概述
可萃取物(Extractables)指在較苛刻實驗條件下,用不同物理化學(xué)性質(zhì)的溶劑從包裝或生產(chǎn)部件材料中可提取出的化合物??山鑫铮↙eachable)指在正常的生產(chǎn)工藝、存儲和使用條件下,由生產(chǎn)部件、包裝部件或器具中遷移引入的化合物??山鑫锿ǔ儆诳奢腿∥?,因此二者一般被合并稱為可萃取物與可浸出物 (E&L)。由于該類物質(zhì)與材料的使用壽命、安全性、環(huán)保息息相關(guān),因此E&L逐漸成為高分子材料相關(guān)領(lǐng)域的研究重點。
聚丙烯簡稱PP,為丙烯通過加聚反應(yīng)生成的聚合物,是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂,在食品、藥品包裝、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在PP材料生產(chǎn)中通常需要加入一系列的改性劑(俗稱助劑),提高其綜合性能,擴大應(yīng)用領(lǐng)域。而在聚丙烯材料的使用過程中,由于條件不當(dāng)(高溫、油脂)可能會導(dǎo)致改性劑滲出,危害使用者的身體健康。
本實驗基于新型高分辨質(zhì)譜 QTOF系統(tǒng),對經(jīng)二甲苯、二氯甲烷、乙二醇為主的有機溶劑浸泡過的PP材料浸出物樣品進行數(shù)據(jù)采集。應(yīng)用 OS軟件成功鑒定得到131種化合物,為E&L研究提供了參考方案。
方案優(yōu)勢:
1、數(shù)據(jù)采集質(zhì)量高:
采用TOF MS-IDA-MS/MS采集模式,結(jié)合智能化的動態(tài)背景扣除技術(shù)(DBS),可保證在一次采集中得到大量高質(zhì)量有效的高分辨一級和二級質(zhì)譜信息,為數(shù)據(jù)分析打好基礎(chǔ)。
2、分析流程高效、完整:
應(yīng)用 OS軟件進行一站式數(shù)據(jù)處理,結(jié)合靶向、非靶向分析、降解產(chǎn)物推導(dǎo)及文獻報道等多種方式進行定性分析,可快速、準確的得到定性分析結(jié)果。
定性結(jié)果展示:
正負采集模式下共計鑒定出131種化合物(圖1),包括抗氧劑、成核劑、爽滑劑、增塑劑、光穩(wěn)定劑、防黏劑、 PEG類等,均為文獻報道的PP材料常用助劑。
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圖1. 鑒定得到的化合物分類信息
數(shù)據(jù)處理流程示例:
1、應(yīng)用專門針對E&L領(lǐng)域的高分辨一級&二級譜庫,進行靶向鑒定分析
使用 OS軟件導(dǎo)入高分辨譜庫化合物列表進行峰提取和數(shù)據(jù)庫匹配,通過一級質(zhì)量準確度,同位素豐度偏差,二級譜庫匹配得分三個維度給出可靠的鑒定結(jié)果。靶向流程可大大節(jié)省對分析結(jié)果的驗證時間,提高數(shù)據(jù)處理效率,保證更快且更準確的鑒定相關(guān)物質(zhì)(圖2)。
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圖2. 靶向鑒定分析結(jié)果示例
2、采用半靶向方式,對助劑相關(guān)副產(chǎn)物進行定性分析
PP改性劑為功能性添加劑,以抗氧劑為例,該類化合物通常以自我犧牲(優(yōu)先被氧化)的形式實現(xiàn)抗氧效果。因此抗氧劑1010、 168等的氧化、降解產(chǎn)物可能出現(xiàn)在PP浸出物中。據(jù)此推斷出助劑副產(chǎn)物的分子式,采用半靶向的方式,用高分辨精確質(zhì)荷比及同位素豐度驗證分子式(圖3),用二級碎片驗證推測結(jié)構(gòu)式(圖4),對相關(guān)化合物進行定性分析??啥ㄐ猿鲆幌盗兄鷦┫嚓P(guān)副產(chǎn)物。
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圖3. 預(yù)測的分子式提峰及自動計算分子式得到的結(jié)果展示
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圖4. 導(dǎo)入結(jié)構(gòu)式進行二級碎片匹配,鎖定目標(biāo)物
3、采用nonTarget模式進行非靶向提峰,鏈接在線數(shù)據(jù)庫定性更多目標(biāo)物
非靶向流程可以設(shè)置空白樣本,根據(jù)設(shè)定的峰面積比扣除空白樣本中的離子,軟件可以自動將離子的不同加和形式和不同電荷數(shù)進行分組,增加鑒定準確度,減少重復(fù)鑒定的工作。提取出來的離子會自動給出分子式,鏈接到本地數(shù)據(jù)庫或者在線數(shù)據(jù)庫進行檢索,給出鑒定結(jié)果。
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圖5. nonTarget提峰結(jié)果,鏈接到在線數(shù)據(jù)庫定性得到1,3:2,4-二對甲基芐叉山梨醇
小結(jié):
在高分辨質(zhì)譜領(lǐng)域,全面且準確的質(zhì)譜信息是高效完成定性研究的基礎(chǔ)。 QTOF 高分辨質(zhì)譜超快的掃描速度可實現(xiàn)在一針進樣中得到大量一級&二級質(zhì)譜信息,同時智能化的動態(tài)背景扣除功能(DBS)可極大保證采集信息的有效性,為定性分析打下基礎(chǔ)。
OS作為新一代質(zhì)譜一站式數(shù)據(jù)采集和處理軟件,簡潔易用。依賴專門針對E&L領(lǐng)域推出的高分辨一級&二級數(shù)據(jù)庫可更快、更準確的找到目標(biāo)物,有效減少工作量。結(jié)合目標(biāo)性的半靶向及補充性的非靶向數(shù)據(jù)處理流程,可完整高效的對E&L領(lǐng)域相關(guān)目標(biāo)物進行定性分析。
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《 QTOF系統(tǒng)在聚丙烯(PP)材料有機溶劑浸出物定性分析中的應(yīng)用》
X500R QTOF 系統(tǒng)
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