基于气相色谱-质谱法测定纸基食品接触材料中6:2氟调醇含量

《Food Additives & Contaminants: Part A》:Quantification of 6:2 fluorotelomer alcohol in paper-based food contact materials using gas chromatography-mass spectrometry

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月22日 来源:Food Additives & Contaminants: Part A 2.5

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  涂有防油防水聚合物的食品接触纸(FCP)是膳食暴露于全氟和多氟烷基物质(PFAS)的潜在来源。尽管聚合物类型多样,历史上氟调聚物基丙烯酸酯聚合物曾是一类常见子集;先是长链PFAS(≥C8),于2011年逐步淘汰,后为短链(≤C7)PFAS。在FDA发现6:2氟

  
涂有防油防水聚合物的食品接触纸(FCP)是膳食暴露于全氟和多氟烷基物质(PFAS)的潜在来源。尽管聚合物类型多样,历史上氟调聚物基丙烯酸酯聚合物曾是一类常见子集;先是长链PFAS(≥C8),于2011年逐步淘汰,后为短链(≤C7)PFAS。在FDA发现6:2氟调醇(6:2 FTOH)在啮齿动物模型中具有生物蓄积潜力后,制造商作出自愿承诺逐步淘汰6:2 FTOH的使用,并于2023年完成。为监测该淘汰过程,FDA开发了基于实时直接分析-同位素稀释-高分辨质谱(ID-DART-HRMS)和氟-19核磁共振波谱(19F NMR)的筛查方法。为进一步监测淘汰进程,研究人员开发了一种采用FCP水解的定量气相色谱-质谱(GC-MS)方法。该方法针对多种FCP类型进行了单实验室验证。方法检出限(MDL)分别为纸巾99 ng/g、模塑纤维118 ng/g、纸板176 ng/g。采用GC-MS方法分析了12个市售样品,其中9个检出6:2 FTOH高于MDL,范围0.3 μg/g至约1700 μg/g。
研究背景方面,氟调聚物基丙烯酸酯聚合物(FTACPs)及表面活性剂因防油性能广泛用于食品接触纸(FCP)与纸板。此类物质含酯键氟碳侧链,可迁移至食品。长链(≥8碳)PFAS曾通过美国21 CFR许可,但因安全数据缺口于2011年经FDA撤销授权及制造商自愿退出而淘汰;随后短链(≤C7)PFAS(尤其是含6:2 FTOH基团者)替代上市。2018与2020年FDA研究表明6:2 FTOH在啮齿类半衰期堪比部分C8-PFAS,具生物持久性;2020年制造商承诺于2023年底淘汰含短链PFAS防油剂,FDA于2024年宣布相关物质停售,2025年撤销35项FCN。淘汰期监测中原ID-DART-HRMS与19F NMR半定量/定性方法虽灵敏,但DART无法控制进样量与基质效应,难跨基质外推。因此研究人员需建立无需专用设备、可控基质效应与样品量的定量方法,GC-MS(电子电离)成为合适选择。
主要关键技术方法方面,研究人员收集2019–2024年美国市场FCP样品(含制造商提供的含/不含C6-FTACPs样品及空白对照,覆盖纸巾、纸板、模塑纤维),经皂化水解(MeOH/H2O 90/10 v/v,1 N NaOH,56℃振荡16 h)、液液萃取(MTBE/正己烷)、无水硫酸钠脱水后,采用Agilent 5977B GC-MSD(EI源,Rtx-VolatileAmine柱,不分流进样,SRM监测m/z 344定量6:2 FTOH、m/z 348定量同位素内标MFHET),外标加权线性回归定量,并按FDA《化学方法验证指南(第三版)》Level II单实验室验证(加标回收、标准加入、MDL按40 CFR 136附录B)。
研究结果部分,方法验证小节中,三种基质(纸巾、模塑纤维、纸板)空白与已知样品色谱显示目标物与内标无干扰,保留时间分别约10.55与10.50 min;加标回收实验在10、24、50 μg/g三水平下,三基质回收率均落于80–110%可接受区间(实际90–99%)。标准加入法与外标法对已知样品浓度差<5%,R2>0.999,表明基质抑制/增强可忽略。方法检出限小节中,按9平行空白与低加标(1 μg/g)计算,纸巾、模塑纤维、纸板MDL分别为99、118、176 ng/g。市场样品分析小节中,12个市售样(3纸、5纸板、4模塑纤维,2018–2024收)经GC-MS测定,9个高于MDL,含量0.3–1700 μg/g;与ID-DART-HRMS半定量比对,低浓度样两法吻合,中高浓度模塑纤维样GC-MS偏高(如样2:DART估860 μg/g,GC-MS 1390 μg/g;样7:25 vs 38 μg/g),差异源于DART取样量小(30 mg vs 125 mg)、碱浓度低(0.25 N vs 1 N)致水解不完全,GC-MS更适定量。
讨论与结论翻译部分,研究人员指出所建靶向GC-MS法经皂化萃取,可准确定量纸、纸板、模塑纤维中低中高浓度6:2 FTOH;Level II单实验室验证加标回收90–99%,标准加入佐证基质效应低;三基质MDL 99–176 ng/g;应用显示淘汰期前市售12样中9样可水解6:2 FTOH高于MDL(0.3–1700 μg/g)。该方法弥补DART设备依赖与基质控制短板,为监管提供可推广定量工具,支撑PFAS防油剂淘汰合规核查。论文发表于《Food Additives》。
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