CN101666785A - 一种烟用三醋酸甘油酯中组分的定量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烟用三醋酸甘油酯的定量检测方法，以反式茴香脑和碳酸丙烯酯中的一种或两种物质为内标物配制萃取溶液，用内标法进行定量分析。在操作过程中被测组分与内标物混合在一起注入色谱柱，进样体积的变化不会影响定量结果，能够较准确的测定烟用三醋酸甘油酯样品中被测组分的质量百分比含量，且能够区分出单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯。

Description

一种烟用三醋酸甘油酯中组分的定量检测方法

技术领域

本发明涉及烟草中成分含量的测试方法，具体涉及一种烟用三醋酸甘油酯中组分的定量检测方法。

背景技术

烟用三醋酸甘油酯是甘油、冰醋酸在催化条件下的酯化产品，应用于烟草、化妆品、铸造、医药、染料等行业，无毒、无刺激性。在烟草行业中用于卷烟滤棒成型增塑剂，其中的主要组分三醋酸甘油酯对醋纤丝束起到粘接固化作用，使卷烟滤棒具有良好的弹性、透气性和合适的硬度，直接和间接影响了滤棒成型、烟支卷制、甚至卷烟成品的内外质量。中华人民共和国烟草行业标准YC 144-2008规定三醋酸甘油酯的含量≥99％的烟用三醋酸甘油酯为合格产品，因此，烟用三醋酸甘油酯中组分的定量检测十分重要。

目前烟草行业对烟用三醋酸甘油酯样品的检测方法可以参照YC144-2008进行，此方法的原理为将样品注入气相色谱仪(GC)，气化后经毛细管色谱柱分离，流出物用氢火焰离子化检测器(FID)检测，用面积归一化法定量。

但是这种方法存在一些问题：不能把样品中的单醋酸甘油酯与二醋酸甘油酯的色谱出峰分离；由于样品中各种组分在氢火焰离子化检测器上的响应因子不同，因此峰面积百分比例与实际含量百分比例并不相同，通过峰面积归一化法由三醋酸甘油酯的峰面积百分比例估算其实际含量比例存在误差；对于两个样品，当其它组分出峰面积之和相等，但比例不同时，其它组分实际的含量之和是不同的，从而会造成三醋酸甘油酯的实际含量比例并不相同；GC-FID检测能力有限，并不能对所有组分都产生较强的响应信号，在样品中通常就含有一些占有较大比例的物质，用GC-FID检测不出来，不能出峰，使总的峰面积偏小，三醋酸甘油酯的峰面积占总的峰面积比例偏大，导致测得的三醋酸甘油酯的含量比实际要大。由于以上种种原因，现有的检测方法对烟用三醋酸甘油酯中的三醋酸甘油酯的含量检测存在偏差。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种烟用三醋酸甘油酯的定量检测方法，能够较准确的测定烟用三醋酸甘油酯样品中被测组分的质量百分比含量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种烟用三醋酸甘油酯的定量检测方法，以反式茴香脑和碳酸丙烯酯中的一种或两种物质为内标物配制萃取溶液，用内标法进行定量分析。

作为优选，所述定量检测方法具体操作过程包括：

1)用含反式茴香脑和碳酸丙烯酯中的一种或两种物质配制的内标物的萃取溶液定容，配制含有不同浓度的被测组分的标准溶液；

2)用色谱仪分析标准溶液，绘制被测组分的标准曲线，所述标准曲线一个坐标为标准被测组分与内标物质的峰面积之比或峰高之比，另一个坐标为标准被测组分的浓度；

3)在所述萃取溶液中加入待测样品，用色谱仪分析，通过所述标准曲线求出待测样品中被测组分的浓度。

作为优选，所述萃取溶液中反式茴香脑的浓度为0.05g/L～0.3g/L，碳酸丙烯酯的浓度为0.001g/L～0.008g/L或者反式茴香脑的浓度为0.001g/L～0.008g/L，碳酸丙烯酯的浓度为0.05g/L～0.3g/L。

作为优选，所述步骤1)和步骤3)中配制萃取溶液的溶剂为甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇中的一种或几种。

作为优选，所述溶剂为乙醇。

作为优选，所述被测组分为三醋酸甘油酯、单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯中的一种或几种。

作为优选，所述标准溶液中三醋酸甘油酯的浓度为0.768mg/L～2400mg/L。

作为优选，所述单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯的浓度都为0.1536mg/L～480mg/L。

作为优选，步骤2)与步骤3)中所述色谱仪为气相色谱仪，所述气相色谱仪的进样口处温度为200℃～280℃，分流比为5∶1～20∶1，进样量为1μL～5μL。

作为优选，所述气相色谱仪的炉温初始为50℃～100℃，以5℃/min～20℃/min的升温速率升温，升到180℃～210℃后以1℃/min～5℃/min的升温速率升温，被测组分出峰后进行高温吹扫。

作为优选，所述气相色谱仪的色谱柱采用柱长30m～60m，液膜厚0.2μm～0.5μm的聚乙二醇极性色谱柱，氦气流速0.8mL/min～1.2mL/min。

作为优选，所述气相色谱仪的检测器为FID检测器，氢气流速30mL/min～40mL/min，空气流速280mL/min～320mL/min，尾吹气流速18mL/min～25mL/min。

作为优选，在所述步骤1)之前，对待测样品进行定性检测，确定要定量的被测组分。

作为优选，所述定性检测使用质谱仪，所述质谱仪传输线温度220℃～280℃，离子源温度200℃～260℃，四极杆温度100℃～200℃；溶剂延迟7min～10min；扫描范围35amu～350amu。

本发明提供的烟用三醋酸甘油酯的定量检测方法在操作过程中将被测组分与内标物混合在一起注入色谱柱，只要混合溶液中被测组分与内标物的量的比值恒定，进样体积的变化不会影响定量结果，分析结果较为准确，且能够区分出单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯的含量。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明主要使用内标法进行烟用三醋酸甘油酯的定量检测。采用内标法时，内标物的选择是一项十分重要的工作，理想来说内标物应是待测样品中不存在的纯物质；内标物的性质应与被测组分性质相近，以使内标物的色谱峰与被测组分色谱峰靠近但又能与之完全分离；内标物与样品应完全互溶，但不能发生化学反应；内标物的加入量应接近被测组分的量。

本发明根据要测的组分选用的内标物是反式茴香脑和碳酸丙烯酯中的一种或两种。当被测组分除了含量较多的三醋酸甘油酯以外还有含量较少的单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯时，配制的萃取溶液中同时含有两种浓度不同的内标物，溶液中反式茴香脑的浓度为0.05g/L～0.3g/L，碳酸丙烯酯的浓度为0.001g/L～0.008g/L或者反式茴香脑的浓度为0.001g/L～0.008g/L，碳酸丙烯酯的浓度为0.05g/L～0.3g/L。当只检测三醋酸甘油酯时，溶液里可以只含有反式茴香脑或碳酸丙烯酯一种内标物，浓度选用0.05g/L～0.3g/L。配制萃取溶液的溶剂可选择甲醇、乙醇、丁醇和异丙醇中的一种或几种，本发明优选使用乙醇。

萃取溶液配制好后，用萃取溶液定容，制备含有被测组分的一级标准溶液，再采用逐级稀释的方式制备各级标准溶液，要求各级浓度标准溶液中所含的各被测组分质量百分比含量能够覆盖实际样品中所含的各被测组分的实际质量百分比含量。标准溶液中的被测组分为三醋酸甘油酯、单醋酸酐油酯和二醋酸甘油酯中的一种或几种，各组分在标准溶液中的比例根据在实际烟用三醋酸甘油酯中的比例进行配置。各级标准溶液中三醋酸甘油酯的浓度优选为0.768mg/L～2400mg/L，单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯的浓度都为0.1536mg/L～480mg/L。

标准溶液配制好后，分别将各级标准溶液注入气相色谱仪中，通过谱图绘制被测组分的标准曲线，标准曲线一个坐标为标准被测组分与内标物质的峰面积之比或峰高之比，另一个坐标为标准被测组分的浓度。

气相色谱仪的原理是以气体作流动相，当样品进入气化室气化后，被流动相带入色谱柱内，样品中各组分在流动相和固定相之间进行反复多次的分配，由于样品中各组分的性质不同，在色谱柱中两相间的分配系数和吸附系数不同，在流动相带动下各组分在柱子中的运行速度也不同，经过一定的柱长后，各组分在柱子末端分离开，然后接在柱子后的检测器将组分按顺序检测出来。

本发明中气相色谱仪进样口的温度为200℃～280℃，优选为250℃；分流比为5∶1～20∶1，优选为10∶1；进样量为1μL～5μL，优选为1μL。

炉温初始为50℃～100℃，开始阶段的升温速率较高为5℃/min～20℃/min，升到高温段达到180℃～210℃后以较低的升温速率1℃/min～5℃/min升温，被测组分出峰后再进行高温吹扫清除杂质。作为优选，本发明初始炉温为70℃，1min后开始升温，以10℃/min的升温速率升温至200℃，保持2min，然后以3℃/min的升温速率升温至220℃，保持5min，以10℃/min的升温速率升温至240℃，保持2min，进行高温吹扫。

色谱柱可采用柱长30m～60m，液膜厚0.2μm～0.5μm的聚乙二醇极性色谱柱，例如HP-INNOWAX或DB-WAX，氦气流速0.8mL/min～1.2mL/min。作为优选，本发明选用型号为HP-INNOWAX色谱柱，规格为60m×0.25mm×0.25μm，氦气流速1.0mL/min。

本发明气相色谱仪的检测器优选FID检测器。FID的工作原理是以氢气在空气中燃烧为能源，载气携带被分析组分和可燃气H₂从喷嘴进入检测器，助燃气空气从四周导入。被分析组分在氢气-空气火焰中被解离成正负离子，在极化电压形成的电场中，正负离子向各自相反的电极移动，形成的离子流被收集级吸收，微弱的离子流经过高阻放大可以获得可测量的电信号，产生的电流与燃烧的样品量成正比，因此可以根据信号的大小对有机物进行定量分析。其主要特点是对几乎所有挥发性的有机化合物均有响应，而且灵敏性高、基流小、线性范围宽、死体积小、响应快，可以和毛细管柱直接联用。本发明中，氢气流速30mL/min～40mL/min，优选为35mL/min，空气流速280mL/min～320mL/min，优选为300mL/min，尾吹气流速18mL/min～25mL/min，优选使用氦气20mL/min。

标准曲线绘制完成后，即可以进行烟用三醋酸甘油酯的检测。在与配制标准曲线时相同的萃取溶液中加入待测样品，用色谱分析，测出被测组分与内标物质的峰面积之比或峰高之比，代入标准曲线中求出被测组分在萃取溶液中的浓度，因为已知待测样品在萃取溶液中的浓度，继而求出被测组分在待测样品中的质量百分比含量。

作为优选，还可以在定量检测之前，先将烟用三醋酸甘油酯的待测样品进行定性检测确定要定量的被测组分。本发明选用质谱仪进行定性检测，质谱仪传输线温度220℃～280℃，优选为250℃，离子源温度200℃～260℃，优选为230℃，四极杆温度100℃～200℃，优选为150℃；溶剂延迟7min～10min，优选9min；扫描范围35amu～350amu。

实施例：

取一些待测样品用质谱进行定性检测，待测样品中含有三醋酸酐油酯、单醋酸酐油酯、二醋酸甘油酯和其它一些少量的添加剂，本实验要对三醋酸酐油酯、单醋酸酐油酯和二醋酸甘油酯进行定量检测。

1)制备标准溶液：

实验中使用的试剂：

反式茴香脑      北京百灵威化学技术有限公司；

碳酸丙烯酯      分析纯    南京常顺化学有限公司；

三醋酸甘油酯    分析纯    江苏美达化学品有限公司；

单醋酸甘油酯    分析纯    环泉化工贸易有限公司；

二醋酸甘油酯    分析纯    上海至鑫化工有限公司。

配制萃取溶液：用1L无水乙醇溶解0.2g的反式茴香脑和0.003g的碳酸丙烯酯。

配制标准溶液：在250mL的容量瓶中加入三醋酸甘油酯600mg，单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯各120mg，分别准确称重至0.1mg。用事先配制好的含有内标物的萃取溶液定容至250mL，得到第一级标准溶液。

取第一级标准溶液50mL加入250mL的容量瓶中，以萃取溶液定容，得到第二级标准溶液；取第二级标准溶液50mL加入250mL的容量瓶中，以萃取溶液定容，得到第三级标准溶液；第三级标准溶液50mL加入250mL的容量瓶中，以萃取溶液定容，得到第四级标准溶液；第四级标准溶液50mL加入250mL的容量瓶中，以萃取溶液定容，得到第五级标准溶液；第五级标准溶液50mL加入250mL的容量瓶中，以萃取溶液定容，得到第六级标准溶液。

2)绘制三醋酸甘油酯标准曲线：

将第一级标准溶液注入气相色谱仪中，待出峰后分别测量组分三醋酸甘油酯和反式茴香脑的峰面积，则在标准溶液中三醋酸甘油酯的浓度为：

$w_i=\frac{m_i}{V}=\frac{m_s\·\frac{f_i^{\′}\·A_i}{f_s^{\′}\·A_s}}{V}=\frac{m_s}{V}\·\frac{A_i}{A_s}\·\frac{f_i^{\′}}{f_s^{\′}}$ ①

其中f′_i、f′_s分别为三醋酸甘油酯和内标物的质量校正因子，A_i、A_s分别为三醋酸甘油酯和反式茴香脑的峰面积。由于每次都称取同样量的样品，加入固定量的内标物，所以

为一常数项，因此，

即标准溶液中三醋酸甘油酯的浓度正比于三醋酸甘油酯与反式茴香脑的峰面积比。

同样将第二级、第三级、第四级、第五级、第六级标准溶液注入色谱仪中，待出峰后分别测量并记录下各标准溶液中三醋酸甘油酯和反式茴香脑的峰面积之比。以三醋酸甘油酯和反式茴香脑的峰面积之比A_i/A_s为横轴，溶液中三醋酸甘油酯的浓度w_i为纵轴绘制标准曲线。

实验得出三醋酸甘油酯的标准曲线为：y＝25.097x+0.1823，相关系数R＝0.9998，在0.768mg/L～2400mg/L的浓度范围内，线性关系良好。

3)绘制样品中其它组分的标准曲线：

各级标准溶液注入色谱中，测量三醋酸甘油酯和反式茴香脑的峰面积之比的同时，再分别测量单醋酸甘油酯和碳酸丙烯酸的峰面积之比、二醋酸甘油酯和碳酸丙烯酯的峰面积之比。与绘制三醋酸甘油酯的标准曲线相同的方法绘制单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯的标准曲线。

单醋酸酐油酯的标准曲线是以单醋酸甘油酯和碳酸丙烯酸的峰面积之比为横轴，溶液中单醋酸甘油酯的浓度为纵轴；二醋酸酐油酯的标准曲线是以二醋酸甘油酯和碳酸丙烯酯的峰面积之比为横轴，溶液中二醋酸甘油酯的浓度为纵轴。

本实验得出单醋酸酐油酯的标准曲线为：y＝18.963x+0.65，相关系数R＝0.99978，在0.1536mg/L～480mg/L的浓度范围内，线性关系良好。

二醋酸甘油酯的标准曲线为：y＝16.37x+1.24，相关系数R＝0.99983，在0.1536mg/L～480mg/L的浓度范围内，线性关系良好。

4)检测待测样品中的组分含量

各被测组分的标准曲线绘制好后，对待测样品进行检测。待测样品称取准确至0.1mg，取100.2mg待测样品，用步骤1)中配制的萃取溶液定容至50mL，将配制好的溶液注入色谱仪中，待出峰后测量并记录下样品中三醋酸甘油酯和反式茴香脑的峰面积之比，代入相应标准曲线中，即可得出三醋酸甘油酯的浓度；测量单醋酸甘油酯和碳酸丙烯酯的峰面积之比，代入相应标准曲线中，得出单醋酸甘油酯的浓度；测量二醋酸甘油酯和碳酸丙烯酯的峰面积之比，代入相应标准曲线中，得出二醋酸甘油酯的浓度，因为已知待测样品的浓度是100.2mg/50mL＝2004mg/L，将求出的各个组分的浓度比上2004mg/L即可得出各个组分在待测样品中的质量百分比含量。

采用本发明提供的检测方法对4个不同的样品进行检测，样品中主要组分含量的检测结果见表1：

表1本发明的检测方法对样品的定量检测结果

对比例：

采用中华人民共和国烟草行业标准YC 144-2008提供的检测方法，对上述的4个样品进行检测，样品中主要组分的质量百分比含量的检测结果见表2：

表2面积归一化法对样品的定量检测结果

从表2的检测结果可以看到，使用对比例中的方法进行检测后，样品1、2、3中三醋酸甘油酯的质量百分比含量都大于99％，根据YC 144-2008的规定，三醋酸甘油酯的含量≥99％为合格产品，因此样品1、2、3都合格。但是从表1的检测结果可以看出，使用本发明提供的方法进行检测，实际上样品1、2、3中三醋酸甘油酯的含量并没有达到要求，样品1、2、3实际上并不合格。

此外，现行行标采用的面积归一化法测得的样品1、2中三醋酸甘油酯的含量接近，但用本发明提供的方法检测出实际上样品1要比样品2中含有的三醋酸甘油酯多，样品1的产品质量优于样品2。其中原因在于，两个样品中单醋酸甘油酯含量接近，但由于样品2中还含有用色谱法无法检测出的物质，而采用面积归一化法进行定量时，这类物质由于在色谱中不出峰所以不会参与计算，从而造成对三醋酸甘油酯的估算量严重偏大。

面积归一化法也不能够区分出单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯，只能测出二者的含量之和，而本发明的方法可以将二者区分出，分别测出各自的质量百分比含量。单醋酸甘油酯与二醋酸甘油酯，由于酯化效果不同因此增塑效果有明显差异，所以增塑剂中三醋酸甘油酯含量相同但单醋酸甘油酯与二醋酸甘油酯含量不同的样品，其增塑效果并不相同，本发明的方法更有助于判断增塑剂的增塑效果。

因此，使用本发明提供的检测方法检测烟用三醋酸甘油酯中各组分的质量百分比含量，结果较准确，且能够区分出单醋酸酐油酯和二醋酸甘油酯的含量。

以上对本发明所提供的烟用三醋酸甘油酯的定量检测方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1、一种烟用三醋酸甘油酯的定量检测方法，其特征在于，以反式茴香脑和碳酸丙烯酯中的一种或两种物质为内标物配制萃取溶液，用内标法进行定量分析。

2、根据权利要求1所述的定量检测方法，其特征在于，具体操作过程包括：

1)用含反式茴香脑和碳酸丙烯酯中的一种或两种物质配制的内标物的萃取溶液定容，配制含有不同浓度的被测组分的标准溶液；

2)用色谱仪分析标准溶液，绘制被测组分的标准曲线，所述标准曲线一个坐标为标准被测组分与内标物质的峰面积之比或峰高之比，另一个坐标为标准被测组分的浓度；

3)在所述萃取溶液中加入待测样品，用色谱仪分析，通过所述标准曲线求出待测样品中被测组分的浓度。

3、根据权利要求2所述的定量检测方法，其特征在于，所述萃取溶液中反式茴香脑的浓度为0.05g/L～0.3g/L，碳酸丙烯酯的浓度为0.001g/L～0.008g/L，或者反式茴香脑的浓度为0.001g/L～0.008g/L，碳酸丙烯酯的浓度为0.05g/L～0.3g/L。

4、根据权利要求2所述的定量检测方法，其特征在于，所述步骤1)和步骤3)中配制萃取溶液的溶剂为甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇中的一种或几种。

5、根据权利要求4所述的定量检测方法，其特征在于，所述溶剂为乙醇。

6、根据权利要求2所述的定量检测方法，其特征在于，所述被测组分为三醋酸甘油酯、单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯中的一种或几种。

7、根据权利要求6所述的定量检测方法，其特征在于，所述标准溶液中三醋酸甘油酯的浓度为0.768mg/L～2400mg/L。

8、根据权利要求6所述的定量检测方法，其特征在于，所述单醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯的浓度都为0.1536mg/L～480mg/L。

9、根据权利要求2所述的定量检测方法，其特征在于，步骤2)与步骤3)中所述色谱仪为气相色谱仪，所述气相色谱仪的进样口处温度为200℃～280℃，分流比为5∶1～20∶1，进样量为1μL～5μL。

10、根据权利要求9所述的定量检测方法，其特征在于，所述气相色谱仪的炉温初始为50℃～100℃，以5℃/min～20℃/min的升温速率升温，升到180℃～210℃后以1℃/min～5℃/min的升温速率升温，被测组分出峰后进行高温吹扫。

11、根据权利要求10所述的定量检测方法，其特征在于，所述气相色谱仪的色谱柱采用柱长30m～60m，液膜厚0.2μm～0.5μm的聚乙二醇极性色谱柱，氦气流速0.8mL/min～1.2mL/min。

12、根据权利要求11所述的定量检测方法，其特征在于，所述气相色谱仪的检测器为FID检测器，氢气流速30mL/min～40mL/min，空气流速280mL/min～320mL/min，尾吹气流速18mL/min～25mL/min。

13、根据权利要求2所述的定量检测方法，其特征在于，在所述步骤1)之前，对待测样品进行定性检测，确定要定量的被测组分。

14、根据权利要求13所述的定量检测方法，其特征在于，所述定性检测使用质谱仪，所述质谱仪传输线温度220℃～280℃，离子源温度200℃～260℃，四极杆温度100℃～200℃；溶剂延迟7min～10min；扫描范围35amu～350amu。