CN100504339C - 可以实现单口主流烟气连续收集的吸烟装置 - Google Patents
可以实现单口主流烟气连续收集的吸烟装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种可以实现单口主流烟气连续收集的吸烟装置，其特征在于：该装置包括卷烟固定部分(1)、主流烟气收集部分(2)和抽吸泵系统(3)；所述主流烟气收集部分(2)包括主流烟气收集瓶(7)，通过密封盖(10)设置在主流烟气收集瓶(7)上方的微量注射器(11)；卷烟固定部分(1)中的卷烟夹持器(5)通过管路与设置在主流烟气收集瓶(7)下部的进气口相连接；由通过管路依次相连接的三通阀(12)、过滤器(13)、流量控制阀(14)、抽气泵(15)组成的抽吸泵系统(3)通过三通阀(12)与设置在主流烟气收集瓶(7)上部的出气口相连接。本发明将液相微萃取技术融合到吸烟机中，通过液相微萃取的富集作用提高检测的灵敏度，可大幅度的减少样品制备时抽吸卷烟的支数，改善实验室的工作环境，降低操作者的劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于烟草领域，具体讲是涉及一种可以实现单口主流烟气连续收集的吸烟装置。
背景技术
在研究卷烟主流烟气成分时，都要对主流烟气进行收集，根据收集位置的不同，卷烟烟气分为主流烟气和测流烟气。在卷烟抽吸间隙从卷烟燃烧端释放出的烟气称为侧流烟气；在抽吸过程中，通过卷烟烟柱从滤嘴端释放出的那部分烟气称为主流烟气。目前主流烟气收集方式主要有剑桥滤片、静电沉积、喷射碰撞、冷阱、固体吸附以及溶剂捕集等，这些捕集方式一般都与吸烟机结合。收集的主流烟气样品多数要经过繁琐的溶剂处理过程后才能进行仪器分析。为满足常规仪器(GC，GC/MS)分析的需要，制备一个样品要收集数十支卷烟的烟气。为收集多支卷烟烟气的方便，目前，抽烟的过程多采用盘式多通道吸烟机进行。然而，当进行单口主流烟气的逐口分析时，单口烟气的收集过程不能连续进行，只有通过一次抽烟过程只收集相应的一口主流烟气的办法来实现，这样完成一次逐口收集主流烟气的过程要花费大量的时间，耗费大量的卷烟，一般为数百支。连续抽吸数百支卷烟(Wagner K.A，Higby R.，Stutt K.Beitr.Tabakforsch.Int.2005，21：273)，通常会导致实验室环境严重恶化，严重影响实验操作者的健康，同时也增加了样品的制备时间和主流烟气收集的劳动强度；而且通常情况下，其收集方式多采用剑桥滤片，烟气收集完成后还必须进行繁琐的溶剂萃取过程。当前，为了克服传统主流烟气收集方式的不足，研究者巧妙地将吸烟机和色谱技术结合起来，但由于仪器的物理特性，分析的范围受到一定限制(Tbomas C.E.，Koller K.B.Beitr.Tabakforsch.Int.2001，19：345)。
发明内容
本发明的目的正是针对上述多通道吸烟机及直线型吸烟机不能连续单口收集主流烟气的不足之处而提供一种可以实现单口主流烟气连续收集的吸烟装置。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的吸烟装置包括卷烟固定部分、主流烟气收集部分和抽吸泵系统；所述主流烟气收集部分包括主流烟气收集瓶，通过密封盖设置在主流烟气收集瓶上方的微量注射器；卷烟固定部分中的卷烟夹持器通过管路与设置在主流烟气收集瓶下部的进气口相连接；由通过管路依次相连接的三通阀、过滤器、流量控制阀、抽气泵组成的抽吸泵系统通过三通阀与设置在主流烟气收集瓶上部的出气口相连接。
采用本发明的吸烟装置进行主流烟气的收集时，首先在微量注射器11中加入适量的溶剂(根据待分析的主流烟气中目标分析物的性质选择适当的溶剂)，然后下压微量注射器的活塞，使溶剂形成液滴并悬挂在位于主流烟气收集瓶腔体内的注射器滴管出液口处；之后，点燃卷烟样品，同时开启预热后的抽吸泵系统，开始进行卷烟的抽吸。在抽吸的过程中，对主流烟气成分的萃取同步进行。如要对单口烟气进行收集，可以通过在抽吸的间隙快速更换主流烟气收集部分来实现。
本发明的装置相比现有技术不仅具有构造简单，易于制造，操作简便，成本低等特点，还由于本发明将液相微萃取技术融合到吸烟机中，通过液相微萃取的富集作用提高检测的灵敏度，可大幅度的减少样品制备时抽吸卷烟的支数，改善实验室的工作环境，降低操作者的劳动强度。另外，采用这一方式收集主流烟气时，主流烟气收集结束后，无须再进行溶剂的反复萃取过程，可以直接进行仪器分析。在进行主流烟气的逐口收集时，通过本发明可以较容易地实现单口烟气的连续收集。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
图1中：1.卷烟固定部分；2.主流烟气收集部分；3.抽吸泵系统；4.卷烟样品；5.卷烟夹持器；6.进气口；7.主流烟气收集瓶；8.萃取溶剂滴；9.滴管(针头)；10.密封盖；11.微量注射器；12.三通阀；13.过滤膜；14.流量控制阀；15.泵；16.微量注射器的活塞；17.出气口。
图2主流烟气气相的MALDI-FTMS图(横坐标为离子的质荷比，纵坐标为离子的相对丰度)。
图3主流烟气的MALDI-FTMS图(横坐标为离子的质荷比，纵坐标为离子的相对丰度)。
图4第七口主流烟气的MALDI-FTMS图(横坐标为离子的质荷比，纵坐标为离子的相对丰度)。
图5烟碱的标准曲线(横坐标为烟碱重量和内标物重量的比率，纵坐标为质谱图中烟碱相对于内标的丰度)。
图6卷烟抽吸过程中，单口主流烟气中烟碱的含量的变化趋势图。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述，但并不限制本发明。
如图1所示，本发明可以实现单口主流烟气连续收集的吸烟装置包括卷烟固定部分1、主流烟气收集部分2和抽吸泵系统3；所述主流烟气收集部分2包括主流烟气收集瓶7，通过密封盖10设置在主流烟气收集瓶7上方的微量注射器11；卷烟固定部分1中的卷烟夹持器5通过与其结合的管路与设置在主流烟气收集瓶7下部的进气口相连接；由通过管路依次相连接的三通阀12、过滤器13、流量控制阀14、抽气泵15组成的抽吸泵系统3通过三通阀12与设置在主流烟气收集瓶7上部的出气口相连接；所述微量注射器11的滴管(针头)9穿过密封盖10插装在主流烟气收集瓶7的腔体中。
以下将结合具体分析实验的过程和结果对本发明的有益效果作进一步说明：
A、采用本发明的吸烟装置对卷烟主流烟气中碱性成分的MALDI-MS进行分析实验的过程和结果如下：
根据目标分析物的性质，首先选择合适的萃取溶剂A(可以是2，5-二羟基苯甲酸、三氟醋酸、水和丙酮组成的混合溶剂，也可以采用2，5-二羟基苯甲酸、三氟醋酸、水和甲醇组成的混合溶剂)；取出本发明中微量注射器，吸取3μL的萃取溶剂A；然后将微量注射器的针头通过密封盖插入到主流烟气收集瓶中，下压活塞使萃取溶剂以液滴的形式暴露于主流烟气收集瓶的腔体中；随后点燃卷烟，开启预热过的抽吸泵系统，开始抽烟；主流烟气在主流烟气收集瓶中聚集，其中的成分被液滴萃取，待抽吸结束后，吸回液滴，将微量注射器从主流烟气收集管中取出；将富集了烟气成分的萃取溶剂滴加到MALDI的样品靶上，待样品点干后，直接进行MALDI-MS分析。结果如图2，图3，共从主流烟气气相中检测到碱性成分18种见表1，主流烟气中检测到碱性成分55种见表2。
表1
在主流烟气气相中检测到的18种碱性成分(分子量小于250)
表2
在主流烟气中检测到的55种碱性成分(分子量小于250)
实验的整个过程仅需一支卷烟即可满足分析的需要，收集到的烟气成分无需后续处理，可以直接进行仪器分析，整个过程简单快捷，无需大量有机溶剂。
B、采用本发明的吸烟装置对卷烟主流烟气中的烟碱进行逐口分析的实验过程和结果如下：
根据目标分析物的性质，首先选择合适的萃取溶剂B(可以是2，5-二羟基苯甲酸、三氟醋酸、甘油、四乙基溴化铵、水和丙酮组成的混合溶剂，也可以采用2，5-二羟基苯甲酸、三氟醋酸、甘油、四乙基溴化铵、水和甲醇组成的混合溶剂)；这里四乙基溴化铵用作定量分析的内标物，以减少由于萃取过程中溶剂挥发造成的误差。取出本发明中的微量注射器，吸取3μL的萃取溶剂B；然后将微量注射器的针头通过密封盖插入到主流烟气收集瓶中，下压活塞使萃取溶剂以液滴的形式暴露于主流烟气收集瓶中；随后点燃卷烟，开启预热后的抽吸泵系统，开始抽烟，主流烟气在主流烟气收集瓶中聚集，其中的成分被液滴萃取。当一口抽吸结束后，在下一口抽吸到来之前，快速整体地更换主流烟气收集部分。下一口烟气在新的主流烟气收集部分里被收集。这样直到每口烟气都被收集完毕。一支卷烟共收集到9口主流烟气。随后对萃取了分析物的萃取溶剂进行MALDI-MS分析。图4是第七口主流烟气的MALDI-MS图。
采用内表标准曲线法制作的用于烟碱定量的标准曲线(y＝11.1670x-2.3522，R2＝0.9963)如图5，对同一包装中的5支卷烟分别进行检测，分析结果如表3：
表3
单口烟气中烟气烟碱的释放量
显然，5支卷烟的分析结果除第一口外(RSD较大可能是由卷烟的点火条件造成的)并无明显差异，单支卷烟总的烟气烟碱的释放量基本无差异。这也说明采用该烟气收集方式的重复性还是较好的。随后以单口主流烟气中烟碱的量对抽吸口的次序作图如图6。显然，在卷烟燃吸的过程中，单口烟气中烟碱的含量是逐渐增加。这和其他方法所得到的结果是一致的(Wagner K.A，Higby R.，Stutt K.Beitr.Tabakforsch.Int.2005，21：273)。然而这一方法却简单快速的多。
Claims (1)
1、一种可以实现单口主流烟气连续收集的吸烟装置，其特征在于：该装置包括卷烟固定部分(1)、主流烟气收集部分(2)和抽吸泵系统(3)；所述主流烟气收集部分(2)包括主流烟气收集瓶(7)，通过密封盖(10)设置在主流烟气收集瓶(7)上方的微量注射器(11)；卷烟固定部分(1)中的卷烟夹持器(5)通过管路与设置在主流烟气收集瓶(7)下部的进气口相连接；由通过管路依次相连接的三通阀(12)、过滤器(13)、流量控制阀(14)、抽气泵(15)组成的抽吸泵系统(3)通过三通阀(12)与设置在主流烟气收集瓶(7)上部的出气口相连接。
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