一种同时测定卷烟爆珠中8种羰基化合物含量的方法与流程

本发明属于烟用材料理化检验技术领域，具体涉及一种能够同时检测卷烟爆珠中8种羰基化合物含量的方法。

背景技术：

爆珠滤棒中的“爆珠添加”技术是一种卷烟过滤嘴生产成型技术，在过滤嘴的生产过程中植入香味爆珠，实现在卷烟吸食过程中可控的特色香味释放，减少外界环境对吸味的影响和造成的香精损失，丰富卷烟吸食口味，实现吸食过程的保润增湿。爆珠是卷烟赋香、增香保润的技术新途径，是品类构建工作中“可感知”的有效支撑，也是卷烟品牌年轻化、个性化的实现手段。

挥发性羰基化合物具有纤毛毒性和剧烈的粘膜刺激性，长期接触会对人体产生不可逆的危害。羰基化合物也在worldhealthorganization（who）“烟草制品管制研究小组”建议的管制成分清单中。目前，我国主要检测hoffmann清单中包含的8种羰基化合物：甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮和丁醛。目前，卷烟爆珠的安全标准体系正在逐步建立，但对于卷烟爆珠中羰基化合物研究较少。为进一步提高卷烟爆珠的安全性，确保卷烟产品质量安全，维护消费者健康利益，保障行业持续健康发展，建立一种卷烟爆珠中8种羰基化合物的检测方法是很有必要的。

现阶段国内外研究报道检测分析这8种羰基化合物的常用方法有分光光度法、气相色谱法和液相色谱法等。对卷烟爆珠中的8种羰基化合物同时测定尚未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够同时测定卷烟爆珠中8种羰基化合物方法，以提高卷烟产品的安全性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

一种同时测定卷烟爆珠中8种羰基化合物的方法，包括以下步骤：

步骤（1），衍生化试剂的制备：将2,4-二硝基苯肼和磷酸加入到乙腈中，混匀，得到衍生化试剂；衍生化试剂中2,4-二硝基苯肼的浓度为0.1g/l；磷酸的体积百分浓度为6‰；

步骤（2），样品溶液和空白溶液的制备：取待测卷烟爆珠于离心管中，加入乙腈和均质子，涡旋振荡直至所有爆珠样品破碎，取上清液；卷烟爆珠的质量与乙腈的体积比为0.2g：10ml；

将上清液加入步骤（1）制得的衍生化试剂中，之后向其中加入乙腈，进行衍生化20min后，经有机相滤膜过滤后，取滤液，得到样品溶液；其中，上清液、步骤（1）制得的衍生化试剂、加入乙腈后反应液的体积比为1：4：10；

空白溶液的制备方法除离心管中不加入待测卷烟爆珠外，其余均相同；

步骤（3），高效液相色谱分析：利用高效液相色谱仪对样品溶液和空白溶液进行检测分析；外标法定量；

所述的高效液相色谱分析采用梯度洗脱程序，其中流动相a为乙腈；流动相b为水；梯度洗脱程序：0至8min，60％a；8至9min：60%a线性变化至90%a；9至14min：90%a；14至15min：90%a线性变化至60%a；15至20min：60%a。

进一步，优选的是，所述的高效液相色谱分析，其色谱条件为采用acclaim^tmexposivese2c185μm4.6×250mm色谱柱；柱温：30℃；柱流量：1.0ml/min；进样量：10μl；采用二极管阵列检测器，检测波长为365nm。

进一步，优选的是，外标法定量的具体方法为：

s1.混合标准储备液制备：称取甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物各10mg，置于100ml的容量瓶中，用乙腈溶解并定容到刻度，得到混合标准储备液；

s2.混合标准溶液：准确移取10ml混合标准储备溶液于100ml容量瓶中，用乙腈定容，配制成混合标准溶液。

s3.标准工作溶液制备：分别准确移取100μl、200μl、500μl、1000μl、2000μl、4000μl混合标准溶液至10ml容量瓶中，用乙腈定容至刻度；

s4.标准工作曲线建立：将甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物换算成甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛浓度，以相当于甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛当量浓度对应于标准工作溶液中腙的峰面积建立标准工作溶液的工作曲线，换算公式如下：

c甲醛=0.1422c甲醛-2,4-二硝基苯腙（1）

c乙醛=0.1957c乙醛-2,4-二硝基苯腙（2）

c丙酮=0.2428c丙酮-2,4-二硝基苯腙（3）

c丙烯醛=0.2364c丙烯醛-2,4-二硝基苯腙（4）

c丙醛=0.2428c丙醛-2,4-二硝基苯腙（5）

c巴豆醛=0.2790c巴豆醛-2,4-二硝基苯腙（6）

c2-丁醛=0.2848c2-丁醛-2,4-二硝基苯腙（7）

c丁醛=0.2848c丁醛-2,4-二硝基苯腙（8）

s5.结果计算：将相同条件下测得空白溶液和样品溶液的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物的色谱峰面积，代入s4所得标准工作曲线，求得甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的浓度，从而得到待测卷烟爆珠中的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的含量。

进一步，优选的是，所述的同时测定卷烟爆珠中8种羰基化合物的方法，包括以下步骤：

步骤（1），衍生化试剂的制备：称取0.1g的2,4-二硝基苯肼于1000ml棕色瓶中，加入6ml磷酸，用乙腈定容；

步骤（2），样品溶液的制备：称取待测卷烟爆珠0.2g，于50ml离心管中，加入10ml乙腈和一个陶瓷均质子，以脉冲形式涡旋振荡10min后静置2min；准确移取1.0ml上清液于10ml容量瓶中，加入4ml衍生化试剂后用乙腈定容，摇匀后室温放置30min进行衍生化，经0.45μm有机相滤膜过滤后过滤后，取滤液，得到样品溶液；

空白溶液的制备方法除离心管中不加入待测卷烟爆珠外，其余均相同；

步骤（3），高效液相色谱分析：利用高效液相色谱仪对样品溶液和空白溶液进行检测分析；外标法定量。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本发明提供了一种卷烟爆珠中8种羰基化合物测定方法，实现同时对卷烟爆珠中8种羰基化合物的准确测定，从而提高卷烟产品的质量安全。

（2）本发明对样品的处理方法和色谱条件进行了改进和优化，采用涡旋振荡破壁后用乙腈溶液进行萃取，8种待测物的分离效果好，峰形好。

（3）本发明方法所采用的色谱条件使8种待测化合物色谱峰分离度都较好，并均具有较好的线性相关性，检出限在甲醛的检测限为1.13mg/kg，乙醛为1.26mg/kg、丙酮1.51mg/kg、丙烯醛1.76mg/kg、丙醛1.00mg/kg、巴豆醛1.14mg/kg、2-丁醛1.33mg/kg、丁醛1.98mg/kg，方法的灵敏度较高。

（4）本发明的甲醛回收率在为98.64%，乙醛的回收率为97.85%，丙酮97.39%、丙烯醛96.51%、丙醛95.31%、巴豆醛98.70%、2-丁醛98.32%、丁醛96.46%，平均相对标准偏差（rsd）均小于5.0%，说明本方法的回收率高，重复性好。

附图说明

图1为本发明测定方法的流程图；

图2为标准工作溶液的色谱分析图；其中，1─甲醛-dnph；2─乙醛-dnph；3─丙酮-dnph；4─丙烯醛-dnph；5─丙醛-dnph；6─巴豆醛-dnph；7─2-丁醛-dnph；8─丁醛-dnph；

图3为样品溶液的色谱分析图；其中，1─甲醛-dnph；2─丙酮-dnph

图4为甲醛标准曲线图；

图5为乙醛标准曲线图；

图6为丙酮标准曲线图；

图7为丙烯醛标准曲线图；

图8为丙醛标准曲线图；

图9为巴豆醛标准曲线图；

图10为2-丁醛标准曲线图；

图11为丁醛标准曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

实施例1

一种同时测定卷烟爆珠中8种羰基化合物的方法，包括以下步骤：

步骤（1），衍生化试剂的制备：将2,4-二硝基苯肼和磷酸加入到乙腈中，混匀，得到衍生化试剂；衍生化试剂中2,4-二硝基苯肼的浓度为0.1g/l；磷酸的体积百分浓度为6‰；

步骤（2），样品溶液和空白溶液的制备：取待测卷烟爆珠于离心管中，加入乙腈和均质子，涡旋振荡直至所有爆珠样品破碎，取上清液；卷烟爆珠的质量与乙腈的体积比为0.2g：10ml；

将上清液加入步骤（1）制得的衍生化试剂中，之后向其中加入乙腈，进行衍生化20min后，经有机相滤膜过滤后，取滤液，得到样品溶液；其中，上清液、步骤（1）制得的衍生化试剂、加入乙腈后反应液的体积比为1：4：10；

空白溶液的制备方法除离心管中不加入待测卷烟爆珠外，其余均相同；

步骤（3），高效液相色谱分析：利用高效液相色谱仪对样品溶液和空白溶液进行检测分析；外标法定量；

所述的高效液相色谱分析采用梯度洗脱程序，其中流动相a为乙腈；流动相b为水；梯度洗脱程序：0至8min，60％a；8至9min：60%a线性变化至90%a；9至14min：90%a；14至15min：90%a线性变化至60%a；15至20min：60%a。

实施例2

一种同时测定卷烟爆珠中8种羰基化合物的方法，包括以下步骤：

步骤（1），衍生化试剂的制备：称取0.1g的2,4-二硝基苯肼于1000ml棕色瓶中，加入6ml磷酸，用乙腈定容；

步骤（2），样品溶液的制备：称取待测卷烟爆珠0.2g，于50ml离心管中，加入10ml乙腈和一个陶瓷均质子，以脉冲形式涡旋振荡10min后静置2min；准确移取1.0ml上清液于10ml容量瓶中，加入4ml衍生化试剂后用乙腈定容，摇匀后室温放置30min进行衍生化，经0.45μm有机相滤膜过滤后过滤后，取滤液，得到样品溶液；

空白溶液的制备方法除离心管中不加入待测卷烟爆珠外，其余均相同；

步骤（3），高效液相色谱分析：利用高效液相色谱仪对样品溶液和空白溶液进行检测分析；外标法定量。

所述的高效液相色谱分析采用梯度洗脱程序，其中流动相a为乙腈；流动相b为水；梯度洗脱程序：0至8min，60％a；8至9min：60%a线性变化至90%a；9至14min：90%a；14至15min：90%a线性变化至60%a；15至20min：60%a。

所述的高效液相色谱分析，其色谱条件为采用acclaim^tmexposivese2c185μm4.6×250mm色谱柱；柱温：30℃；柱流量：1.0ml/min；进样量：10μl；采用二极管阵列检测器，检测波长为365nm。

外标法定量的具体方法为：

s1.混合标准储备液制备：称取甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物各10mg，置于100ml的容量瓶中，用乙腈溶解并定容到刻度，得到混合标准储备液；

s2.混合标准溶液：准确移取10ml混合标准储备溶液于100ml容量瓶中，用乙腈定容，配制成混合标准溶液。

s3.标准工作溶液制备：分别准确移取100μl、200μl、500μl、1000μl、2000μl、4000μl混合标准溶液至10ml容量瓶中，用乙腈定容至刻度；

s4.标准工作曲线建立：将甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物换算成甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛浓度，以相当于甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛当量浓度对应于标准工作溶液中腙的峰面积建立标准工作溶液的工作曲线，换算公式如下：

c甲醛=0.1422c甲醛-2,4-二硝基苯腙（1）

c乙醛=0.1957c乙醛-2,4-二硝基苯腙（2）

c丙酮=0.2428c丙酮-2,4-二硝基苯腙（3）

c丙烯醛=0.2364c丙烯醛-2,4-二硝基苯腙（4）

c丙醛=0.2428c丙醛-2,4-二硝基苯腙（5）

c巴豆醛=0.2790c巴豆醛-2,4-二硝基苯腙（6）

c2-丁醛=0.2848c2-丁醛-2,4-二硝基苯腙（7）

c丁醛=0.2848c丁醛-2,4-二硝基苯腙（8）

s5.结果计算：将相同条件下测得空白溶液和样品溶液的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物的色谱峰面积，代入s4所得标准工作曲线，求得甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的浓度，从而得到待测卷烟爆珠中的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的含量。

实施例3

一种同时测定卷烟爆珠中8种羰基化合物的方法，包括以下步骤：

（1）混合标准储备液制备：称取甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物各10mg，置于100ml的容量瓶中，用乙腈溶解并定容到刻度，得到混合标准储备液。

（2）混合标准溶液：准确移取10ml混合标准储备溶液于100ml容量瓶中，用乙腈定容，配制成混合标准溶液。

（3）标准工作溶液制备：根据样品实际含量配制合适浓度的系列标准工作溶液。系列标准工作溶液应以乙腈为溶剂，采用混合标准溶液稀释制备系列标准工作溶液。推荐如下配制方法：分别准确移取100μl、200μl、500μl、1000μl、2000μl、4000μl混合标准溶液至10ml容量瓶中，用乙腈定容至刻度。

（4）标准工作曲线建立：利用高效液相色谱仪分别对6种浓度级别的标准工作溶液进行检测分析；将甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物换算成甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛浓度，以相当于甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛当量浓度对应于标准工作溶液中腙的峰面积建立标准工作溶液的工作曲线，换算公式如下：

c甲醛=0.1422c甲醛-2,4-二硝基苯腙（1）

c乙醛=0.1957c乙醛-2,4-二硝基苯腙（2）

c丙酮=0.2428c丙酮-2,4-二硝基苯腙（3）

c丙烯醛=0.2364c丙烯醛-2,4-二硝基苯腙（4）

c丙醛=0.2428c丙醛-2,4-二硝基苯腙（5）

c巴豆醛=0.2790c巴豆醛-2,4-二硝基苯腙（6）

c2-丁醛=0.2848c2-丁醛-2,4-二硝基苯腙（7）

c丁醛=0.2848c丁醛-2,4-二硝基苯腙（8）

（5）衍生化试剂的制备：称取0.1g的2,4-二硝基苯肼于1000ml棕色瓶中，加入6ml磷酸，用乙腈定容；

（6）样品溶液的制备：称取待测卷烟爆珠0.2g，于50ml离心管中，加入10ml乙腈和一个陶瓷均质子，以脉冲形式涡旋振荡10min后静置2min；准确移取1.0ml上清液于10ml容量瓶中，加入4ml衍生化试剂后用乙腈定容，摇匀后室温放置30min进行衍生化，经0.45μm有机相滤膜过滤后，取滤液，得到样品溶液；

空白溶液的制备方法除离心管中不加入待测卷烟爆珠外，其余均相同；

（7）高效液相色谱分析：利用高效液相色谱仪分别对样品溶液和空白溶液进行检测分析；

（8）结果计算：将相同条件下测得样品溶液、空白溶液的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物的色谱峰面积，代入步骤（4）所得标准工作曲线，求得甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的浓度，从而得到待测卷烟爆珠中的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的含量。

所述的高效液相色谱分析，其色谱条件为采用acclaim^tmexposivese2c185μm4.6×250mm柱；柱温：30℃；流动相a：乙腈；流动相b：水；梯度洗脱程序：0至8min，60％a；8至9min：60%a线性变化至90%a；9至14min：90%a；14至15min：90%a线性变化至60%a；15至20min：60%a；柱流量：1.0ml/min；进样量：10μl；采用二极管阵列检测器，检测波长为365nm。

应用实例1

测定卷烟爆珠中的8种羰基化合物的含量（测定方法流程如图1所示）；

1、标准工作溶液的制备

（1）混合标准储备液制备：称取甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物各10mg，置于100ml的容量瓶中，用乙腈溶解并定容到刻度，得到混合标准储备液；

（2）标准工作溶液制备：移取0.5ml的混合标准储备液于50ml的容量瓶中，用乙腈溶解混匀并定容到刻度，得到第1级标准工作溶液；取第1级标准工作溶液20.00ml加入50ml的容量瓶中，用乙腈溶解混匀并定容到刻度，得到第2级标准工作溶液；取第2级标准工作溶液20.00ml加入50ml的容量瓶中，用乙腈溶解混匀并定容到刻度，得到第3级标准工作溶液；取第3级标准工作溶液20.00ml加入50ml的容量瓶中，用乙腈溶解混匀并定容到刻度，得到第4级标准工作溶液；取第4级标准工作溶液20.00ml加入50ml的容量瓶中，用乙腈溶解混匀并定容到刻度，得到第5级标准工作溶液；取第5级标准工作溶液20.00ml加入50ml的容量瓶中，用乙腈溶解混匀并定容到刻度，得到第6级标准工作溶液；

2、样品溶液及空白溶液的制备

（1）样品溶液制备：准确称取试样0.2g（精确到0.1mg），于50ml离心管中，加入10ml乙腈（作为萃取液）和一个陶瓷均质子，以脉冲形式涡旋振荡10min，后静置2min，准确移取1.0ml上清液于10ml容量瓶中，加入4ml衍生化试剂后用乙腈定容，摇匀后室温放置30min进行衍生化，经0.45μm有机相滤膜过滤，滤液即为样品溶液。

（2）空白溶液制备：离心管不加样品，其他处理步骤同样品溶液制备；

3、色谱分析

分别取标准工作溶液、空白溶液和样品溶液进行色谱分析，其色谱条件采用acclaimtmexposivese2c185μm4.6×250mm柱；柱温：30℃；流动相a：乙腈；流动相b：水；梯度洗脱程序：0至8min，60％a；8至9min：60%a线性变化至90%a；9至14min：90%a；14至15min：90%a线性变化至60%a；15至20min：60%a；柱流量：1.0ml/min；进样量：10μl；采用二极管阵列检测器，检测波长为365nm。标准工作溶液和样品溶液色谱分析结果分别如图2、图3所示。

4、标准曲线绘制及结果计算

首先以甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛和丁醛的2,4-二硝基苯腙衍生化合物的色谱峰面积对其相当于甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛和丁醛的浓度进行回归分析，得到标准曲线，甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁醛、丁醛的标准工作曲线结果分别如图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示，取最低浓度工作标准溶液，做六次平行试验，计算标准偏差，3倍标准偏差为检出限，10倍标准偏差为定量检测限，结果如表1所示；

表1卷烟爆珠中各羰基化合物的标准曲线、检测限和定量限

然后将测得两种目标化合物的色谱峰面积，代入所绘制的标准曲线，得到样品中两种目标化合物的浓度，计算公式如下：

x—待测卷烟爆珠中各羰基化合物的含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；

c—由标准曲线得出的8种羰基化合物浓度，单位为毫克每升（mg/l）；

c0—由标准曲线得出的空白值，单位为毫克每升（mg/l）；

v—萃取液体积，单位为毫升（ml）；

m—待测卷烟爆珠质量，单位为克（g）；

∫—试样溶液的稀释因子。

表2某国产卷烟爆珠中8种羰基化合物含量检测结果

由表1可知，所采用的色谱条件使8种目标化合物都分离度较好，并且具有较好的线性相关性，甲醛的检测限为0.70mg/kg，乙醛的检测限为0.78mg/kg，丙酮的检测限为0.93mg/kg、丙烯醛的检测限为1.09mg/kg、丙醛的检测限为0.62mg/kg、巴豆醛的检测限为0.70mg/kg、2-丁醛的检测限为0.93mg/kg和丁醛的检测限为1.63mg/kg。

应用实例2

本实例对本发明方法的重复性和加标回收率进行检测。

1、标准工作溶液的制备：同实施例1。

2、分别在样品中加入3个梯度标准溶液，其中甲醛和丙酮按10，20，40mg/kg三个水平上添加，其他6种羰基化合物按5，10，20mg/kg三个水平上添加，色谱分析条件同实施例1的色谱分析条件，每个样品分别测定6次，根据分析结果计算卷烟爆珠的加标平均回收率及加标后测定值的相对标准偏差，结果如表3所示。

表3加标回收率及标准偏差结果

由表3可知，甲醛平均相对标准偏差为2.45%，乙醛的平均相对标准偏差为3.04%，甲醛的平均加标回收率为98.14%，乙醛的加标回收率为97.55%，说明本方法精密度好、回收率高。

本实施例所用标准溶液仅以其中的一个浓度值为例进行说明的，其他所配制的标准溶液经色谱分析所获得的标准曲线及回归方程与上述实施例中相同，仅散点图与散点的位置不同，并且也不影响样品的测定结果，在此不再一一列举。所举实施例只是为了更好的理解本发明方法啊，并不具有任何限制作用，即上述方法或者等用于上述情况的地方均包含在本发明的技术方案保护范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。