一種測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘含量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘含量的方法，包括內(nèi)標(biāo)溶液的制備、標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的制備、樣品溶液的制備、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析和標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制及樣品結(jié)果的計(jì)算。該方法首次采用樣品萃取液直接進(jìn)樣，氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的含量。樣品前處理簡捷實(shí)用，避免現(xiàn)行檢測方法中樣品凈化、濃縮等處理過程，大為簡化了處理過程，減少了有機(jī)溶劑、耗材的使用；利用內(nèi)標(biāo)法定量，可以不用定容，且可以減少由前處理方法重現(xiàn)性和儀器精密度問題帶來的誤差；選擇峰形和分離效果最好的HP-5MS柱為分離柱，并采用能同時(shí)給出定性和定量信息的GC-MS/MS（MRM）作為檢測模式，提高了響應(yīng)信號的靈敏度，保證了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于卷煙主流煙氣指標(biāo)測定【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘含量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著公眾對吸煙與健康問題的日益關(guān)注，卷煙煙氣中釋放的有害成分也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題，有害成分釋放量逐步成為評價(jià)卷煙危害性大小的基本依據(jù)。目前，加拿大、德國等一些國家和地區(qū)已經(jīng)制定了相關(guān)的法律，要求卷煙生產(chǎn)商提供卷煙煙氣中主要有害成分的釋放量。與此同時(shí)，基于持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的需要，煙草行業(yè)科研機(jī)構(gòu)在總結(jié)大量科研數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)地提出使用包括苯并[a]芘(簡稱BaP)在內(nèi)的七項(xiàng)指標(biāo)來評價(jià)卷煙危害性大小。由于卷煙煙氣中的苯并[a]芘含量較低，一般在每支卷煙主流煙氣中含量僅為幾至幾十納克，因此，如何有效去除卷煙煙氣復(fù)雜基質(zhì)的干擾，準(zhǔn)確和快速地測定卷煙煙氣中的苯并[a]芘是卷煙煙氣的研究重點(diǎn)。
[0003]對于卷煙煙氣中苯并[a]芘的定量檢測，主要是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T21130-2007 (主流煙氣)和GB/T27525-2011 (側(cè)流煙氣)進(jìn)行分析檢測，涉及的分析儀器為單四級桿的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)。大量檢測經(jīng)驗(yàn)表明，GC-MS法具有操作簡便快捷、回收率高、靈敏度高、重復(fù)性好以及定量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。但是，在樣品前處理過程中，需要繁瑣的固相萃取過程，以及凈化液濃縮過程，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且需要耗費(fèi)大量的有機(jī)溶劑，并且對焦油含量小于lmg/cig卷煙的主流煙氣中多環(huán)芳烴的GC-MS檢測中發(fā)現(xiàn),苯并[a]花的含量多低于Ing/cig，此時(shí)苯并[a]芘的GC-MS色譜峰偏低，信噪比(S/N)小于10，定量分析時(shí)誤差較大。為此，非常有必要構(gòu)建一套操作簡便的卷煙煙氣中苯并[a]芘的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法。
[0004]目前，氣相色譜-三重串聯(lián)四級桿質(zhì)譜(GC-MS/MS)應(yīng)用日益廣泛，GC-MS/MS的選擇性好、靈敏度更高，特別適用于分析背景干擾嚴(yán)重、定性困難、含痕量有機(jī)干擾物的復(fù)雜基質(zhì)樣品，對痕量物質(zhì)分析具有很高的可靠性，多用于檢測大氣、水質(zhì)及土壤中的多環(huán)芳烴、農(nóng)藥殘留、鄰苯二甲酸酯類等。行業(yè)已有少量使用GC-MS/MS測定卷煙主流煙氣中苯苯并[a]芘的報(bào)道。邊照陽等人以全自動固相萃取技術(shù)凈化主流煙氣萃取液，建立了卷煙主流煙氣中苯并[a]芘等3種多環(huán)芳烴的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS/MS)測定方法。以吸煙機(jī)抽吸卷煙，并以劍橋?yàn)V片捕集卷煙主流煙氣，然后以含氘代苯苯并[a]芘內(nèi)標(biāo)的環(huán)己烷溶液萃取濾片，萃取液經(jīng)全自動固相萃取儀凈化后以GC-MS/MS分離檢測。結(jié)果表明，苯并[a]芘的檢出限為0.05ng/cig,回收率為91.5%?102.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于5%。尉朝等人建立了卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的氣相色譜一三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用測定方法。使用標(biāo)準(zhǔn)抽吸條件采集20支卷煙煙氣粒相物，用含內(nèi)標(biāo)的環(huán)己烷超聲萃取，經(jīng)固相萃取凈化后，以正離子多反應(yīng)監(jiān)測方式進(jìn)樣分析，內(nèi)標(biāo)法定量。方法經(jīng)優(yōu)化后，苯并[a]芘在0.4?20 μ g/cig范圍內(nèi)具有良好線性，R2為0.99992，定量限為0.073 μ g/L，重復(fù)性變異系數(shù)最大為3.71%，加標(biāo)回收率為95.7?103.9%。該方法操作簡便、流程短、溶劑用量少，尤其適合低焦油卷煙產(chǎn)品的苯并[a]芘檢測。[0005]但是，值得注意的是，現(xiàn)有使用GC-MS/MS測定卷煙煙氣中苯并[a]芘的文獻(xiàn)報(bào)道，仍然使用固相萃取技術(shù)對萃取液進(jìn)行凈化。雖然沒有進(jìn)一步進(jìn)行濃縮富集，但整個(gè)前處理步驟還是較為繁瑣，還需使用大量的有機(jī)溶劑，整個(gè)操作效率沒有大幅度的提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘含量的方法，以使其具有能快速、準(zhǔn)確檢測卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的含量，測定結(jié)果準(zhǔn)確、基質(zhì)干擾少等特點(diǎn)。
[0007]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘含量的方法，包括以下步驟:
[0009](I)內(nèi)標(biāo)溶液的制備:以D12-苯并[a]芘(苯并[a]芘的氘帶物，簡稱D12_BaP)為內(nèi)標(biāo)物，用環(huán)己烷作溶劑，制備內(nèi)標(biāo)溶液。
[0010](2)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的制備:以苯并[a]芘(簡稱BaP)為標(biāo)準(zhǔn)品，用環(huán)己烷作溶劑，經(jīng)逐級稀釋配置成標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，然后分別加入一定量的內(nèi)標(biāo)溶液，配置成標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
[0011](3)樣品溶液的制備:收集好卷煙樣品中的目標(biāo)物，準(zhǔn)確加入一定量的內(nèi)標(biāo)溶液以及萃取溶劑，振蕩提取，將萃取液過有機(jī)濾膜，得樣品溶液。
[0012](4)氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析:用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(GC-MS/MS)對標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和樣品溶液進(jìn)行檢測分析。
[0013](5)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制及樣品結(jié)果的計(jì)算。
[0014]步驟(2)中，標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的制備過程為:準(zhǔn)確稱取IOmg苯并[a]芘，用環(huán)己烷定容到50mL，獲得一級標(biāo)準(zhǔn)儲備液；準(zhǔn)確移取0.1mL —級標(biāo)準(zhǔn)儲備液，用環(huán)己烷定容到lOOmL，獲得二級標(biāo)準(zhǔn)儲備液；分別準(zhǔn)確移取二級標(biāo)準(zhǔn)儲備液50 μ L、100 μ L、200 μ L、500 μ L、1000 μ L和1500 μ L，以及內(nèi)標(biāo)溶液各0.25mL，用環(huán)己烷作溶劑分別定容至IOmL的容量瓶
中，獲得標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
[0015]步驟(3)中，樣品溶液的制備過程為:按照GB/T19609標(biāo)準(zhǔn)的要求收集20支卷煙的總粒相物；將捕集總粒相物的玻璃纖維濾片放置于IOOmL錐形瓶中，準(zhǔn)確加入ImL內(nèi)標(biāo)溶液在濾片上，并加入40mL環(huán)己烷，置于回旋式振蕩器內(nèi)于160轉(zhuǎn)/min條件下萃取40min，靜置片刻；將萃取液過0.45 μ m有機(jī)濾膜,獲得的濾液即為樣品溶液。
[0016]步驟(4)中，氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析，色譜分析條件為:采用HP-5MS毛細(xì)管色譜柱；載氣為氦氣，恒流速度為1.2mL/min ;進(jìn)樣量為I μ L ;進(jìn)樣口溫度為280°C ;傳輸線溫度為280°C ;采用脈沖不分流進(jìn)樣；升溫程序?yàn)槌跏紲囟葹?50°C，以6°C /min的速率升高至280°C，保持20min ;質(zhì)譜分析條件為:電離方式為EI源，正離子模式；離子源溫度:250°C ；四極桿溫度:均為150°C ;碰撞氣:氮?dú)猓魉?.5mL/min,載氣(氦氣)流速為2.25mL/min ；多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式，詳細(xì)參數(shù)列于表I ;
[0017]表I目標(biāo)物的MRM參數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的方法，其特征在于，包括以下步驟: (O內(nèi)標(biāo)溶液的制備:以D12-苯并[a]芘為內(nèi)標(biāo)物，用環(huán)己烷作溶劑，制備內(nèi)標(biāo)溶液； (2)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的制備:以苯并[a]芘為標(biāo)準(zhǔn)品，用環(huán)己烷作溶劑，經(jīng)逐級稀釋配置成標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，然后分別加入一定量的內(nèi)標(biāo)溶液，配置成標(biāo)準(zhǔn)工作溶液； (3)樣品溶液的制備:收集好卷煙樣品中的目標(biāo)物，準(zhǔn)確加入一定量的內(nèi)標(biāo)溶液以及萃取溶劑，振蕩提取，將萃取液過有機(jī)濾膜，得樣品溶液； (4)氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析:用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀對標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和樣品溶液進(jìn)行檢測分析； (5)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制及樣品結(jié)果的計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的方法，其特征在于:步驟(1)中，內(nèi)標(biāo)溶液的制備過程為:準(zhǔn)確稱取IOmgD12-苯并[a]芘，用環(huán)己烷定容到50mL，獲得一級內(nèi)標(biāo)儲備液；準(zhǔn)確移取2mL —級內(nèi)標(biāo)儲備液,用環(huán)己燒定容到50mL,獲得二級內(nèi)標(biāo)儲備液；準(zhǔn)確移取2mL 二級內(nèi)標(biāo)儲備液，用環(huán)己烷定容到50mL，獲得內(nèi)標(biāo)溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的方法，其特征在于:步驟(2)中，標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的制備過程為:準(zhǔn)確稱取IOmg苯并[a]花,用環(huán)己燒定容到50mL,獲得一級標(biāo)準(zhǔn)儲備液；準(zhǔn)確移取0.1mL —級標(biāo)準(zhǔn)儲備液，用環(huán)己烷定容到IOOmL,獲得二級標(biāo)準(zhǔn)儲備液；分別準(zhǔn)確移取二級標(biāo)準(zhǔn)儲備液50 μ LUOO μ L、200 μ L、500 μ LU000 μ L和1500 μ L,以及內(nèi)標(biāo)溶液各0.25mL，用環(huán)己烷作溶劑分別定容至IOmL的容量瓶中，獲得標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的方法，其特征在于:步驟(3)中，樣品溶液的制備過程為:按照GB/T19609標(biāo)準(zhǔn)的要求收集20支卷煙的總粒相物；將捕集總粒相物的玻璃纖維濾片放置于IOOmL錐形瓶中，準(zhǔn)確加入ImL內(nèi)標(biāo)溶液在濾片上，并加入40mL環(huán)己烷，置于回旋式振蕩器內(nèi)于160轉(zhuǎn)/min條件下萃取40min，靜置片刻；將萃取液過0.45 μ m有機(jī)濾膜，獲得的濾液即為樣品溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的方法，其特征在于:步驟(4)中，氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析，色譜分析條件為:采用HP-5MS毛細(xì)管色譜柱；載氣為氦氣，恒流速度為1.2mL/min ;進(jìn)樣量為I μ L ;進(jìn)樣口溫度為280°C ;傳輸線溫度為280°C ;采用脈沖不分流進(jìn)樣；升溫程序?yàn)槌跏紲囟葹?50°C，以6°C /min的速率升高至280°C，保持20min ;質(zhì)譜分析條件為:電離方式為EI源，正離子模式；離子源溫度:250°C ;四極桿溫度:均為150°C;碰撞氣:氮?dú)猓魉?.5mL/min，載氣流速為2.25mL/min ;多反應(yīng)監(jiān)測模式，詳細(xì)參數(shù)列于表1: 表1目標(biāo)物的MRM參數(shù)
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的方法，其特征在于:步驟(5)中，以標(biāo)準(zhǔn)工作溶液中苯并[a]芘與內(nèi)標(biāo)的濃度之比為橫坐標(biāo)，以色譜圖中苯并[a]芘與內(nèi)標(biāo)的峰面積之比為縱坐標(biāo)，進(jìn)行線性回歸分析，得到標(biāo)準(zhǔn)工作曲線；將相同條件下測得的樣品溶液中苯并[a]芘與內(nèi)標(biāo)的色譜峰面積比，代入標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，根據(jù)下列公式求得樣品中苯并[a]芘的含量；
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的方法，其特征在于:步驟(5)中，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線相對應(yīng)的回歸方程為Y=0.9621X-0.072，相關(guān)系數(shù)R2=0.9996，檢出限0.23ng/支，濃度范圍1.04~31.2ng/mL。
【文檔編號】G01N30/02GK103558312SQ201310571981
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】廖惠云, 莊亞東, 李朝建, 曹毅, 朱龍杰, 熊曉敏, 石懷彬, 王珂清, 張媛, 劉獻(xiàn)軍, 朱瑩, 韓開冬 申請人:江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司