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第一節 空氣樣本之採樣分析方法 4-1.1 品保品管執行結果

4-1.1.1 檢量線

本研究之檢量線可分為兩個部分:一為五氟芐羥胺的標準曲線,如 圖4-1.1,配置濃度為 0.2、0.5、1、5、10 及 20 mg/mL;二為呋喃甲醛與 五氟芐羥胺反應之衍生物的檢量線,如圖4-1.2,配置濃度為 6.51、65.1、

651、1627.5、3255 及 6510 mg/L。以上之檢量線其相關係數(R)皆達 0.995 以上,如表 4-1.1;質譜圖如圖 4-1.3,層析圖譜如圖 4-1.4。採集樣 本熱脫附分析後所得之層析圖譜如圖4-1.5。

4-1.1.2 偵測極限

4-1.1.2.1 方法偵測極限

以檢量線最低濃度 6.51 mg/L,進行 7 次重複分析,以分析結果之 3 倍標準差(standard deviation,SD)計算方法偵測極限,得方法偵測極限 為0.565 ng(furfural),如表 4-1.1。

4-1.1.2.2 儀器偵測極限

將空白樣本重複分析 7 次,以分析結果之 3 倍標準差,再除以檢量 0.032 ng(furfural),

如表4-1.1。

4-1.1.3 分析準確度

配製檢量線中之 651 mg/L 濃度進行分析準確度測試,所得之相對偏 差為3.828%,如表 4-1.1。

4-1.1.4 分析精密度

配製檢量線中之 651 mg/L 濃度進行分析精密度測試,所得之 CV 值 為2.093%,如表 4-1.1。

4-1.2 熱脫附

將裹附五氟芐羥胺 20 min 之萃取纖維直接進行熱脫附,以評估脫附 效率。脫附效率的決定是將同一樣本在完成第一次纖維脫附分析後,在 同樣的分析條件下,直接將纖維再置入注射口進行第二次纖維脫附分 析;由表4-1.2 可知,脫附效率隨著脫附時間的增加而增加,在脫附溫度 為250℃的情況下,當脫附時間為 2 min 時,脫附效率已達 99.99%以上。

4-1.3 衍生試劑裹附

由圖4-1.6 可知,五氟芐羥胺之裹附量隨著裹附時間增長而增加,當 裹附20 min 時,裹附量不再隨著時間的增加而有明顯變化,已逐漸達到

平衡之趨勢。

在25℃的下,SPME 被動式採樣器對呋喃甲醛的理論採樣率為 1.455×10-2 (cm3/min),假設五氟芐羥胺與呋喃甲醛的衍生反應與理論反應 機制相同,反應時的莫耳數比為1:1,則可藉由五氟芐羥胺之檢量線的 定量結果,來預估固相微萃取纖維上所裹附之五氟芐羥胺可採集呋喃甲 醛之最大量。由圖4-1.6 可知,當頂空萃取 2 min 時,五氟芐羥胺裹附量 平均為28.29 µg(113.39 nmole),即可與 10.94µg 之呋喃甲醛進行反應;

亦即頂空裹附五氟芐羥胺2 min 的裹附量足以讓固相微萃取纖維之被動 式採樣器,於25℃,呋喃甲醛濃度為 1 TLV-TWA(2 ppm)的情況下連 續採樣約1594 小時;或於呋喃甲醛濃度為 1 PEL-TWA(5 ppm)的情況 下連續採樣約637 小時。當欲採集樣本之呋喃甲醛濃度較高或實驗採樣 率高於理論採樣率,致使五氟芐羥胺之裹附量不足以提供採樣時衍生反 應之所需時,則可延長裹附時間以增加裹附量。

綜合表4-1.2 及圖 4-1.6 可知,當裹附時間達 20 min 時裹附量逐漸達 到平衡而不再有明顯的增加。將固相微萃取纖維裹附20 min 後進行脫附 效率測試,發現當脫附溫度為250℃、脫附時間為 2 min 時,脫附效率可 達99.99%以上,而五氟芐羥胺的裹附量在 2 min 時即可滿足本實驗之所 需,此時之裹附量較裹附20 min 時為少,而脫附溫度為 250℃、脫附時 間為2 min 亦可滿足本實驗之所需。

4-1.4 採樣率測試

使用空氣採樣袋進行採樣率測試之結果,可以「固相微萃取萃取纖 維採集之呋喃甲醛量」對「暴露時間與濃度之乘積」作圖,再利用線性 迴歸分析,而迴歸線之斜率即採樣器之實驗採樣率。圖4-1.7~4-1.36 為各 種不同濃度(0.5、1、4、8、16 倍 TLV-TWA)、溫度(4、25、35℃)、

濕度(6、80%)的條件下,進行 10、20、40、60、90 min 等不同時間之 採樣測試所得之結果;表4-1.3 列出各種不同濃度、溫度、濕度下測試所 得之實驗採樣率。

所得之實驗採樣率加以統計檢定,發現在相同的溫度和濕度下,不 同濃度經測試所得之實驗採樣率皆沒有顯著差異(P 值最小為 0.1316);

在相同溫度和濃度下,不同濕度經測試所得之實驗採樣率皆沒有顯著差 異(P 值最小為 0.0654);在相同濕度和濃度下,不同溫度經測試所得之 實驗採樣率皆具有顯著差異(P 值最大為 0.0118)。故本研究發現,濃度 和濕度不會影響採樣率,而溫度則會影響採樣率。因此將所有的採樣率 測試結果放在一起,以「固相微萃取萃取纖維採集之呋喃甲醛量」對「暴 露時間與濃度之乘積」作圖,如圖4-1.37。考慮濃度和濕度不會對採樣率 造成影響,而溫度會對採樣率造成影響,故分別將相同溫度的情況下不 同濃度和濕度之採樣率測試結果視為同一組,進行線性迴歸分析,可分 別得到在不同溫度(4℃、25℃、35℃)下之實驗採樣率,在 4℃時,實

驗採樣率為(3.758±0.062)×10-2 (cm3/min);25℃時,實驗採樣率為

(5.023±0.102)×10-2 (cm3/min);35℃時,實驗採樣率為(13.254±0.112)×10-2 (cm3/min)。

溫度之所以會對實驗採樣率造成影響,其原因可能是溫度上升會使 擴散係數變大(42),而且溫度也會影響物質在固相微萃取纖維裹附層與樣 本空氣間的分配係數(19),進而影響SPME 被動式採樣器之採樣率。

4-1.5 與 OSHA Organic Method#72 進行平行比對

本研究以固相微萃取纖維經頂空裹附五氟芐羥胺2 min 後,組裝成被 動式採樣器,再使用動態暴露系統進行與OSHA Organic Method#72 方法 之平行比對,其結果可以「SPME 被動式採樣器所測定之濃度」對「OSHA Organic Method#72 方法所測定之濃度」作圖,再利用線性迴歸分析,以 探討兩種採樣方法所得測定結果之相關性。本研究將SPME 被動式採樣 器與OSHA Organic Method#72 方法之採樣設備同時於暴露腔中進行採 樣,暴露濃度為0.5、1、2、4 倍 TLV-TWA,溫度為 25℃,採樣時間為 60 min,如圖 4-1.38,平行比對之結果顯示有良好之相關(R=0.993,

slope=0.945±0.031)。

4-1.6 採樣器的壽命和樣本儲存穩定性

4℃下

保存七天後的固相微萃取纖維與當天(第七天)裹附五氟芐羥胺衍生試 劑的纖維一同進行暴露呋喃甲醛,其回收率為97.2±5.3%。

樣本儲存穩定性的測試結果發現,裹附五氟芐羥胺衍生試劑後立即 暴露呋喃甲醛,在4℃下保存七天後的固相微萃取纖維與當天(第七天)

裹附五氟芐羥胺衍生試劑後立即暴露呋喃甲醛的纖維比較,其回收率為 95.6±3.5%。

第二節 食物樣本之採樣分析方法 4-2.1 品保品管執行結果

4-2.1.1 檢量線

本研究之檢量線可分為兩個部分:一為五氟芐羥胺的檢量線,如圖 4-1.1,配置濃度為 0.2、0.5、1、5、10、20 mg/mL 等濃度;二為呋喃甲 醛與五氟芐羥胺反應之衍生物的檢量線,如圖4-2.1~3,使用標準添加法 來建立該檢量線。以去離子水配置濃度為1.16、11.6、116、232、464、

928 mg/L 之呋喃甲醛水溶液,接著在六個 4 mL 樣本瓶中,分別加入 1 mL 的樣本置入4 mL,並在各個樣本瓶中再分別加入 20 µL 不同濃度之呋喃 甲醛水溶液(每個樣本瓶之呋喃甲醛添加量分別為0.0232、0.232、2.32、

4.64、9.28、18.56 µg)。以上之檢量線其相關係數(R)皆達 0.995 以上,

如表4-2.1~3;層析圖譜如圖 4-2.4~6。

4-2.1.2 偵測極限

4-2.1.2.1 方法偵測極限

經比較醋酸水溶液與醋、乙醇水溶液與啤酒、去離子水與以去離子 水沖泡之嬰兒奶粉水溶液,依標準添加法所建立之檢量線的斜率後,發 現並無顯著差異(P 值>0.05),故本研究以醋酸水溶液、乙醇水溶液、

去離子水所建立之檢量線進行方法偵測極限之測試。

分別以醋酸水溶液、乙醇水溶液、去離子水所建立之檢量線的最低 濃度0.0232 mg/L,進行頂空萃取並重複分析 7 次,以分析結果之 3 倍標 準差(standard deviation,SD)計算方法偵測極限。所得之偵測極限分別 為3.087、8.237、14.047 µg/L,如表 4-2.1~3。

4-2.1.2.2 儀器偵測極限

將空白樣本重複分析 7 次,以分析結果之 3 倍標準差,再除以檢量 線之斜率,計算儀器偵測極限,得儀器偵測極限為0.816 µg/L,如表 4-2.1~3。

4-2.1.3 分析準確度

分別以醋酸、啤酒、以去離子水沖泡之嬰兒奶粉水溶液所建立之檢 量線中,呋喃甲醛添加量為9.28 µg 進行分析準確度測試,所得之相對偏 差分別為3.262、4.452、4.041%,如表 4-2.1~3。

4-2.1.4 分析精密度

分別以醋酸、啤酒、以去離子水沖泡之嬰兒奶粉水溶液所建立之檢 量線中,呋喃甲醛添加量為9.28 µg 進行分析精密度測試,所得之 CV 值 分別為1.381、4.743、1.966%,如表 4-2.1~3。

4-2.2 熱脫附

將裹附五氟芐羥胺 20 min 之萃取纖維直接進行熱脫附,以評估脫附 效率。脫附效率的決定是將同一樣本在完成第一次纖維脫附分析後,在 同樣的分析條件下,直接將纖維再置入注射口進行第二次纖維脫附分 析;由表4-1.2 可知,脫附效率隨著脫附時間的增加而增加,在脫附溫度 為250℃的情況下,當脫附時間為 2 min 時,脫附效率已達 99.99%以上。

4-2.3 衍生試劑裹附

由圖4-1.6 可知,五氟芐羥胺之裹附量隨著裹附時間增長而增加,當 裹附20 min 時,裹附量不再隨著時間的增加而有明顯變化,已逐漸達到 平衡之趨勢。

假設五氟芐羥胺與呋喃甲醛的衍生反應與理論反應機制相同,反應 時的莫耳數比為1:1,則可藉由五氟芐羥胺之檢量線的定量結果,來預 估固相微萃取纖維上所裹附之五氟芐羥胺可採集呋喃甲醛之最大量。由 圖4-1.6 可知,當頂空萃取 2 min 時,五氟芐羥胺裹附量平均為 28.29 µg

(113.39 nmole),可與 10.94 µg 之呋喃甲醛進行反應;當頂空萃取 5 min 時,五氟芐羥胺裹附量平均為46.30 µg(185.57 nmole),可與 17.83 µg 之呋喃甲醛進行反應;當頂空萃取10 min 時,五氟芐羥胺裹附量平均為 57.82 µg(231.74 nmole),可與 22.27 µg 之呋喃甲醛進行反應;當頂空萃

取20 min 時,五氟芐羥胺裹附量平均為 65.71 µg(263.37 nmole),可與 25.30 µg 之呋喃甲醛進行反應。實際實驗時發現,樣本中除了呋喃甲醛 外,尚有5-甲基呋喃甲醛、香草醛及丁香醛(10,24)等其他物質可能會與五 氟芐羥胺進行反應,導致五氟芐羥胺之裹附量可能不足以提供採集樣本 中呋喃甲醛時之所需,故應針對不同的樣本進行測試以評估所需之呋喃 甲醛的裹附量,而修正五氟芐羥胺之頂空裹附時間。針對本研究中的三 個樣本,經測試後評估所得之五氟芐羥胺裹附量及頂空裹附時間分別如 下:醋,五氟芐羥胺之裹附量為57.82 µg(231.74 nmole),頂空裹附時間 為10 min;啤酒,五氟芐羥胺之裹附量為 57.82 µg(231.74 nmole),頂空 裹附時間為10 min;以去離子水沖泡之嬰兒奶粉水溶液,五氟芐羥胺之 裹附量為46.30 µg(185.57 nmole),頂空裹附時間為 5 min。

4-2.4 頂空萃取條件之測試

4-2.4 頂空萃取條件之測試

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