全氟烷基化物质是一种含氟表面活性剂。这些物质被用于食品包装，特别是油炸快餐，因为通过包装泄漏的油被其脂肪亲和性抑制。
然而，已知全氟辛烷磺酸会生物积累，并与人类的不利健康结果有关。C8化合物是长链PFAS，每条链有8个或更多的碳原子，具有更长的生物半衰期，在美国，已自动停止在食品包装中使用。
其他氟化碳氢化合物和较短链全氟辛烷磺酸仍在使用。然而，美国一些国家和个别州一直在考虑对食品包装中允许使用的有机氟化合物总量进行限制。
通过现场便携式手持式LIBS分析仪的使用，扩展了原位元素分析的潜在应用。这些分析仪允许在几乎任何矩阵类型的任何元素的快速定量和筛选。
LIBS具有测试轻元素(如氟)的能力，这使得它特别适合于其他现场便携式元素分析技术(例如x射线荧光光谱(XRF))对最轻元素不敏感的应用。
实验
LIBS流程的说明如图1所示。
图1所示。LIBS过程的说明。图片来源:SciAps, Inc。
测量,SciAps Z-300手持式LIBS分析仪(图2显示了取代Z-300的Z-901氟仪表)。
图2。2021年新品:SciAps Z-901手持LIBS分析仪。内部清洗气体盒显示在左边。图片来源:SciAps, Inc。
来自SciAps的LIBS分析器有几个高级特性:
- 集成摄像头支持样品定位
- X/Y光栅激光穿过样品
- 通过氦气吹扫增强F信号的能力
- 利用CCD探测器的时间门控最小化轫致辐射背景的能力
- 光谱范围广，波长185-190nm
LIBS将不会指定含氟化合物，尽管检测氟被作为潜在PFAS存在的标记。
一些食品包装样品是从波士顿地区的快餐店和商店中获得的。样品没有以任何方式特别制备，而是按原样提交给分析仪进行测试。
采用250ns门延迟作为CCD的时间门控。
填词光谱采集150个连续脉冲，每个样本在激光焦点上手动光栅。所有样品在10个重复中进行测试，并将光谱平均放在一起。
实验样本包括:
- 微波爆米花袋子
- 压缩纸板炸薯条盒
- 瓦楞纸夹心盒
- 用来装油腻食物的纸袋
- 烘焙食品和三明治的包装纸
图片来源:SciAps, Inc。
结果与讨论
光谱检测了在685.60nm处的F (l)峰，这是大多数基质类型中最突出的无重叠峰。
在690.25nm处有一个次要的F (l)峰，但它较弱，并且与许多空白样品中存在的另一个未识别的峰在690.40nm处重叠。
下图中绘制的光谱已经被修正，以消除任何基线偏移，并采用Savitzky-Golay平滑技术来降低噪声水平。
在三明治的包装纸中检测到不同程度的F(图3)。
图3。f685.60 nm信号从各种包装纸。图片来源:SciAps, Inc。
F只出现在一些样品的食品一侧，如硬纸板汉堡盒(图4)。对三家独立快餐连锁店的炸薯条硬纸板盒进行了测试，但没有检测出F水平。
图4。汉堡蛤壳纸板箱。F出现在食品正面(实心)，但不在盒子外面(虚线)。图片来源:SciAps, Inc。
玉米片包装袋的LIBS信号总体较弱，而包装袋的食物一侧仍显示一些F信号。袋子外侧未检测到F(图5)。
图5。F信号在玉米粉圆饼包装袋的食物一侧(固体)，但不在外面(虚线)。图片来源:SciAps, Inc。
商店品牌微波爆米花袋的F含量最高，两面都有检测到的F含量，但食物一侧的F含量更高(图6)。
图6。微波爆米花袋子。F在两方面都存在，但在食物方面的水平更高。图片来源:SciAps, Inc。
为了检测氟水平，对10个重复中每个重复的f685.60 nm峰进行积分，然后计算信号的平均值和标准偏差。阳性检测定义为平均信号大于两倍标准偏差(2σ，或95%置信)的样本。
表1。蓝色突出显示的样本符合95%置信检测阈值。来源:SciAps公司。
LIBS不能确定F是故意添加的，还是检测到的F来自PFAS或其他基于F的化合物，因为它是一种元素分析技术。
F的定量检测限没有确定，这意味着一些标记为未检测的样品可能激光-样品耦合差，产生弱LIBS等离子体，表面F分布不均匀，甚至F含量较低。
结论
使用便携式手持LIBS分析仪已证明可以有效地筛选食品包装中是否存在氟，氟可能表明存在有机氟化合物或PFAS。
如果基本行动水平建立，进一步的工作可以定量校准LIBS分析仪在包装中的F水平。
对任何进一步定量工作的一个担忧是缺乏基质匹配的认证标准物质。欧洲杯足球竞彩进一步的工作还包括将定量LIBS F浓度与使用LC/MS等技术测定的PFAS含量进行关联。
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这些信息已经从SciAps, Inc.提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩
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