一种卷烟主流烟气中4-(n-甲基-n-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮的测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种超临界流体色谱(SFC)?气相色谱?质谱(GC?MS)测定卷烟主流烟气中4?(N?甲基?N?亚硝胺)?1?(3?吡啶基)?丁酮(NNK)的方法。本方法是在抽吸卷烟后，往捕集卷烟烟气总粒相物的滤片中加入内标物及二氯甲烷，超声萃取后，萃取液用超临界流体色谱进行分离净化，切割含有NNK的馏分再用GC?MS分析，根据目标物峰和同位素内标物峰的面积比定量。本发明能实现复杂基体中痕量待测成分与干扰物质的分离，排除了其他物质的干扰，提高了检测的精确性，具有前处理简单、分离速度快，定量准确、检出限低等优点。
【专利说明】
_种卷烟主流烟气中4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3-B比旋基)-丁酮的测定方法
技术领域
[0001]本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种简单高效、准确灵敏的卷烟主流烟气中4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮检测方法。
【背景技术】
[0002]烟草特有亚硝胺(TSNAs)是卷烟烟气中诱发癌症的主要活性成分之一，其中4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮(NNK)是4种烟草特有N-亚硝胺中致癌活性最强的一种。我国也将NNK列为烟气安全性评价的重要指标之一。因此，准确测定卷烟烟气中NNK的含量具有重要的意义。由于卷烟烟气中的烟草特有亚硝胺含量极微，特别是烤烟型卷烟。一般浓度均在ng/支数量级，卷烟烟气又是非常复杂的混合物，因此卷烟烟气中的烟草特有N-亚硝胺的定量分析有相当大的难度。目前，检测卷烟烟气中TSNAs的分析方法主要有气相色谱-热能分析仪法(GC-TEA)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)和液相色谱-多级质谱联用法(LC-MS/MS)等。TEA是专一性的检测器，只对亚硝胺和亚硝酸酯响应，对于TSNAs具有很好的选择性。但是目前新型号的热能分析仪由于接口的原因导致色谱峰扩散，其灵敏度反而较低，测定烤烟型卷烟中低含量的TSNAs存在较大的困难。GC-MS也因灵敏度的原因，一般只适用于TSNAs含量很高的卷烟烟气样品；LC-MS/MS灵敏度高，是现在国内外检测TSNAs的一种主流方法，但仪器维护昂贵，测定结果的精密度相对较差。因此开发操作简便，准确、灵敏的TSNAs分析方法非常迫切。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种卷烟主流烟气中4-(N_甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)_ 丁酮(NNK)的测定方法，减少了溶剂消耗和环境污染，提高了分离速度和分析效率，能实现复杂基体中痕量待测成分与干扰物质的分离，排除了其他物质的干扰，提高了检测的精确性，前处理简单，定量准确。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0005]—种超临界流体色谱(SFC)-气相色谱-质谱(GC-MS)测定卷烟主流烟气中4-(N_甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮(NNK)的方法，包括样品制备和分析，具体包括用滤片捕集，加入有机溶剂超声震荡得供分析样品；样品经SFC分离，将需要的流出组分切割后到气相色谱中，用GC-MS分析，具体如下:
[0006](A)烟气捕集:按照ISO模式抽吸卷烟，采用直线吸烟机，采用44mm玻璃纤维滤片收集2-4支卷烟的总粒相物；
[0007](B)样品提取:将步骤A得到的滤片放入10mL锥形瓶中，加入20mL含内标的有机溶剂，超声萃取30-50min，再静置5?1min，得到萃取液；
[0008](C)SFC分离:将步骤B得到的萃取液进入到SFC分离系统，由栗输送流动相经SFC柱分离，将含有NNK的流出组分切割到气相色谱瓶中；
[0009](D)GC-MS分析:将步骤C得到的含有NNK的流出组分进入到气相色谱系统，质谱检测定量。
[0010]优选地，步骤B所述的有机溶剂为二氯甲烷、甲醇和丙酮中的一种。
[0011]优选地，步骤C中的SFC条件如下:
[0012]超临界流体色谱采用1mmX 150mm，5ym的Silica 2-EP色谱柱，流动相为质量比为50?90/10?50的二氧化碳/甲醇，流动相流速为40mL/min，紫外检测器检测波长为254nm，每次进样200?500yL，收集每次进样后色谱峰保留时间为1.05-1.65min时所对应的洗脱液。
[0013]优选地，步骤D中的GC-MS条件如下:
[0014]气相色谱柱:HP-5MS(30mX0.25mmX0.25ym)；载气:氦气，纯度彡99.999% ；流量:1.2mL/min ；进样口 温度250 °C ；
[0015]色谱柱升温程序:初始温度150°C，保持lmin，以20°C/min速率升至190°C，再以2°C/min速率升至250°C，保持20min。
[0016]质谱条件:电离方式:EI源；电离能量:30eV;离子源温度:250°C;四级杆温度:120°C ;扫描模式:选择离子检测(sno模式，NNK与D4-NNK的定量离子分别为m/z 177和181。
[0017]优选地，步骤A中所述的卷烟是经过在温度22°C±1°C和相对湿度60±2%条件下平衡处理48h。
[0018]本发明与现有技术相比，其有益效果为:
[0019]1、由于SFC的流动相主要是⑶2，只含有少量的有机溶剂(一般小于10%)经SFC分离纯化后的样品，CO2从排除口排出，含NNK样品溶液不需浓缩，可直接进入GC-MS分析。
[0020]2、对于低含量的样品，可让经SFC分离组分多次累加，积累到理想分析量后再进入气相色谱分析，在实现样品高效净化的同时大大提高了分析灵敏度
[0021]3、减少了溶剂消耗和环境污染，提高了分离速度和分离效率，能实现复杂基体中痕量待测成分与干扰物质的分离，排除了其他物质的干扰，提高了检测的精确性，前处理简单，定量准确，检出限低。
【附图说明】
[0022]图1为本发明一种卷烟主流烟气中NNK的测定方法中NNK标准溶液的SFC图。
[0023]图2为本发明一种卷烟主流烟气中NNK的测定方法中NNK标样(a)和卷烟主流烟气样品(b)气相色谱图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明要求所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0025]实施例1
[0026]—种卷烟主流烟气中NNK的测定方法，包括以下步骤:
[0027](A)烟气捕集:按照ISO模式抽吸卷烟，采用直线吸烟机，采用44mm玻璃纤维滤片收集4支烤烟样品(在温度22°C±1°C和相对湿度60±2%条件下平衡48h)的总粒相物；
[0028](B)样品提取:将步骤A得到的滤片放入10mL锥形瓶中，加入ImL 20yg/L氘代NNK(D4-NNK)溶液，准确加入19mL 二氯甲烷，超声萃取30min，再静置5min，得到萃取液；
[0029](C)SFC分离:将步骤B得到的萃取液进入到SFC分离系统，由栗输送流动相经SFC柱分离，超临界流体色谱采用1mm X 150mm，5μηι的Si I ica 2-EP色谱柱，流动相为质量比为90/10的二氧化碳/甲醇，流动相流速为40mL/min，紫外检测器检测波长为254nm，每次进样200μL，收集每次进样后色谱峰保留时间为1.05-1.65min时所对应的洗脱液。将含有NNK的流出组分切割到气相色谱瓶中；
[0030](D)GC-MS分析:将步骤C得到的含有NNK的流出组分进入到气相色谱系统，质谱检测定量。气相色谱柱:册-51^(30111\0.25111111\0.254111);载气:氦气，纯度彡99.999% ;流量:1.2mL/min ；进样口温度250°C ；色谱柱升温程序:初始温度150°C，保持Imin，以20°C/min速率升至190°C，再以2°C/min速率升至250°C，保持20min。质谱条件:电离方式:EI源；电离能量:30eV;离子源温度:250V ;四级杆温度:120°C ;扫描模式:选择离子检测(S頂)模式，NNK与D4-NNK的定量离子分别为m/z 177和181。
[0031 ] 对于8种烤烟样品，NNK的测定结果在4.9-7.8ng/支之间，回收率在94.9 %?102.6% 之间。
[0032]实施例2
[0033]—种卷烟主流烟气中NNK的测定方法，包括以下步骤:
[0034](A)烟气捕集:按照ISO模式抽吸卷烟，采用直线吸烟机，采用44mm玻璃纤维滤片收集2支混合型卷烟样品(在温度22°C±1°C和相对湿度60±2%条件下平衡48h)的总粒相物；
[0035](B)样品提取:将步骤A得到的滤片放入10mL锥形瓶中，加入ImL 20yg/L氘代NNK(D4-NNK)溶液，准确加入19mL 二氯甲烷，超声萃取30min，再静置5min，得到萃取液；
[0036](C)SFC分离:将步骤B得到的萃取液进入到SFC分离系统，由栗输送流动相经SFC柱分离，超临界流体色谱采用1mm X 150mm，5μηι的Si I ica 2-EP色谱柱，流动相为质量比为90/10的二氧化碳/甲醇，流动相流速为40mL/min，紫外检测器检测波长为254nm，每次进样200μL，收集每次进样后色谱峰保留时间为1.05-1.65min时所对应的洗脱液。将含有NNK的流出组分切割到气相色谱瓶中；
[0037](D)GC-MS分析:将步骤C得到的含有NNK的流出组分进入到气相色谱系统，质谱检测定量。气相色谱柱:册-51^(30111\0.25111111\0.254111);载气:氦气，纯度彡99.999% ;流量:
1.2mL/min ；进样口温度250°C ；色谱柱升温程序:初始温度150°C，保持Imin，以20°C/min速率升至190°C，再以2°C/min速率升至250°C，保持20min。质谱条件:电离方式:EI源；电离能量:30eV;离子源温度:250V ;四级杆温度:120°C ;扫描模式:选择离子检测(S頂)模式，NNK与D4-NNK的定量离子分别为m/z 177和181。
[0038]对于8种烤烟样品，NNK的测定结果在25.6-43.5ng/支之间，回收率在95.6 %?103.2% 之间。
[0039]实施例3
[0040]与实施例1相同，在相同条件下平行测定7次(同批次处理)，经计算7次平行测定结果的相对标准偏差，得到NNK的RSD为3.3%；另外用相同程序按传统的YQ/T 17-2012法分析样本，测得NNK的RSD为4.6%，结果表明改进方法的测试结果精密度明显更高。同时进行了加标回收率实验，传统方法的回收率在87-106%之间，改进方法的回收率在93-103%之间，改进方法的回收率明显高。
【主权项】
1.一种超临界流体色谱(SFC)-气相色谱-质谱(GC-MS)测定卷烟主流烟气中4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮(NNK)的方法，其特征在于包括样品制备和分析，具体包括用滤片捕集，加入有机溶剂超声震荡得供分析样品；样品经SFC分离，将需要的流出组分切割后到气相色谱中，用GC-MS分析，具体如下: (A)烟气捕集:按照ISO模式抽吸卷烟，采用直线吸烟机，采用44mm玻璃纤维滤片收集2-4支卷烟的总粒相物； (B)样品提取:将步骤A得到的滤片放入10mL锥形瓶中，加入20mL含内标的有机溶剂，超声萃取30-50min，再静置5?1min，得到萃取液； (C)SFC分离:将步骤B得到的萃取液进入到SFC分离系统，由栗输送流动相经SFC柱分离，将含有NNK的流出组分切割到气相色谱瓶中； (D)GC-MS分析:将步骤C得到的含有NNK的流出组分进入到气相色谱系统，质谱检测定量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤B所述的有机溶剂为二氯甲烷、甲醇和丙酮中的一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤C中的SFC条件如下: 超临界流体色谱采用1mm X 150mm，5μπι的Si I ica 2-EP色谱柱，流动相为质量比为50?90/10?50的二氧化碳/甲醇，流动相流速为40mL/min，紫外检测器检测波长为254nm，每次进样200?500yL，收集每次进样后色谱峰保留时间为1.05-1.65min时所对应的洗脱液。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤D中的GC-MS条件如下: 气相色谱柱:肝-513(30111\0.25111111\0.254111);载气:氦气，纯度彡99.999% ;流量:1.2mL/min ；进样 口 温度250 °C ； 色谱柱升温程序:初始温度150°C，保持lmin，以20°C/min速率升至190°C，再以2°C/min速率升至250 °C，保持20min。 质谱条件:电离方式:EI源；电离能量:30eV;离子源温度:2500C ;四级杆温度:120°C ;扫描模式:选择离子检测(SM)模式，NNK与D4-NNK的定量离子分别为m/z 177和181。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A中所述的卷烟是经过在温度22°C±I°C和相对湿度60 土 2 %条件下平衡处理48h。
【文档编号】G01N30/06GK105911200SQ201610528346
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】申钦鹏, 唐石云, 张凤梅, 刘欣, 杨光宇, 刘春波, 施建莲, 何沛, 刘志华, 朱瑞芝, 司晓喜, 王昆淼, 苏钟璧
【申请人】云南中烟工业有限责任公司