煙用包裝溶劑殘留檢測中質量標準化控制研究

陶緒碧

（四川寬窄印務有限責任公司，四川 中江 618100）

1 引言

隨著綠色健康食品包裝理念逐漸普及，人們對煙草溶劑殘留量要求也不斷提高。香煙是日常生活中必不可少的一種商品，需求量極大，控制其包裝材料上溶劑殘留量對人們健康意義重大。當前，煙草行業不斷加大溶劑殘留處理與檢測的研究投入，以降低香煙揮發性有機物對人體的刺激與傷害。目前，常規的溶劑殘留分析方法主要有二氧化碳萃取法、氣-液平衡方法以及頂空氣相色譜法等，其中頂空氣相色譜以其良好的檢測和使用性能逐漸成為主流檢測方法。文章研究同樣采取頂空氣相色譜法來檢測煙草包裝材料溶劑殘留問題，為嚴格控制檢測質量，文中詳細分析檢測過程中的影響因素，并提出控制方法，減少實驗過程中不良影響，提高溶劑殘留量檢測的準確性。

2 溶劑殘留檢測質量的影響因素以及質量控制要求

2.1 溶劑殘留檢測質量的影響因素分析

當前煙草包裝材料溶劑殘留量檢測主要分為如下三個過程，要保證檢測數據準確性，降低數據偏差，則需要分析溶劑殘留質量的影響因素，并給出解決方案。

2.1.1 樣品前處理

樣品前處理對于檢測來說至關重要，盡管頂空氣相色譜法對樣品前處理要求較低，但是若處理不好，同樣會導致結果出問題。正常情況下，待測樣品是由包裝紙張和溶劑組成，采用外標法進行檢測，所以此過程中的樣品規格、溶劑用量等均會對結果產生影響。盡管整個檢測過程要嚴格按照YCT 207-2014有關要求進行，但是具體操作卻跟工作人員有關，所以對于樣品前處理，重點是把控和培養專業的人才，提高他們對樣品前處理的熟練度；同時，還要對每個試驗樣品留取空白試樣，盡量保證排出檢測中環境、材料、工具以及人員等帶來的系統誤差。所以，本次試驗研究為了確保標準物質的穩定性和均勻性，此次采用的中國煙草標準化研究中心提供的標準物質，并且在零下18 ℃的環境中保存。

2.1.2 儀器性能

檢測儀器是保證檢測結果精確性的關鍵，但是決定儀器分析精密度的影響因素主要有兩個方面，一方面是儀器自身精度問題，另一方面是分析方法問題。其中由于分析方法造成的誤差稱為方法誤差，儀器自身問題導致的誤差為儀器誤差。本次研究采用的設備和方法相對成熟，能夠保證試驗結果的有效性以及準確性。但是在開展檢測之前，需要對儀器進行檢定或校準，必須要保證儀器檢定或校準結果滿足試驗要求，否則將不得用來進行溶劑殘留量檢測試驗。

2.1.3 數據處理

數據處理是保證試驗數據能夠真實反映檢測結果的必要前提。鑒于包裝材料溶劑殘留量檢測是微量檢測分析，并且隨著檢測儀器使用年限積累，檢測器性能也發生變化，使得檢測數據結果存在偏差，導致工作人員對數據判斷出現偏差。鑒于此，可以開展檢測試驗，建立與其余性能相匹配的工作曲線，并用來分析溶劑殘留量。因此，要重點關注標準工作曲線繪制，注意以下幾點：

（1）合理存放標準物質，并且在保質期內使用，使用前要確保無誤。

（2）對于標準溶液濃度的單位換算過程，需要考慮樣品對應樣品尺寸。

（3）工作曲線強制過原點，并且其相關性系數R2≥0.995。

（4）以對應紙張原紙為樣品基質。另外，標準工作曲線還需要根據檢測的頻率進行調整，以保證結果準確。

2.2 實驗室內部質量控制要求

實驗室質量控制的關鍵是檢測人員，所以主要控制點在工作人員素質。在實驗室人員上崗之前，需要對其進行專業技能培訓和理論知識培訓，熟知相關的檢測標準和要求，保證能夠熟悉繪制工作曲線，空白實驗以及掌握儀器基本的維護技能。對于數據處理與分析，工作人員需要牢記標準物質或者常規樣品的譜圖數據，并且能夠判斷樣品的成分。

3 實證分析

3.1 試驗部分

3.1.1 實驗試劑與儀器

本次試驗溶劑為三乙酸甘油酯（分析純級及以上）、溶劑殘留混合標準溶液。

儀器：Agilent頂空氣相色譜/質譜聯用儀（Agilent 7000D 三重四極桿 GC/MS）；20 mL專用頂空瓶1000 μL活塞式移液槍。

輔助工具：取樣板、裁紙刀、剪刀、PVC自封袋等。

3.1.2 實驗材料

研究隨機選擇實驗室儲存的樣品，共17種。其中樣品包含了硬盒和軟盒香煙包裝，并且分為條盒和小盒兩類，基本上涉及到市場上絕大多數種類的香煙包裝。

3.1.3 樣品制備

本次樣品制備分為三種類型，樣品制備詳見標準《煙用紙張中溶劑殘留的測定 頂空-氣相色譜/質譜聯用法》，文章僅做簡述說明，基本制備要求如下：

（1）硬盒包裝紙。取一張硬盒包裝紙，按照規范要求裁剪成標準試樣尺寸（22.0 cm×5.5 cm），并且要求試樣包含主包裝面，卷制成桶狀，保證印刷面朝里，放置到頂空瓶中，然后加入1 000 L 三乙酸甘油酯，密封后待測。

（2）軟盒包裝紙。該包裝紙的樣品制作與硬盒包裝紙制作要求基本一致，但截取尺寸為15.5 cm×10.0 cm。

（3）條盒包裝紙。該包裝紙的樣品制作與硬盒包裝紙制作要求基本一致，但截取樣品的位置要在包裝紙正面中央區域。

3.1.4 實驗內容

本次檢測試驗的主要儀器為安捷倫氣相色譜-質譜聯用儀（Agilent 7000D 三重四極桿 GC/MS），按照YC/T207-2014《煙用紙張中溶劑殘留的測定頂空-氣相色譜/質譜聯用法》進行樣品溶劑殘留檢測。

頂空條件：頂空瓶（20 mL）加熱溫度為100 ℃，進樣環溫度為160 ℃，傳輸線溫度為180 ℃；樣品預熱時間為45 min；頂空瓶壓力為138 kPa；加壓時間為0.2 min，進樣時間為1.0 min。

色譜條件：色譜柱為VOC 專用毛細管柱（60 m×0.32 mm×1.8μm）；載氣為高純氦氣（He），流速為2.0 mL/min（恒流）；氫氣壓力1.961 4×105 Pa；色譜柱壓68.9 kPa；進樣口溫度180 ℃；FID檢測器溫度250 ℃；分流比：20∶1；初溫40 ℃；保持2 min，以4 ℃/min升溫至200 ℃，并且保持10 min。

3.2 結果與討論

3.2.1 色譜條件的選擇

（1）載氣壓力的選擇。根據上文對于影響因素的分析，要獲得精確的數據，則需要保證最佳的試驗條件，本次試驗選擇34.4 kPa、68.9 kPa、103.35 kPa三種載氣壓力進行試驗，發現當載氣壓力為68.9 kPa時，試驗效果最佳，樣品分析時間段，分離效果最好。

（2）柱溫的選擇。為了分析不同柱溫對色譜分離的效果，此次試驗結合YC/T207-2014要求，選用初溫為40 ℃，保持2 min；然后以4 ℃·min的速度程序升溫至180 ℃。這種升溫程序能夠保證待測定組分完全分離。

3.2.2 頂空測定條件的選擇

（1）平衡溫度的影響。為了保證試驗在最佳的平衡溫度下進行，選擇60 ℃，80 ℃，100 ℃，120℃和140 ℃5個溫度梯度進行分析，保持每個溫度梯度下平衡60 min進樣。結果發現，平衡溫度對色譜檢測的影響作用較大，溫度越高，峰面積呈現增大趨勢，相應的靈敏度也小幅度提高，但是當平衡溫度超過80 ℃后，這種趨勢逐漸平緩。根據若爾特（Raoult）定律，產生該現象的原因是隨著溫度增加，檢測組分的飽和蒸汽壓也增高，過高的蒸汽壓會給頂空瓶的抗壓和密封帶來影響，所以此次選擇100 ℃作為平衡溫度。

（2）平衡時間的影響。將平衡溫度定為100 ℃，然后測試不同的平衡時間，梯度為0 min、20 min、40 min、60 min和90 min，每個時間梯度下，分析頂空氣樣的數據，研究顯示，當平衡時間超過40 min時，響應信號逐漸平緩，所以本次研究將平衡時間定為60 min。

3.2.3 工作曲線及檢出限

繪制標準工作曲線，將儲備液（乙酸丁酯、甲苯、乙酸乙酯、乙苯）用甲醇稀釋后配制出100 mg·L-1濃度溶液，并逐漸稀釋4次，每一次稀釋均為前一次的4倍，得到5組不同濃度的樣品溶液。然后再取上述標準溶液1 L和濃度為50 mg·L-1的二氯乙烷內標1 L加入密封的頂空瓶中。設定好條件進樣分析，根據數據計算得到回歸方程，并且按照信噪比（S/N=10）計算檢出限，如下表1所示。

表1 標準曲線及檢出限

3.2.4 回收率及精密度

稱取樣品兩份，其中一份作為空白組，另外一份加入確定量的待測溶劑，并且做5次重復實驗，記錄實驗數據，根據待測溶劑計算回收率，具體結果如下表2所示。

表2 方法精密度及回收率

3.3 樣品分析

根據上述質量控制方案和檢測方法，對煙用包裝樣品進行檢測，測定其有機溶劑殘留量，結果如下表3所示。

表3 煙用包裝材料樣品中有機溶劑殘留的測定值

文章采用頂空氣相色譜法測定煙草包裝材料中有機溶劑殘留量，結合YCT207-2014標準要求，對每個環節的質量進行控制，成功測定煙草包裝材料中乙酸丁酯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯的殘留量。基于該方法的檢測，能夠減少樣品前處理過程造成的偏差，并且得到簡單明了的圖譜，對于測試數據，基于專業軟件進行分析，使得結果更加準確。極大提高了有機溶劑殘留量的檢測效率和質量。

4 結論

隨著我國對煙草行業環保要求不斷提高，同時對民眾健康問題關注力度增加，控制煙草包裝材料有機溶劑殘留量成為其今后持續發展的必然要求。相關企業要積極開展工作，切實做好有機溶劑殘留量控制工作，打造綠色健康環保的企業。文章以煙草包裝材料有機溶劑殘留量檢測質量控制為研究點，得出了以下兩點結論：

（1）頂空氣相色譜法能夠很好測定煙草包裝材料有機溶劑殘留量，并且操作簡單可靠，建議推廣使用。

（2）對頂空氣相色譜法檢測各個環節進行分析，指出其影響因素，并給出質量控制方法，能夠保證檢測結果更加準確，效率更高。促使檢測人員專業技術水平不斷提升。