陶绪碧

（四川宽窄印务有限责任公司，四川 中江 618100）

1 引言

随着绿色健康食品包装理念逐渐普及，人们对烟草溶剂残留量要求也不断提高。香烟是日常生活中必不可少的一种商品，需求量极大，控制其包装材料上溶剂残留量对人们健康意义重大。当前，烟草行业不断加大溶剂残留处理与检测的研究投入，以降低香烟挥发性有机物对人体的刺激与伤害。目前，常规的溶剂残留分析方法主要有二氧化碳萃取法、气-液平衡方法以及顶空气相色谱法等，其中顶空气相色谱以其良好的检测和使用性能逐渐成为主流检测方法。文章研究同样采取顶空气相色谱法来检测烟草包装材料溶剂残留问题，为严格控制检测质量，文中详细分析检测过程中的影响因素，并提出控制方法，减少实验过程中不良影响，提高溶剂残留量检测的准确性。

2 溶剂残留检测质量的影响因素以及质量控制要求

2.1 溶剂残留检测质量的影响因素分析

当前烟草包装材料溶剂残留量检测主要分为如下三个过程，要保证检测数据准确性，降低数据偏差，则需要分析溶剂残留质量的影响因素，并给出解决方案。

2.1.1 样品前处理

样品前处理对于检测来说至关重要，尽管顶空气相色谱法对样品前处理要求较低，但是若处理不好，同样会导致结果出问题。正常情况下，待测样品是由包装纸张和溶剂组成，采用外标法进行检测，所以此过程中的样品规格、溶剂用量等均会对结果产生影响。尽管整个检测过程要严格按照YCT 207-2014有关要求进行，但是具体操作却跟工作人员有关，所以对于样品前处理，重点是把控和培养专业的人才，提高他们对样品前处理的熟练度；同时，还要对每个试验样品留取空白试样，尽量保证排出检测中环境、材料、工具以及人员等带来的系统误差。所以，本次试验研究为了确保标准物质的稳定性和均匀性，此次采用的中国烟草标准化研究中心提供的标准物质，并且在零下18 ℃的环境中保存。

2.1.2 仪器性能

检测仪器是保证检测结果精确性的关键，但是决定仪器分析精密度的影响因素主要有两个方面，一方面是仪器自身精度问题，另一方面是分析方法问题。其中由于分析方法造成的误差称为方法误差，仪器自身问题导致的误差为仪器误差。本次研究采用的设备和方法相对成熟，能够保证试验结果的有效性以及准确性。但是在开展检测之前，需要对仪器进行检定或校准，必须要保证仪器检定或校准结果满足试验要求，否则将不得用来进行溶剂残留量检测试验。

2.1.3 数据处理

数据处理是保证试验数据能够真实反映检测结果的必要前提。鉴于包装材料溶剂残留量检测是微量检测分析，并且随着检测仪器使用年限积累，检测器性能也发生变化，使得检测数据结果存在偏差，导致工作人员对数据判断出现偏差。鉴于此，可以开展检测试验，建立与其余性能相匹配的工作曲线，并用来分析溶剂残留量。因此，要重点关注标准工作曲线绘制，注意以下几点：

（1）合理存放标准物质，并且在保质期内使用，使用前要确保无误。

（2）对于标准溶液浓度的单位换算过程，需要考虑样品对应样品尺寸。

（3）工作曲线强制过原点，并且其相关性系数R2≥0.995。

（4）以对应纸张原纸为样品基质。另外，标准工作曲线还需要根据检测的频率进行调整，以保证结果准确。

2.2 实验室内部质量控制要求

实验室质量控制的关键是检测人员，所以主要控制点在工作人员素质。在实验室人员上岗之前，需要对其进行专业技能培训和理论知识培训，熟知相关的检测标准和要求，保证能够熟悉绘制工作曲线，空白实验以及掌握仪器基本的维护技能。对于数据处理与分析，工作人员需要牢记标准物质或者常规样品的谱图数据，并且能够判断样品的成分。

3 实证分析

3.1 试验部分

3.1.1 实验试剂与仪器

本次试验溶剂为三乙酸甘油酯（分析纯级及以上）、溶剂残留混合标准溶液。

仪器：Agilent顶空气相色谱/质谱联用仪（Agilent 7000D 三重四极杆 GC/MS）；20 mL专用顶空瓶1000 μL活塞式移液枪。

辅助工具：取样板、裁纸刀、剪刀、PVC自封袋等。

3.1.2 实验材料

研究随机选择实验室储存的样品，共17种。其中样品包含了硬盒和软盒香烟包装，并且分为条盒和小盒两类，基本上涉及到市场上绝大多数种类的香烟包装。

3.1.3 样品制备

本次样品制备分为三种类型，样品制备详见标准《烟用纸张中溶剂残留的测定 顶空-气相色谱/质谱联用法》，文章仅做简述说明，基本制备要求如下：

（1）硬盒包装纸。取一张硬盒包装纸，按照规范要求裁剪成标准试样尺寸（22.0 cm×5.5 cm），并且要求试样包含主包装面，卷制成桶状，保证印刷面朝里，放置到顶空瓶中，然后加入1 000 L 三乙酸甘油酯，密封后待测。

（2）软盒包装纸。该包装纸的样品制作与硬盒包装纸制作要求基本一致，但截取尺寸为15.5 cm×10.0 cm。

（3）条盒包装纸。该包装纸的样品制作与硬盒包装纸制作要求基本一致，但截取样品的位置要在包装纸正面中央区域。

3.1.4 实验内容

本次检测试验的主要仪器为安捷伦气相色谱-质谱联用仪（Agilent 7000D 三重四极杆 GC/MS），按照YC/T207-2014《烟用纸张中溶剂残留的测定顶空-气相色谱/质谱联用法》进行样品溶剂残留检测。

顶空条件：顶空瓶（20 mL）加热温度为100 ℃，进样环温度为160 ℃，传输线温度为180 ℃；样品预热时间为45 min；顶空瓶压力为138 kPa；加压时间为0.2 min，进样时间为1.0 min。

色谱条件：色谱柱为VOC 专用毛细管柱（60 m×0.32 mm×1.8μm）；载气为高纯氦气（He），流速为2.0 mL/min（恒流）；氢气压力1.961 4×105 Pa；色谱柱压68.9 kPa；进样口温度180 ℃；FID检测器温度250 ℃；分流比：20∶1；初温40 ℃；保持2 min，以4 ℃/min升温至200 ℃，并且保持10 min。

3.2 结果与讨论

3.2.1 色谱条件的选择

（1）载气压力的选择。根据上文对于影响因素的分析，要获得精确的数据，则需要保证最佳的试验条件，本次试验选择34.4 kPa、68.9 kPa、103.35 kPa三种载气压力进行试验，发现当载气压力为68.9 kPa时，试验效果最佳，样品分析时间段，分离效果最好。

（2）柱温的选择。为了分析不同柱温对色谱分离的效果，此次试验结合YC/T207-2014要求，选用初温为40 ℃，保持2 min；然后以4 ℃·min的速度程序升温至180 ℃。这种升温程序能够保证待测定组分完全分离。

3.2.2 顶空测定条件的选择

（1）平衡温度的影响。为了保证试验在最佳的平衡温度下进行，选择60 ℃，80 ℃，100 ℃，120℃和140 ℃5个温度梯度进行分析，保持每个温度梯度下平衡60 min进样。结果发现，平衡温度对色谱检测的影响作用较大，温度越高，峰面积呈现增大趋势，相应的灵敏度也小幅度提高，但是当平衡温度超过80 ℃后，这种趋势逐渐平缓。根据若尔特（Raoult）定律，产生该现象的原因是随着温度增加，检测组分的饱和蒸汽压也增高，过高的蒸汽压会给顶空瓶的抗压和密封带来影响，所以此次选择100 ℃作为平衡温度。

（2）平衡时间的影响。将平衡温度定为100 ℃，然后测试不同的平衡时间，梯度为0 min、20 min、40 min、60 min和90 min，每个时间梯度下，分析顶空气样的数据，研究显示，当平衡时间超过40 min时，响应信号逐渐平缓，所以本次研究将平衡时间定为60 min。

3.2.3 工作曲线及检出限

绘制标准工作曲线，将储备液（乙酸丁酯、甲苯、乙酸乙酯、乙苯）用甲醇稀释后配制出100 mg·L-1浓度溶液，并逐渐稀释4次，每一次稀释均为前一次的4倍，得到5组不同浓度的样品溶液。然后再取上述标准溶液1 L和浓度为50 mg·L-1的二氯乙烷内标1 L加入密封的顶空瓶中。设定好条件进样分析，根据数据计算得到回归方程，并且按照信噪比（S/N=10）计算检出限，如下表1所示。

表1 标准曲线及检出限

3.2.4 回收率及精密度

称取样品两份，其中一份作为空白组，另外一份加入确定量的待测溶剂，并且做5次重复实验，记录实验数据，根据待测溶剂计算回收率，具体结果如下表2所示。

表2 方法精密度及回收率

3.3 样品分析

根据上述质量控制方案和检测方法，对烟用包装样品进行检测，测定其有机溶剂残留量，结果如下表3所示。

表3 烟用包装材料样品中有机溶剂残留的测定值

文章采用顶空气相色谱法测定烟草包装材料中有机溶剂残留量，结合YCT207-2014标准要求，对每个环节的质量进行控制，成功测定烟草包装材料中乙酸丁酯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯的残留量。基于该方法的检测，能够减少样品前处理过程造成的偏差，并且得到简单明了的图谱，对于测试数据，基于专业软件进行分析，使得结果更加准确。极大提高了有机溶剂残留量的检测效率和质量。

4 结论

随着我国对烟草行业环保要求不断提高，同时对民众健康问题关注力度增加，控制烟草包装材料有机溶剂残留量成为其今后持续发展的必然要求。相关企业要积极开展工作，切实做好有机溶剂残留量控制工作，打造绿色健康环保的企业。文章以烟草包装材料有机溶剂残留量检测质量控制为研究点，得出了以下两点结论：

（1）顶空气相色谱法能够很好测定烟草包装材料有机溶剂残留量，并且操作简单可靠，建议推广使用。

（2）对顶空气相色谱法检测各个环节进行分析，指出其影响因素，并给出质量控制方法，能够保证检测结果更加准确，效率更高。促使检测人员专业技术水平不断提升。