CN108845049A - 再生pet瓶中d-柠檬烯的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化学分析技术领域，特别涉及再生PET瓶中D‑柠檬烯的检测方法：提取，滤液使用气相色谱‑质谱联用仪进行检测，本申请建立了气相色谱‑质谱法测定再生PET瓶中D‑柠檬烯的方法，具有简捷、快速高效、灵敏度高和准确性高等优点，可实现再生PET瓶中D‑柠檬烯的检测确证。

Description

再生PET瓶中D-柠檬烯的检测方法

技术领域

本发明涉及化学分析技术领域，特别涉及再生PET瓶中D-柠檬烯的检测方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）具有良好的透明度、光泽度、稳定性、成型性和安全性等物理性能，被广泛应用多个领域，特别在食品塑料包装行业，但是PET回收利用和安全性评价成为当今研究热点。目前，国际上物理法回收利用是最佳的方法，化学法回收利用也是一种重要的工艺。美国，欧盟等采用挑战性试验对再生PET进行安全性验证，其中挥发性有机物的测试是挑战性试验的一项重要内容。物理法生产食品包装用再生PET工艺，主要有三个关键控制程序：原料系统回收、深度清洗和深度净化。其中残留物D-柠檬烯在净化过程较难处理，可以作为考核再生PET材料安全性指标之一。

由于柠檬烯具有多种生理活性和生物功效，并且资源丰富，品质优良，天然安全等优点，已被广泛应用于食品、香料、日化、医药等行业，柠檬烯是一种具有柠檬香气的无色液体，易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，不溶于水，柠檬烯一般以D-柠檬烯的形式存在，是柑橘类水果精油中主要的生物活性物质，在癌症预防和治疗中有一定作用。

香气成分常规检测方法是气相色谱和质谱联用技术，柠檬烯的测定多采用气相色谱法。据资料显示：研究人员采用 HPLC 法对留兰香油中柠檬烯的含量进行测定，也有学者采用GC法测定复方柠檬烯胶囊中柠檬烯的含量，但未有测定再生PET瓶中D-柠檬烯的相关技术。

发明内容

为了解决以上现有技术中再生PET瓶中D-柠檬烯检测的空白，本发明提供了一种简捷、快速高效、灵敏度高和准确性高的再生PET瓶中D-柠檬烯的检测方法。

本发明是通过以下步骤得到的：

一种再生PET瓶中D-柠檬烯的检测方法，包括以下步骤：

（1）取待检再生PET瓶样品，粉碎，使用有机溶剂提取，过滤，得滤液；

（2）滤液使用气相色谱-质谱联用仪进行检测，

色谱柱选择DB-5MS毛细管柱30m×0.25mm×0.25µm，进样口温度：250℃；升温程序：初始柱温60℃，保持5min，以15℃/min升温至280℃，保持2min；进样方式：分流进样，分流比：2:1；进样量：1µL；载气：氦气，纯度＞99.999%。

质谱接口温度：280ºC；离子源温度：230ºC，四级杆温度：150ºC；离子化方式：电子轰击源；离子化能量：70 eV；监测方式：选择离子扫描模式(SIM)；溶剂延迟：7min，定量离子、辅助定量离子分别为 68、79、93、136 ；

（3）如果在8.534min出现特征峰，则说明待检样品中含有D-柠檬烯，采用峰面积归一法计算D-柠檬烯的含量；如果在8.534min未出现特征峰，则说明待检样品中不含有D-柠檬烯。

所述的检测方法，优选步骤（1）中有机溶剂为甲醇、丙酮或正己烷。

所述的检测方法，优选步骤（1）中提取方式有回流法、超声提取法、索氏提取法或微波辅助萃取法。

所述的检测方法， 优选步骤（1）中准确称取5.0000g样品，置于150 mL索式抽提器的纸筒中，在150 mL的圆底烧瓶中加入以正己烷30mL的提取溶剂，60℃～80℃时提取2h，1h回流次数不少于5次，冷却至室温，经0.45µm的有机滤膜过滤，得滤液。

所述的检测方法，优选步骤（1）中待检样品先放置在液氮罐中处理，再将样品粉碎至40目～60目大小颗粒。

所述的检测方法，优选D-柠檬烯的相关系数在0.995以上，检出限为0.01ug/g，定量限为0.03ug/g。

所述的检测方法，优选样品加标回收率大于94%。

本发明的有益效果：

本申请建立了气相色谱-质谱法测定再生PET瓶中D-柠檬烯的方法，采用DB-5MS毛细管柱分离，选择离子监测模式，质谱定量检测，样品以正己烷为提取溶剂，经自动索式抽提、浓缩和过滤后用气相色谱-质谱仪测定，外标法定量，结果表明，方法具有简捷、快速高效、灵敏度高和准确性高等优点，可实现再生PET瓶中D-柠檬烯的检测确证。

附图说明

图1为D-柠檬烯的气质谱总离子流图，

图2为D-柠檬烯的标准质谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明：

实施例1

1.1 试剂

标准品： D-柠檬烯。纯度＞99%，标准品均购于国家标物中心，正己烷均为色谱级，购于MERCK色谱试剂公司。

1.1.1 试验材料

选取再生PET瓶作为试验样品，对样品中含有的D-柠檬烯进行检测分析。

1.2 仪器

气相色谱-质谱联用仪（GC-MS，7890B-5977A，美国安捷伦科技有限公司）；粉碎机（德国IKA A10）；电子分析天平：型号：ME204，瑞士梅特勒托利多公司。液氮罐：型号：YDS-50，四川东亚液氮罐。

1.2 仪器参考条件

1.2.1 色谱条件

色谱柱，DB-5MS毛细管柱（30m×0.25mm×0.25µm）或等效色谱柱；进样口温度：250℃；升温程序：初始柱温60℃，保持5min，以15℃/min升温至280℃，保持2min；进样方式：分流进样，分流比：2:1；进样量：1µL。载气：氦气，纯度＞99.999%。

1.2.2 质谱条件

质谱接口温度：280ºC；离子源温度：230ºC，四级杆温度：150ºC；离子化方式：电子轰击源(EI)；离子化能量：70 eV；监测方式：选择离子扫描模式(SIM)；溶剂延迟：7min。

D-柠檬烯的定量离子、辅助定量离子等信息见下表1。

表1 D-柠檬烯定性离子

序号	中文名称	中文名称	保留时间/ min	定量离子	辅助定量离子
						1	D-柠檬烯	D-Limonene	8.534	68	79、93、136

1.3 标准溶液系列的配制

D-柠檬烯标准使用液：准确称取D-柠檬烯标准品0.0100g于100ml棕色容量瓶中，加正己烷溶解、定容至刻度，此标准储备液浓度100 mg/L。

标准使用液：将标准储备液用正己烷稀释至浓度为0.01，0.1，0.5，1.0，2.0，5.0mg/L的标准系列，待用。

注：标准溶液在4℃以下避光保存，标准储备液有效期为6个月，标准使用液有效期为3个月。

1.4 样品制备

称取10g样品，先放置在液氮罐中处理30min，再将样品粉碎至40目～60目大小颗粒，同时做空白试验。

1.5 样品提取

准确称取上述5.0000g(精确至0.0001g)样品，将试样置于150 mL索式抽提器的纸筒中，在150 mL的圆底烧瓶中加入以正己烷30mL的提取溶剂，60℃～80℃时提取2h，1h回流次数不少于5次。冷却至室温，试液经0.45µm的有机滤膜过滤后，供气相色谱-质谱联用仪测定，可以视试液D-柠檬烯含量作相应的稀释。

注：样品质量应尽快称取，减少D-柠檬烯的挥发损失。

2 结果与讨论

2.1 色谱柱的选择

色谱柱，DB-5MS毛细管柱（30m×0.25mm×0.25µm），峰型很好，毛细管柱：HP-INNOWAX色谱柱（30m×0.320mm×0.5µm），分离效果没有DB-5MS色谱柱好，有拖尾现象，所以选用DB-5MS型号色谱柱。D-柠檬烯标准品的气质谱总离子流图见图1。

2.2气相色谱-质谱联用（GC-MS）仪运行参数的优化

经过优化，采用选择离子扫描模式(SIM)，监测离子范围40～300，D-柠檬烯的特征离子为68、79、93、136，其中68为定量离子，如果不分流，响应值较低，选择分流模式，设置分流比，显著提高了灵敏度，D-柠檬烯的出峰时间：8.534min，出峰时间较快，峰形很好，可以很好分离。

2.3 提取方式条件的选择

分别采用甲醇、丙酮及正己烷3种提取溶剂，正己烷提取效果比甲醇和丙酮提取的效果要好，且丙酮是易制毒试剂，因为正己烷对塑料有较好的溶胀提取作用，D-柠檬烯易溶于正己烷。

试验中常用的提取方式有回流法、超声提取法、索氏提取法和微波辅助萃取法等，提高溶液温度可以加速分子运动、增加分子运动的动能，使被萃取物质能较快的脱离基质形成气态形式，从而有利于萃取，但温度过高往往会使物质发生高温发应和解吸效应。D-柠檬烯是挥发性有机物，不建议选择超声提取法、微波辅助萃取法等，减少待测目标物的损失。本实验选用索氏提取法，试验时间2h，满足国内大部分实验室的试验要求，整个过程操作简单快捷，结果准确，回收率高。

2.4 粉碎粒径的选择

样品应在液氮条件下处理30min，迅速粉碎和称量。通过实验对比分析，选择40目～60目大小颗粒，颗粒中残留的D-柠檬烯更容易提取出来，回收率高。因为再生PET瓶是由再生PET树脂经过三个关键控制阶段：原料系统回收、深度清洗、深度净化，再经吹瓶工艺而成，再生PET瓶经过深度清洗净化后，残留的D-柠檬烯含量相对很低，所以称取样品时加大样品量，起到“富集”作用，减少测试结果的误差。

2.5 对比GC法

对比气相色谱（GC）法，选用色谱柱：HP-5毛细管柱（30m×0.320mm×0.50µm）和色谱柱：HP-INNOWAX毛细管柱（30m×0.320mm×0.5µm），实验发现HP-5毛细管柱分离效果明显好于HP-INNOWAX毛细管柱，但是响应值和灵敏度明显低于气相色谱-质谱联用（GC-MS）法，GC-MS法处理假阳性样品方面比GC法更准确，灵敏度更高。

2.6 工作曲线、检出限与定量限

将1.3中的标准使用液系列，进气相色谱-质谱联用仪（GC-MS），以各组分的质量为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线，按3倍信噪比(S/N=3)计算检出限，结果如表2所示。

表2 D-柠檬烯的保留时间、线性方程、相关系数及检出限

从表2可知，D-柠檬烯的相关系数在0.995以上，检出限为0.01ug/g，定量限为0.03ug/g，灵敏度高，重现性好，结果准确，满足检测要求。

2.7 回收率试验

在1.5 样品制备的空白样品中加入一定量的D-柠檬烯溶液，在两种加标水平下，按照1.2 中色谱条件进行检测，在相同条件下，平行测定6次，取其平均值进行计算，结果如表3所示。

表3 样品的加标回收率

从表3可知，样品加标回收率为95.7%和94.4%，RSD为8.6%和6.2%。回收率高，相对标准偏差小。

2.8 样品测定

依据建立的方法，对6个再生PET瓶样品（不同）中含有的D-柠檬烯进行分析，检测结果见表4。

表4 实际样品的检测结果

注：ND代表未检出。

从表4中可以看出6个再生PET瓶样品中有5个未检出D-柠檬烯，1个检出D-柠檬烯。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种再生PET瓶中D-柠檬烯的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）取待检再生PET瓶样品，粉碎，使用有机溶剂提取，过滤，得滤液；

（2）滤液使用气相色谱-质谱联用仪进行检测，

色谱柱选择DB-5MS毛细管柱30m×0.25mm×0.25µm，进样口温度：250℃；升温程序：初始柱温60℃，保持5min，以15℃/min升温至280℃，保持2min；进样方式：分流进样，分流比：2:1；进样量：1µL；载气：氦气；

质谱接口温度：280ºC；离子源温度：230ºC，四级杆温度：150ºC；离子化方式：电子轰击源；离子化能量：70 eV；监测方式：选择离子扫描模式(SIM)；溶剂延迟：7min，定量离子为68，辅助定量离子为79、93、136 ；

（3）如果在8.534min出现特征峰，则说明待检样品中含有D-柠檬烯，采用峰面积归一法计算D-柠檬烯的含量；如果在8.534min未出现特征峰，则说明待检样品中不含有D-柠檬烯。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于步骤（1）中有机溶剂为甲醇、丙酮或正己烷。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于步骤（1）中提取方式有回流法、超声提取法、索氏提取法或微波辅助萃取法。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于步骤（1）中准确称取5.0000g样品，置于150 mL索式抽提器的纸筒中，在150 mL的圆底烧瓶中加入以正己烷30mL的提取溶剂，60℃～80℃时提取2h，1h回流次数不少于5次，冷却至室温，经0.45µm的有机滤膜过滤，得滤液。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于步骤（1）中待检样品先放置在液氮罐中处理，再将样品粉碎至40目～60目大小颗粒。

6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于D-柠檬烯的相关系数在0.995以上，检出限为0.01ug/g，定量限为0.03ug/g。

7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于样品加标回收率大于94%。