CN101266230A - 一种用凝胶渗透-气质联用法检测卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法 - Google Patents

一种用凝胶渗透-气质联用法检测卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法 Download PDF

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一种用凝胶渗透-气质联用法检测卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法,用于测定卷烟主流烟气中的苯并[a]芘含量。卷烟抽吸完后,将剑桥滤片从吸烟机上取下,置于具塞锥形瓶中,加入环己烷,置于超声波中超声萃取。移取萃取液至GPC样品瓶中,用环己烷-乙酸乙酯混合液淋洗,收集淋洗液,将淋洗液置于自动浓缩仪中浓缩,将内标溶液加入浓缩液中,用GC-MS仪分析,根据组分峰面积与内标峰面积比进行定量。GC-MS条件:DB-5MS毛细管色谱柱;分流或不分流进样;N2作载气;进样口温度为230-260℃;程序升温。本发明自动化程度高、环境友好、操作简便、干扰少、灵敏度高、准确性好。

Description

一种用凝胶渗透一气质联用法检测巻烟主流烟气中苯并[a]芘的方法技术领域本发明涉及一种检测苯并[a]芘的方法,特别是涉及一种检测巻烟主流烟气中苯并[a]芘的方法。背景技术稠环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是最早发现的也是数量较大、分布较 广的一类致癌物,其中苯并[a]芘(B[a]P)是已发现的200多种致癌稠环芳烃类化合物中具有 强致癌性的代表性化合物。巻烟在燃烧过程中可以产生少量的苯并[a]芘,因此,测定巻烟:):. 流烟气中的苯并[a]芘含量对吸烟与健康的研究有着重要意义。20世纪60年代以来,国内外对巻烟主流烟气中苯并[a]芘的提取、净化、分离和检测进行 了大量研究。巻烟烟气中苯并[a]芘的含量一般在几个纳克到十几个纳克每支之间,巻烟主流 烟气中含有几千种物质,是一个非常复杂的机体,因此,如何去除其它物质的干扰,有效的 分离、净化样品成了准确定量巻烟烟气中苯并[a]芘含量的至关重要的问题。目前,比较成熟 的巻烟烟气中苯并[a]芘分析方法为气相色谱-质谱联用法,该法采用届相萃取技术(SPE)来 分离纯化样品,通过固相萃取分离纯化后,还是存在许多干扰物质,对分析仪器灵敏度的要 求很高。凝胶渗透色谱(GPC)的出现给我们提供了一种新的有效分离净化技术。凝胶渗透 色谱是按物质分子量大小进行分离与分析的技术,已经被证明是适应各种样品基体的最通用 且最便捷的样品制备技术,目前在环境和食品领域应用广泛。GPC净化系统可以在进行GC, GC/MS或HPLC的分析之前去除有机大分子干扰物质,从环境样品和食品样品中自动同时萃 取分离出目标分析物质。Pilar Fernandez和Josep M. Bayona (Pilar Fernandez and Josep M. Bayona. Use of off-line gel permeation chromatography-normal phase liquid chromatography for the determination of polycyclic aromatic compounds in environmental samples and standard reference materials(air particulate matter and marine sediment. Journal of Chromatography, 1992, 625:141-149滩道了用GPC分离纯化环境样品和材料中的稠环芳烃类物质。R. Lega等人(R. Lega, G. Ladwig, O. Meresz et al.. Quantitative determination of organic priority pollutants in sewage sludge by GC/MS. Chemosphere, Vol. 34, No.8, 1997:1705-1712)报道用GPC技术净化污 水污泥样品,测定其中的有机氯残留、PAHs等物质。Murad I.H. Helaleh等人(Murad I.H. Helaleh. Ali Al-Omair, A. Nisar, B. Gevao. Validation of various extraction techniques for the quantitative analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons in sewage sludges using gas chromatography-ion trap mass spectrometry. Journal of Chromatography A, 2005, 1083: 153-160)也研究用各种萃取方法萃取污水污泥中的PAHs后再用GPC进行净化,样品得到很好的分离和纯化。但上述方法无 例外的都采用二氯甲烷作为溶剂或淋洗剂,二氯甲烷是一种毒性很大的溶剂,对环境污染严 重。到目前为止还未有报道用GPC技术处理巻烟主流烟气样品进行测定巻烟主流烟气中B[a]P 的含量。因此我们尝试采用对环境比较友好的环己烷和乙酸乙酯作为溶剂,利用GPC高效的 分离纯化技术对巻烟样品中的B[a]P进行纯化,这是一种新的尝试,可有效的解决样品基质复 杂,干扰物质多的问题。发明内容本发明旨在解决改善巻烟主流烟气中苯并[a]芘分析过程中的分离纯化步骤,减少样品基 质干扰,采用一种新的分离净化技术一凝胶渗透色谱(GPC),通过GPC的净化系统有效的 分离提纯样品,进而提高气质联用法准确定量分析巻烟主流烟气苯并[a]芘的问题,提供一种 操作简便、自动化程度高、环境友好、样品分离效果好、灵敏度高的检测巻烟主流烟气中苯 并[a]芘的方法。本发明的技术方案是这样实现的:A. 巻烟抽吸完后,将剑桥滤片从吸烟机取下,置于锥形瓶中,加入环己烷进行超声萃取;B. 移取萃取液至GPC样品瓶,用GPC仪,柱填料为聚苯乙烯凝胶Bio-Beads S-X3,进行淋 洗,收集淋洗液于馏分瓶中;所用的淋洗剂为环己烷和乙酸乙酯的混合溶液,比例为0. 8:] 一l:0.8(v/v),均为色谱纯,收集37-50 min内的馏分于馏分瓶中;C. 将馏分瓶置于自动氮吹仪中进行浓縮,浓縮至0.9-1.1 mL,加入9-苯基葸内标溶液IO.O pL,浓度为10.0ng/pL;D. 浓缩液用GC—MS分析,采用DB—5MS毛细管色谱柱;进样体积为1. 0-2. 0 pL,分流或不 分流进样(根据样品的实际情况和考虑仪器的维护和保养来确定实际的进样体积和分流不 分流模式);氦气作载气;载气流速为0.8-1.2mL/min;进样口温度为230-260 °C; MS条 件:离子源温度230-250 °C,电离方式EI,扫描方式SIM,选择的监测离子为:苯并芘 252, 9一苯基蒽254;采用以下升温程序:初始温度为145-155 °C,升温速率为5-7 °C/min, 至280-290 °C,保持10-15 min;E. 由组分峰面积与内标峰面积之比进行定量分析。A步中加入环己烷的体积为40-50 mL;超声萃取的时间为40-45 min。 所述B步中淋洗液为环己烷和乙酸乙酯的混合溶液的流速优选5. 0 mL/min。 D步中分流进样的分流比优选为10:1。本发明优选采用的升温程序:初始温度为150 °C,升温速率为6. 0 。C/min,至280 °C , 保持10 min, 290 "C下后运行时间为15 min。本发明采用的环己垸为色谱纯试剂,是一种对环境比较友好的试剂;所使用的色谱纯 试剂可减少物质干扰,且对GPC柱和色谱柱的污染小,可延长柱子寿命。另外,环己烷和乙 酸乙酯也是一种对环境友好的试剂,较二氯甲烷来说对环境污染小,且成本较低,并且其分 离效果也很好。本发明采用DB—5MS毛细管色谱柱,此柱类型为一通用柱,对于B[a]P有很 好的分离效果;本发明的有益效果为:使用GPC净化系统对巻烟样品进行净化,与固相萃取相比,得到 的谱图更为干净,去除了大量干扰物质,大大降低了样品基质对苯并[a]芘定量测定的影响, 见附图1和附图2,通过两者的比较可知使用GPC净化系统更能有效的去除样品中的杂质。 本发明采用的环己垸为色谱纯试剂,是一种对环境比较友好的试剂;选用环己垸和乙酸乙酯 也是一种对环境友好的试剂,较二氯甲垸来说对环境污染小,且成本较低,并且作为淋洗剂 其分离纯化的效果也很好。而且,因为环己垸和乙酸乙酯毒性小,对环境污染也小,本发明 可避免操作人员接触毒性强的二氯甲垸溶剂,减少人体和环境的危害性。使用GPC技术得出 的色谱图背景小,基体干扰小,这对我们在仪器参数的选择和仪器维护保养方面很有利,减 少样品对仪器和分析柱的污染,使仪器的维护和保养更容易,并且在参数的选择范围上也可 以扩大,不需要那么严格的参数设置,因此可在一定程度上延长仪器的使用寿命。GPC仪为 全自动化,操作非常简便。附图说明图1是经过GPC纯化得到的典型样品色谱图。 图2是经过SPE纯化得到的典型样品色谱图。具体实施方式 实施例1将芙蓉牌巻烟按照YC/T29—1996规定的标准条件抽吸巻烟。巻烟抽吸完后,将剑桥滤 片从吸烟机上取下,装入锥形瓶中,加入40 mL环己烷,超声萃取40min。移取7.0mL萃 取液至GPC样品瓶中,用GPC仪淋洗,淋洗液为1:1的环己垸和乙酸乙酯混合液,收集淋 洗液于馏分瓶中。将馏分瓶置于自动氮吹仪中进行浓縮,浓縮至0.9-1.1 mL,加入9-苯基蒽 内标溶液IO. 0 nL (浓度为10.0 ng/nL),供GC — MS分析。GC—MS条件为:Agilent公司 的DB-5MS毛细管色谱柱(30mX0.25mmX0.25 pm);进样体积为1 ^L,分流进样,分流 比10:1(10:1的分流比和进样1 pL可使进入气相色谱和质谱的样品比较少的同时保证检测的灵敏度);载气为He;载气流速为l.OmL/min;进样口温度为250。C; MS条件:离子源温度 250 。C,电离方式EI,扫描方式SIM,选择的监测离子为:苯并芘252, 9一苯基蒽254;程 序升温:初始温度为150 。C,升温速率为6.0 。C/min,至280 。C,保持10 min, 290 。C下 后运行时间为15min。由色谱图可知,无干扰峰存在,样品分离纯化效果好,峰形尖锐对称, 样品峰信号强,信噪比比较高。实施例2以环己烷为溶剂,按表1浓度范围配置系列标准溶液,然后在上述实验条件下进行GC 一MS分析检测,以色谱图上组分峰面积与内标峰面积比为响应信号,建立苯并[a]芘的标准 曲线,其线性关系见表2。表2的结果表明响应信号与组分浓度有显著的线性相关关系;将 最低浓度标准溶液进行稀释,根据信噪比S/N-3,得出检出限,实验结果见表2,表明方法的 检出限低,方法灵敏。表l系列标准溶液浓度<table>table see original document page 6</column></row> <table>取同一牌号的巻烟通过上述方法处理和GC—MS分析检测,重复进行5次平行测定,计 算测定的标准偏差RSD。/。,实验结果见表3,表明方法的重复性相当好。将标准溶液加入已 抽吸完的剑桥滤片中,然后按照上述方法处理和GC—MS分析检测,根据实际加入量和实测 结果,计算组分的回收率,实验结果见表4,可知组分的回收率均较高。表3重复性<table>table see original document page 6</column></row> <table><table>table see original document page 7</column></row> <table>

Claims (5)

1、一种用凝胶渗透-气质联用法检测卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法,其特征在于: A.卷烟抽吸完后,将剑桥滤片从吸烟机取下,置于锥形瓶中,加入环己烷进行超声萃取; B.移取萃取液至GPC样品瓶,用GPC仪,柱填料为聚苯乙烯凝胶Bio-Beads S-X3,进行淋洗,收集淋洗液于馏分瓶中;所用的淋洗剂为环己烷和乙酸乙酯的混合溶液,环己烷和乙酸乙酯体积比0.8∶1-1∶0.8,均为色谱纯,收集37-50min内的馏分于馏分瓶中; C.将馏分瓶置于自动氮吹仪中进行浓缩,浓缩至0.9-1.1mL,加入9-苯基蒽内标溶液10.0μL,浓度为10.0ng/μL; D.浓缩液用GC-MS分析,采用DB-5MS毛细管色谱柱;进样体积为1.0-2.0μL,分流或不分流进样;氦气作载气;载气流速为0.8-1.2mL/min;进样口温度为230-260℃;MS条件:离子源温度230-250℃,电离方式EI,扫描方式SIM,选择的监测离子为:苯并芘252,9-苯基蒽254;采用以下升温程序:初始温度为145-155℃,升温速率为5-7℃/min,至280-290℃,保持10-15min; E.由组分峰面积与内标峰面积之比进行定量分析。
2、 根据权利要求1所述的一种用凝胶渗透一气质联用法检测巻烟主流烟气中苯并[a] 芘的方法,其特征在于:所述A步中加入环己烷的体积为40-50mL;超声萃取的时间为40-45min。
3、 根据权利要求1所述的一种用凝胶渗透一气质联用法检测巻烟主流烟气中苯并[a] 芘的方法,所述B步中淋洗液为环己垸和乙酸乙酯的混合溶液,流速为5.0 mL/min。
4、 根据权利要求1所述的一种用凝胶渗透一气质联用法检测巻烟主流烟气中苯并[a] 芘的方法,所述D步中分流进样的分流比为10:1。
5、 根据权利要求1所述的一种用凝胶渗透一气质联用法检测巻烟主流烟气中苯并[a] 芘的方法,所述D步中采用的升温程序:初始温度为150 。C,升温速率为6.0 。C/min,至 280 。C,保持10 min, 290 。C下后运行时间为15 min。
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