曾 铭¹ 柳映青² 蒋小良³ 喻零春¹ 尹君玲¹

摘 要 以聚乙烯(PE)为原料，制备了含有双酚A塑料碗标准样品，采用高效液相色谱法对标准样品的均匀性和长期稳定性进行实验。结果表明，PE碗标准样品中双酚A含量具有良好的均匀性和稳定性。实验采用8家不同实验室进行协作定值，PE碗标准样品中双酚A的迁移量定值为1.260 mg/L。对定值结果的不确定度进行了评估，合成扩展不确定度为0.065 mg/L (k=2)。

关键词 双酚A；标准样品；不确定度

 Development of Standard Sample for Migration of Bisphoenol A in PE Plastic Bowl

ZENG Ming¹  LIU Ying-Qing²  JIANG Xiao-Liang³  YU Ling-Chun¹  YIN Jun-Ling¹

Abstract The plastic bowl reference material was developed from PE as raw material. The BPA release was confirmed by HPLC to test the homogeneity and stability. The results showed that the homogeneity and stability of the reference material were fine. A cooperative certification was conducted by eight labs, which determined that the certified value of reference material of BPA release was 1.260 mg/L. The combined expanded uncertainty of characteristic values was 0.065 mg/L (k=2).

Keywords BPA; reference material; uncertainty

双酚A(bisphenol A，BPA)俗称2,2-双(4-羟基苯基)丙烷，又称二酚基丙烷，是生产塑料制品的重要单体，是生产制造酚醛树脂以及聚氯乙烯(PVC)稳定剂等产品的重要原料，这些都是世界上使用最广泛的工业化合物之一。所以双酚A广泛用于制造食品包装材料、儿童玩具、餐具、奶瓶、水瓶等。塑料食品包装材料中的双酚A存在通过食品包装容器和塑料薄膜迁移到食品中，并随着食物链的转移进入人体内的风险。近年的医学研究发现，双酚A是一种“破坏内分泌化学物质(英文名Endocrine Disrupting Chemicals)”，研究表明双酚A属于低毒性化学物质，对胚胎具有一定的毒性和致畸性。同时，双酚A能明显提升前列腺癌和白血病等癌症的发病率。奶瓶、水杯等塑料制品中的双酚A可能会影响婴幼儿的成长发育，尤其是对儿童大脑和性器官会造成损伤^[1]。由于双酚A潜在的致癌危险，所以世界上发达国家及地区纷纷出台限制措施，严格限制双酚类化合物在塑料食品接触材料中使用^[2,3]。

标准样品是保证测定结果准确的重要质控手段，双酚A标准样品研制，在塑料中双酚Ａ检测项目的比对、校准测试仪器设备、分析方法验证及评价、给材料赋值、测试结果的质量控制、测量不确定度的评价和人员考核等方面均具有重要的作用。目前，国内王斌^[4]等研制ABS塑料片中双酚A和壬基酚含量标准样品，尚未有塑料制品中双酚A迁移量标准样品的报道。

本文提出了聚乙烯（PE）塑料碗中双酚Ａ准样品的研制方法。将研制好的标准样品按照《食品接触材料 高分子材料 食品模拟物中2，2-二(4-羟基苯基)丙烷（双酚A）的测定》标准方法^[5]，对标准样品的均匀性和长期稳定性进行实验，并根据标准样品研制过程不确定度、均匀性及长期稳定性引起的标准不确定度，对PE碗标准样品中双酚A的定值不确定度进行评估。PE碗中双酚A迁移量标准样品的研制成功，开启了模拟食品迁移量研究的新方向，为食品接触材料中有毒有害物质迁移量分析提供了阳性样品研制样例。

1  实验部分

1.1 仪器和试剂

电子天平（AUY220型，日本岛津公司）；高效液相色谱仪（1200型，美国安捷伦公司）；电热恒温箱（DGX-9243B型，上海福玛实验设备有限公司）；高速混合机（SHR-10A型，张家港市万凯机械有限公司）；海天注塑机（MA600/100型，浙江海天塑机集团）；碗形注塑模具（东莞龙昌数码科技有限公司）；精密塑胶磨粉机（Y132S1-2型，南京爵玛电机有限公司）；双螺杆挤出造粒机（BP-8177-ZB型，宝品精密仪器有限公司）；切粒机组（BP-9L-03型，宝品精密仪器有限公司）；锤头多功能粉碎机（230型，威海泰富西玛电机有限公司）。

双酚A标准物质（德国Dr）：1000 mg/L，称取适量双酚Ａ，用甲醇配制而成。

无水乙醇为分析纯，广州化学试剂厂。添加双酚A为分析纯，阿拉丁试剂（上海）有限公司；蓝色色粉、PE胶粒、硬脂酸钙锌稳定剂、复合抗氧化剂（1010）、扩散剂（硬脂酸）均为工业级，德国巴斯夫化工有限公司。

1.2 仪器工作条件

此实验采用高效液相色谱-荧光检测器作为双酚A 的分离分析仪器。PhenomenexＣ18色谱柱（250 mm×4.6 mm，3.5 μm）；流动相为甲醇-水（70+30）；柱温为28℃；流量为1.0 mL·min^-1；进样量为10.0 μL；荧光检测器激发波长227 nm，发射波长313 nm。双酚Ａ特征峰的保留时间为6.535 min，色谱图见图１。

图1  双酚Ａ色谱图

Fig.1  Chromatogram of BPA　

1.3 试验方法

1.3.1 标准样品的制备

双酚A、颜料、各种添加剂等用球磨机研磨成粒径为500目左右的粉末，过筛后备用。准确称量PE原料29.0 kg、硬脂酸钙锌稳定剂0.5 kg、抗氧化剂（1010）0.3 kg、扩散剂硬脂酸0.3 kg、酞蓝色粉20 g加入高混机中，以10℃/min的升温速率升温至95℃左右，然后将按比例准确称量双酚A目标物质30 g，在升温过程中逐步加入至原料中。在加入双酚A过程中，以1200 rpm/min 转速让原料同双酚A目标物充分混合90 min。在熔融状态下，将得到的粉末物料用双锥螺杆挤出机挤出，成型后牵引到冷却水槽冷却后，然后再转移到造粒机中进行造粒成型。用高速混合机将挤出的颗粒再次充分混匀后，用注塑机注塑成型制得碗状PE塑料产品。

1.3.2 样品测定

根据GB 31604.1-2015^[4]和GB 5009.156-2016^[5]的规定，选取PE塑料碗的模拟液为体积分数50%乙醇，加入模拟液适宜体积为100 mL。在塑料碗上加盖表面皿，平放在70℃电热恒温箱中保持120 min。然后将模拟液浸泡转移到100 mL容量瓶，冷却后用50%乙醇定容到100 mL，经0.45μ m微孔滤膜过滤后，按仪器工作条件进行测定。

2  结果与讨论

2.1 标准曲线

将双酚Ａ标准储备液用50%乙醇逐级稀释成0.00 mg/L、0.03 mg/L、0.06 mg/L、0.15 mg/L、0.30 mg/L、0.75 mg/L、1.50 mg/L、3.00 mg/L的混合标准溶液系列，在仪器工作条件下进行测定。以峰面积(Y)和质量浓度(X, mg/L)绘制工作曲线，双酚Ａ线性回归方程分别为Y＝6036.2X＋112.6，相关系数为r=0.9997，在0~3.00 mg/L 浓度范围内线性关系良好。

2.2 均匀性检验

从100份样品中随机抽取15份，每份样品包括两只PE塑料碗，按照1.3.2节方法对样品进行处理及测定，考察标准样品的均匀性。共获得15组30个数据（详见表1），按照GB/T 15000.3-2008规定^[6]，采用单因子方差分析统计值F，根据自由度及显著性水平，查出F_临界值。

对表1中的数据进行统计处理，得出方差分析结果BPA迁移量的统计值F为0.22。当显著性水平a=0.05，查F分布表可知，F_临界值为2.42。F<F_临界值，表明在95%的置信区间，组间与组内标准样品中BPA迁移量无显著差异，研制的PE塑料碗标准样品具有良好的均匀性。

表1  塑料碗标准样品均匀性实验结果（mg/L）

Table 1  Results of the homogeneity test of the plastic bowl reference material

2.3 稳定性检验

标准样品的稳定性是最重要考核指标之一，也是标准样品确保在有效期内结果值稳定的基础。按照前密后疏的原则考察标准样品的稳定性，监测间隔时间分别为0、0.5、1、3、6、9、12个月。按照GB/T 15000.3-2008规定的标准样品稳定性方法进行统计分析^[6]，采用下列公式进行稳定性评估模型建立：

式中β₀、β₁为回归系数，X为时间自变量，Y为因变量，BPA为迁移量的值。

本方法采用 t检验进行判断，即如果，则表明斜率不显著，标准样品迁移量与时间变量无明显差异，没有观察到不稳定性，标准样品的稳定性好。试验按照1.3.2节方法对标准样品进行处理及测定，测定数据见表2。  

表2  稳定性实验结果（mg/L）

Table 2  Results of the stability test

 经 计算，BPA迁移量的斜率以及斜率标准偏差分别为：| β ₁ |=0.008和 s ( β ₁ )=0.0058， 则BPA迁移量的斜率以及斜率标准偏差关系均满足 （其中 t _0.95, n -2 = t _0.05,2 =4.30），说明标准样品在考察的12个月内具有良好的稳定性。

2.4 定值

本标准样品参照ISO Guide35的规定，采用多个实验室间和不同检测方法联合定值的方式进行定值。随机抽取8组样品，每组样品量为3个，分发给8个不用实验室，详见表3。 

表3  标准样品定值实验室及定值方法

Table 3  Specified values lab and method of the certified reference material

各定值实验均采用1.3.2节方法处理样品，所测定数据详见表4，采用单因子方差分析法进行统计。

表4  塑料碗标准样品定值结果（mg/L）

Table 4  Specified values of the the plastic bowl reference material

采用柯克伦检验法^[7]对每个实验室测得数据的标准偏差进行一致性检验，若其相对标准偏差超过10%，则剔除该实验室定值测试数据。然后，将各定值单位有效数据的平均值再进行平均，作为最终定值结果，所得双酚A迁移量定值结果为1.260 mg/L。 

2.5 定值结果的不确定度评定

标准样品定值结果的不确定度主要由标准样品的均匀性、稳定性及定值试验过程引入的不确定度总和。在置信概率为95%时，k=2，U=2 u_CRM，各不确定度分量及合成不确定度见表5。故PE塑料碗标准样品中双酚A迁移量的最终定值结果为（1.260±0.065）mg/L。

表5  定值结果相对不确定度

Table 5  Uncertainty of the certified reference material

3  结论

以聚乙烯（PE）为原料，通过混匀、熔融、水冷、拉丝、制粒和压模，制备了含有双酚A的塑料碗标准样品，并对标准样品中双酚A迁移量进行了均匀性、稳定性检验。结果表明，该标准物质均匀性良好，标准物质在12 个月内是稳定的，符合标准物质的研制要求。采用多个实验室协同定值的方法对含有双酚A的PE塑料碗标准样品进行了定值，双酚A迁移量定值结果为：1.260 mg/L，并对该标准样品量值的不确定度进行了分析，扩展不确定度为0.065 mg/L，所以，PE塑料碗标准样品中双酚A迁移量的最终定值结果为（1.260±0.065）mg/L。该标准样品具有良好的稳定性和均匀性，可用于塑料产品双酚A测试、方法校正和质量控制。

【该文经CNKI学术不端文献检测系统检测，总文字复制比为11.3%。】

基金项目：广州海关科技计划项目（2017GDK13）

第一作者：曾铭（1975-），男，湖南人，硕士研究生，高级工程师，主要从事分析检测工作，E-mail：zengm2003@163.com

1.花都海关  广州  510800

2.中国检验认证集团广东有限公司  广州  510000

3. 江门海关技术中心  江门  529000

1. Huadu Customs, Guangzhou  510800

2. China Certification  Inspection and Group Guangdong Co., Ltd, Guangzhou  510000

3. Technology Center of Jiangmen Customs , Jiangmen  529000

参考文献

[1]王 佳, 詹平.双酚A对机体影响及其机制的研究进展[J].预防医学情报杂志, 2005, 21(5): 541-544.

 [2]张彦丽,任佳丽,李忠海,等.食品包装材料中双酚A的研究进展[J].食品与机械, 2011, 27(1): 155-157.

 [3]汪仕韬,曹霞,朱昊浩,等. 塑料包装材料中双酚A 毒性及检测研究进展[J].包装与食品机械, 2019, 37(1): 69-72.

 [4]王斌,陈晨,温健昌,等.ABS塑料中双酚A和壬基酚标准样品的研制[J]. 理化检验（化学分册）, 2017, 53(12): 1437-1440.

 [5] GB/T23296.16-2009食品接触材料 高分子材料 食品模拟物中2，2-二(4-羟基苯基)丙烷（双酚A）的测定 高效液相色谱法[S].

 [6] GB 31604.1-2015 食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验通则[S].

 [7] GB 5009.156-2016 食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则[S].

 [8] GB/T 15000.3-2008 标准样品工作导则（3）标准样品 定值的一般原则和统计方法[S].

 [9] GB/T 6379.2-2004 测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法[S].

（文章类别：CPST-B）