(n=5)，計算結果如表2左欄所示。從表2中看出，保留時間為10.82min，11.71min峰面積的相對標準偏差(R.S.D.)稍大于5%外，其他各保留時間峰面積的R.S.D.均處于2.02%～3.77%之間。這表明，相同進樣量的同種復合膜的裂解色譜圖具有較好的重現性。

表2　相同進樣量及不同進樣量fuhemo2裂解色譜峰的重現性Table 2　The reproducibility of pyrolysis chromatographic peak with same and different quantity

2.2.2相同復合膜(不同量)裂解色譜圖的重現性

以圖2總離子流圖所示的fuhemo2為例，考察對不同進樣量的包裝膜在相同的裂解色譜條件下重復測定5次，選取保留時間為5.75min、5.87min、6.20min、7.11min、7.55min、8.35min、8.75min、10.82min、11.71min等9組峰計算峰面積，以保留時間為6.20min峰的峰面積為基準值1.00，并計算其余保留時間的峰的面積的比值及相對標準偏差(n=5)，計算結果如表2右欄所示。表中看出，各保留時間峰面積的R.S.D.均處于3.42%～5.13%之間。僅有一組峰面積的R.S.D.超過了5%，表明不同進樣量的同種復合膜裂解色譜圖也具有較好的重現性。

3　結　論

本文研究結果表明，采用裂解氣相色譜-質譜法檢測茶葉包裝袋，裂解產物各組分的分離度較好且測試結果的重現性較好；同時該方法所需試樣量較少，無需任何樣品前處理，減少了因前處理帶來的測試誤差，同時也避免了大量使用溶劑；這為多層復合膜的比對分析和鑒別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年江蘇省高等學校大學生實踐創新訓練計劃一般項目。

趙培，男，江蘇警官學院刑事科學技術系，主要研究方向：法庭化學。

吳國萍，教授。

O657

A

1001-9677(2016)013-0116-03