塑料由于具有重量轻、易加工成型、使用方便、成本低等优点而被广泛应用于食品药品包装领域。塑料包装材料的品质直接关系到食品药品的安全,进而影响人们的健康和生命安全,因此,在执行食品药品安全监管工作的同时,对于其塑料包装材料的质量控制也不容忽视。质谱(mass spectrometry, MS)技术、液相色谱-质谱联用(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)及超临界流体色谱-质谱联用(supercritical fluid chromatography-mass spectrometry, SFC-MS)技术具有高灵敏度、高分辨率、强特异性、高效分离能力等特点被广泛应用于化合物的识别与鉴定。本文基于MS、LC-MS及SFC-MS技术在食品药品塑料包装质量控制和食品药品安全性评估与分析方面做了以下研究:(1)利用电喷雾电离源三重四极杆质谱(electrospray ion source-triple quadrupole mass spectrometry, ESI-QqQ MS)发展 了包含100种聚合物添加剂的质谱库。采用直接进样的方式,得到其母离子和碎片离子信息并进行断裂机理的推断。从而包含有名称、结构式、全扫描质谱图、碎片离子扫描图及其对应的可能的结构断裂位置的100种聚合物添加剂的质谱库。为验证谱库的应用,实验制备添加有8 种添加剂(Tinuvin 328,Tinuvin 770, Cyasorb 2908,Cyasorb 3853,Irgafos 168, Antioxidant 405, Irganox 565 和 Irganox MD 1024)的模拟塑料样品进行分析。利用加速溶剂萃取(accelerated solvent extraction,ASE)技术对塑料中的添加剂进行萃取后用质谱直接进样的方式进行分析,利用谱库进行分子量检索和碎片离子图匹配即可快速识别塑料中的8种添加剂。为进一步满足快速定量分析的要求,样品未经色谱分离,利用ESI-MS/MS液相色谱流动相辅助直接进样的方法对8种添加剂进行半定量分析,方法的检出限在0.1-10 μg·L-1,回收率在84-120%之间。将该方法应用于实际聚丙烯(polypropylene, PP)材料的分析,测得该样品中含有添加剂Irgafos 168、Cyasorb 3853和Cyasorb 2908,含量分别为 0.182%、0.108%和 0.077%。实验采用UPLC-MS/MS的分析方法验证该半定量分析方法的可靠性,结果表明ESI-MS/MS半定量分析结果与UPLC-MS/MS的分析结果一致。(2)利用大气压固体分析探针(Atmospheric solids analysis probe,ASAP)四极杆飞行时间质谱(ASAP-QTOF MS)发展了包含有100种聚合物添加剂的质谱库。样品无需溶解或其他前处理,直接通过ASAP探头的玻璃毛细管携带样品后置于质谱仪中即可进行分析。为了获得最优的质谱图,实验对脱溶剂气温度、电晕放电针电流、锥孔电压和碰撞能量等关键参数进行了优化。最终得到的100种添加剂的信息包括名称、结构式、全扫描质谱图、碎片离子扫描图、母离子和碎片离子的精确质量数信息及可能的断裂机理。分析复合添加剂、模拟塑料样品(PP)及市的实际塑料样品(polymethylmethacrylate,PMMA)中的添加剂的成分以对该谱库进行应用验证,通过精确质量数检索和谱图匹配即可快速识别复合添加剂的组成,以及模拟样品和实际样品中所含的添加剂。此外,ASAP电离技术不仅能够电离添加剂,还能够电离塑料基质。实验结果表明,在模拟塑料样品的1.2 min对应的全扫描质谱图中相差42 Da的系列特征峰即为PP的特征峰,证明该塑料基质是PP材料。PMMA的谱图中也能得到相差100Da的PMMA基质的系列特征峰。(3)以上方法主要用于包装材料中添加剂的快速筛查。当食品或药品与包装材料直接接触时,包装材料中的添加剂或其他小分子物质会迁移到食品或药品中,由于食品药品基质复杂,且其中的迁移物含量通常是痕量级的,因此为提高分析方法的灵敏度并准确测定其中的迁移物的含量,本论文进一步扩充质谱库,发展了 174种聚合物添加剂的超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF MS)谱库。为保障仪器在采集信息时的状态是一致和稳定的,实验首先进行了系统稳定性考查。经过系统的色谱和质谱条件的优化,在同一个色谱条件下,所有的添加剂均能流出,且在质谱上有较好的响应。将每个添加剂的信息录入UNIFI软件即可获得一个在线筛查添加剂的标准质谱库。谱库信息包括添加剂的名称、结构、保留时间、碎片离子的精确质量数和元素组成、对应的添加剂的MSE和MS/MS的谱图及物质分类。为更好的利用该谱库筛查实际样品,实验对影响筛查结果的参数进行了考查,包括:质量误差、保留时间、碎片离子、同位素模式等。利用谱库及发展的UPLC-QTOFMS方法对实际的生物疫苗中的包材迁移物进行分析,结果表明该方法可以快速确定迁移到药物中的聚合物添加剂的种类及含量。针对于不能用谱库确定的未知峰,本论文也提出了一种有效的分析流程:以质荷比进行元素组成分析得到分子式——用分子式进行ChemSpider检索推测可能结构式——将结构式导入UNIFI软件与MSE高能量通道下的碎片离子谱图进行碎片结构解析匹配。该方法大幅降低了未知物分析所需要的时间和精力。最终在疫苗及其药物介质中测得到的添加剂包括Irgafos 168,Irganox 1076,Irganox 1010,Irganox 3114 FF,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸辛癸酯(ODP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)及2-羟基-1,3-环己烷二甲酸二甲酯,其含量在0.85-21.91μg L-1。(4)发展了兼具高分离效率和高通量的超高效超临界流体色谱-二极管阵列检测器-串联质谱(Ultra performance supercritical fluid chromatography tandem mass spectrometry-Photodiode array detector-tandem mass spectrometry,UPSFC-PDA-MS/MS)的方法研究食品包装材料中13种光引发剂在EU 10/2011法规规定的5种食品模拟液中的迁移行为。该方法简便快速,样品经液液萃取浓缩后用UPSFC-PDA-MS/MS分析仅需4.5 min,13种添加剂即可获得良好的分离效果,且灵敏度高,检出限在0.02-2.16 μg·L-1,能够满足市场上食品包装材料质量控制的高通量分析要求。实验结果表明,光引发剂的迁移总体上的规律是温度越低,食品模拟液环境亲水性越强,分子越复杂,迁移百分率越小。在40℃,50%乙醇模拟液的储存环境下,13种光引发剂中Irgacure 819、TPO、Darocure 1173的迁移率最低,Irgacure 907的迁移率最高。因此,为保障食品安全建议食品包装制造商在包材加工过程中使用以上迁移率低的几种光引发剂。