《Chemosphere》：Assessment of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in consumer food packaging
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本研究开发并验证了一种用于检测73种PFAS（全氟和多氟烷基物质）的LC-MS/MS新方法，涵盖15类化合物。通过在纸和塑料食品接触材料中验证该方法，发现66份样品中有9种PFAS检出，其中6:2 diPAP占比61%。结果显示包装材料中的PFAS未显著迁移至食品中。
凯文·斯特罗斯基（Kevin Stroski）|叶莲娜·萨波兹尼科娃（Yelena Sapozhnikova）
美国农业部（USDA），农业研究服务局（Agricultural Research Service），东部区域研究中心（Eastern Regional Research Center），宾夕法尼亚州温德穆尔（Wyndmoor, PA, USA）
摘要
全氟和多氟烷基物质（PFAS）已在全球范围内的食品和食品接触材料（FCMs）中被检测到，这引发了人们对通过饮食暴露于这些物质的担忧。在这项研究中，我们开发并验证了一种新的分析方法，可以检测纸张和塑料FCMs中的73种不同类别的PFAS。该方法基于甲醇萃取和液相色谱-质谱（LC-MS/MS）分析技术，并在三个不同的添加水平下进行了验证，每个水平下进行了五次重复实验。在各种添加水平和食品包装材料中，96–100%的 analytes 都达到了可接受的回收率和重复性。我们进一步将这种经过验证的方法应用于测试66种直接接触之前从美国杂货店购买的鸡肉、猪肉、牛肉和鲶鱼样品的纸张和塑料食品包装材料。在样品中检测到了九种PFAS：8:2 FTSA、6:2 diPAP、8:2 diPAP、diSAmPAP、PFBA、PFHxA、PFOA、PFBS 和 PFOS，其总PFAS浓度范围为0.11至16.3 ng/g。至少有一种PFAS在64%的样品中被检测到。最常检测到的PFAS是6:2 diPAP，在所有类型的材料中均有发现，浓度范围为0.09–10.3 ng/g。结果表明，本研究中测试的FCMs没有将PFAS转移到之前研究中的包装食品中。
引言
全氟和多氟烷基物质（PFAS）是广泛应用于许多商业和工业领域的人造化学品，包括食品接触材料（FCMs）（Phelps等人，2024年）。PFAS具有高度持久性，已在环境中（Zheng等人，2023年；Duru等人，2024年）、人体内（Gleason等人，2015年；Minucci等人，2024年）、食品中（Bonato等人，2025年；Koenig等人，2025年）以及FCMs中（Sapozhnikova等人，2023年；Vázquez Loureiro等人，2024年）被检测到。许多PFAS被有意添加到FCMs中以增强防水和防油性能。使用后，FCMs会被作为城市废弃物处理（Lang等人，2017年），PFAS可能会从FCMs中渗入环境，从而对垃圾填埋场（Wang等人，2024年）、饮用水供应和灌溉水造成污染。Capozzi等人（2023年）研究了城市垃圾填埋场的渗滤液，并指出食品包装、地毯和纺织品是检测到PFAS的主要来源。
人类接触PFAS的途径包括饮食摄入、饮水和空气/灰尘吸入（Sunderland等人，2019年；DeLuca等人，2024年）。饮食被认为是主要的接触途径，包括食品（McDonough等人，2022年；Sultan等人，2023年）和FCMs（Susmann等人，2019年；Phelps等人，2024年）。
多项研究报道了FCMs中存在PFAS（Due?as-Mas等人，2023年；Sapozhnikova等人，2023年）以及它们向食品和食品模拟物中的迁移（Lerch等人，2022年；Vera等人，2024年），尤其是在高温条件下（Vázquez Loureiro等人，2024年），这增加了总体饮食暴露的风险。据报道，全氟烷基羧酸（PFCAs）和氟代烷基醇（FTOHs）会从纸张FCMs迁移到食品模拟物和真实食品（如松饼、燕麦粥和番茄汤）中（Lerch等人，2022年），测得的PFAS水平显著影响了可接受的每周摄入量（EFSA，2022年）。在我们之前的研究中，我们发现鱼类样本受到来自塑料储存袋的全氟丁烷磺酸（PFBS）的污染（Bedi等人，2023年）。后续研究进一步证实了PFBS从塑料储存袋中迁移的潜力（Stroski和Sapozhnikova，2023年）。
用于检测FCMs中PFAS的分析方法通常只能覆盖有限的PFAS种类。例如，最新发表的研究仅包括25–35种PFAS（Sapozhnikova等人，2023年；Di Mario等人，2024年；Yang等人，2025年），这些研究采用液相色谱-质谱（LC-MS/MS）靶向分析方法。这种覆盖范围有限主要是由于缺乏商业化的分析标准。Kaufmann等人估计，在数千种商业使用的PFAS化学品中，仅有2%具有可用的真实分析标准（Kaufmann等人，2022年），这给开发定量靶向方法带来了挑战。
我们最近开发了一种新的LC-MS/MS靶向方法，用于检测动物源性食品中的74种PFAS，并将其应用于研究美国食品中的PFAS含量（Sapozhnikova和Stroski，2025b）。这包括测试从宾夕法尼亚州费城周边杂货店收集的66份鸡肉、猪肉、牛肉和鲶鱼包装样品（Sapozhnikova和Stroski，2025b）。因此，在这项研究中，我们试图调查与之前测试的食品样品直接接触的食品包装中的PFAS存在情况，以估计PFAS的迁移潜力及其对总体饮食暴露的贡献。
因此，本研究的目标是：（1）开发并验证一种新的分析方法，用于检测FCMs中的74种PFAS；（2）调查这些PFAS在食品包装样品中的存在情况及其含量；（3）比较包装食品和相应食品包装样品中的PFAS，以评估PFAS的迁移潜力。
部分内容摘录
化学品和试剂
所使用的PFAS标准品购自Wellington Laboratories（加拿大安大略省圭尔夫市）、Accustandard（美国康涅狄格州纽黑文市）、LGC Standards（英国米德尔塞克斯郡泰丁顿市）、Santa Cruz Biotechnology（美国德克萨斯州达拉斯市）、Chiron（美国加利福尼亚州埃默里维尔市）和Sigma Aldrich（美国密苏里州圣路易斯市）（表S1）。PFAS列表包括7种全氟烷基磺酰胺（FASAs）、2种全氟烷基磺酰胺乙酸（FASAAs）、6种氟代烷基羧酸（FTCAs）、1种氟代烷基醇（FTOH）和4种氟代烷基化合物。
方法性能和验证
仪器的检测限（IDLs）范围为3.7至989 fg（注射量），柱上的检测限为0.7至198 pg/mL；样品中的最低检测限（MDLs）为0.001–1.7 ng/g（表S3）。校准曲线在0.01–10 ng/mL范围内呈线性，相关系数r2大于0.99，适用于FTSAs、PFCAs和H-取代的PFCAs、PEECA、PEESA、PFPiA和PFSAs；对于FTCAs、PFPAs、Capstones、diSAmPAP、5H PFPeA、PFTODA和PFEtS，校准曲线的范围为0.2–100/200 ng/mL（表S3）。LC-MS/MS的运行时间为12.5分钟，可以分离超过100种分析物。
结论
本研究检测了食品包装中的PFAS，以确定其向之前测试的食品样品迁移的潜力。为此，我们开发并验证了一种快速高效的分析方法，可以检测15个不同类别的73种PFAS。通过LC-MS/MS靶向分析，大多数PFAS的分析物的检测限较低。方法验证结果显示，96–100%的 analytes 在三个添加水平下的回收率和重复性均符合要求。
作者贡献声明
凯文·斯特罗斯基（Kevin Stroski）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法验证、软件使用、实验设计、数据分析、正式分析。叶莲娜·萨波兹尼科娃（Yelena Sapozhnikova）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、资源协调、项目管理、方法设计、数据管理、概念构思。
免责声明
本出版物中提及的商标名称或商业产品仅用于提供具体信息，并不意味着美国农业部的推荐或认可。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
感谢美国农业部农业研究服务局（USDA/ARS）的Tawana Simons提供的技术支持。同时感谢Agilent Technologies公司提供的LC-MS/MS仪器。该项目部分得到了美国农业部农业研究服务局（Agricultural Research Service, United States Department of Agriculture）研究参与计划的支持，该计划由橡树岭科学与教育研究所（Oak Ridge Institute for Science and Education）通过美国能源部（U.S. Department of Energy）与ARS之间的机构间协议管理。
