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SPEX冷冻研磨仪-GCMS/MS法检测塑料儿童玩具中15种N-亚硝胺残留

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内容节点
概述
实验/设备条件
样品提取
实验/操作方法
实验结果/结论
仪器/耗材清单

       儿童用具使用最广泛的材料是塑料,包括儿童玩具、儿童辅食器具、气球、牙咬胶等,其中儿童玩具以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和聚氯乙烯(PVC)材质最为常见。玩具不仅为儿童带来丰富的乐趣,而且还有助于开发智力,是儿童时期不可或缺的重要伙伴。儿童在生活中通过呼吸、舔舐和皮肤接触儿童用品等行为,容易将一些有毒有害物质摄入体内,而这些有害物质可能包括致癌物质、内分泌干扰物、生殖和发育毒物等,都会严重危害儿童健康。随着全世界对风险预防和健康保护的意识不断提高,儿童用品的安全性已成为公众关注的问题。

       N-亚硝胺是一类具有-N-N=O结构的有机污染物,在人们研究的300多种N-亚硝胺中,90%以上对动物具有致癌作用。欧盟玩具安全标准EN 71-12:2016规定:供36个月以下儿童使用的拟打算或可能放入口中使用的玩具中N-亚硝胺迁移量≤0.01mg/kg,N-亚硝胺前体物迁移量≤0.1mg/kg;其余玩具(除指画颜料中N-亚硝胺迁移量≤0.02mg/kg外)中N-亚硝胺迁移量≤0.05mg/kg,N-亚硝胺前体物迁移量≤1.0mg/kg。美国华盛顿州儿童高关注化学品清单(CHCC)中规定了NDMA的限量为1.0mg/kg。

       N-亚硝胺在食品、饮用水、化妆品中的检测报道较多。在儿童用品方面,研究者更多关注于奶嘴、气球等弹性体,目前尚未见玩具中N-亚硝胺残留量测定方法的报道。中国检验检疫科学研究院,工业与消费品安全研究所的刘雅慧老师等在《质谱学报》发表论文,研究采用冷冻研磨-溶解-沉淀法结合GC_MS/MS测定塑料儿童玩具中15种N-亚硝胺的残留量的方法,该方法简便快速、准确灵敏,且成本较低,适用于两类塑料玩具中15种N-亚硝胺残留量的检测,也可为塑料样品中其他物质的残留量测定提供借鉴。


实验方法

1、样品前处理

       将玩具样品使用液氮冷冻研磨机(SPEX 6875 Freeze Mill)粉碎至粒径小于1mm,称取0.1g样品于10mL具塞玻璃瓶中,加入3mL溶剂(向ABS样品中加入丙酮,向PVC样品中加入四氢呋喃)后,超声2min,使样品充分溶解,然后缓慢加入7mL甲醇,使塑料基质完全沉淀,在4℃下,以13000r/min离心5min,取上层清液,经0.22μm滤膜过滤,上机测定。


2、阳性样品制备

       ABS阳性样品:称取5g空白样品至三角瓶中,先加入15mL丙酮,再加入2mL 50mg/L的15种N-亚硝胺的丙酮混合标准溶液,不断搅拌,然后加入3mL丙酮,继续搅拌至塑料样品恰好完全溶解,混合均匀,将溶液平铺在大表面皿中,置于通风橱内自然风干,得到N-亚硝胺含量为20mg/kg的ABS阳性样品。

PVC阳性样品:以四氢呋喃代替丙酮,以四氢呋喃混合标准溶液代替丙酮混合标准溶液,其余同ABS阳性样品。


3、色谱、质谱条件

       使用TSQ 8000 Evo气相色谱-串联质谱仪(美国Thermo Fisher公司)

       色谱条件:DB-7MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm);载气为高纯氦气(≥99.99%),载气流速1.0mL/min;脉冲不分流进样,脉冲压力200kPa,脉冲时间1min;进样体积1μL;进样口温度270℃;程序升温:初始温度50℃,保持1min,以8 ℃/min升至150 ℃,然后以20℃/min升至280℃,保持5min。

       质谱条件:EI电离源;电离能量70eV;离子源温度300℃,传输线温度280℃;溶剂延迟3min;扫描模式为多反应监测模式(SRM)。


实验结果

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结论

基于溶解沉淀-气相色谱-串联质谱建立了塑料玩具中15种N-亚硝胺残留量的测定方法。该方法具有较强的选择性,且对于塑料样品中的目标物质具有较高的提取率。由于存在溶剂效应和基质效应,需要采用空白基质匹配的标准曲线进行定量以保证检测结果的准确性。该方法简便、快速、准确、灵敏且成本较低,适用于塑料玩具中N-亚硝胺残留量的测定,也可为塑料样品中其它物质的残留量测定提供借鉴。



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