CN103808831B

CN103808831B - 同时测定电子烟烟液中1,2-丙二醇,薄荷醇,二甘醇,丙三醇和三甘醇含量的方法

Info

Publication number: CN103808831B
Application number: CN201410094943.5A
Authority: CN
Inventors: 韩书磊; 陈欢; 刘彤; 吴帅宾; 侯宏卫; 胡清源
Original assignee: National Tobacco Quality Supervision and Inspection Center
Current assignee: National Tobacco Quality Supervision and Inspection Center
Priority date: 2014-03-16
Filing date: 2014-03-16
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2034-03-16
Also published as: CN103808831A

Abstract

一种同时测定电子烟烟液中1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：采用超声萃取法制备待测样品溶液，并配置具有7级浓度梯度的混合标准工作溶液，利用气相色谱仪配氢火焰离子化检测器进行分析，采用内标法定量。结果表明：1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇在0.001~1.0 mg/mL内线性关系良好（R²>0.999），检出限（LOD）为0.0028~0.0057%，3个加标水平的平均回收率在94.8%~104.4%之间，相对标准偏差（RSD）小于4.96%，这表明该方法灵敏度高，重复性及回收率好。

Description

同时测定电子烟烟液中 1,2- 丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的方法

技术领域

本发明涉及电子烟产品理化检验技术领域，具体涉及一种同时测定电子烟烟液中1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的气相色谱方法。

背景技术

近年来，吸烟与健康的话题一直受到人们的广泛关注，吸烟有害健康已受到人们普遍认可。2005年，中国签署《烟草控制框架公约》，使控烟具有法律依据，2012年，中国政府发布《中国烟草控制规划（2012-2015年）》，提出创造无烟环境，实施公共场所全面禁烟。电子烟（electrical cigarette，e-cigarette）又名电子烟碱传送系统（electronic nicotine delivery systems，ENDS），是一种外表类似于卷烟的新型烟碱摄入方式。多年来，电子烟以“保健”，“戒烟”，“清肺”等为宣传口号，以网络为主要营销途径，在中国地区销量大增。但是，针对电子烟产品的成分测定，安全性评估等方面的研究还很少。

1,2-丙二醇和丙三醇具有易雾化，价格低廉，对烟草提取物溶解性好等优点，是绝大多数电子烟烟液的溶剂，但1,2-丙二醇和丙三醇虽然毒性很小，但作为电子烟烟液的主要溶剂，消费者对其长期持续吸入，其安全性尚未得到论证。薄荷醇因其特殊的强烈薄荷香气和凉爽味道，广泛用于个人护理用品、食品及医药等行业，具有止痒，止痛及清凉的作用，是世界广泛使用的香料类型之一，并在电子烟产品中得到广泛应用，可改善电子烟的口感。但研究表明，在传统卷烟中，薄荷醇可能增强消费者对卷烟的依赖，而提高肺癌的发病率，并与尼古丁代谢物有一定的相关性，增大了吸烟的危害性（Brooks, Daniel R, etc. Am J Epidemiol, 158, 609-616.2003；Clark, Pamela I, etc. CHEST Journal, 110, 1194-1198.1996.）。二甘醇和三甘醇作为烟草制品中受管制的保润剂，亦有必要对其在电子烟烟液中的含量进行分析测定，以满足质量监督检验的要求。

但是，对电子烟烟液中的上述五种多元醇类化合物含量进行同时测定，却鲜有文献报道。LPD公司用气相色谱-质谱法对对电子烟烟液中的一部分化合物含量进行了测定（LPD Laboratory Services：D318 (2)，E249A，E98D: 2008-2009），但这些研究只是以实验报告的形式给出测定结果，并没有对方法做出详细说明和验证，且气相色谱-质谱法灵敏度较高，更适合痕量目标物的含量测定，而1,2-丙二醇和丙三醇在电子烟烟液中的含量很高。Jean-François Etter等利用气相色谱方法测定了电子烟烟液中的二甘醇含量，但没有进行方法验证（Etter, Jean‐François, etc. Addiction, 108, 1671-1679. 2013.）。至今尚未见测定电子烟烟液中三甘醇及薄荷醇含量的报道。

发明内容

本发明的目的正是基于上述现状而提供一种测定电子烟烟液中1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的气相色谱方法。本方法提供的检测方法，具有前处理简单有效，定量准确，重复性好，灵敏度高及回收率好的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种同时测定电子烟烟液中1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的气相色谱方法，包括以下步骤：

1）待测样品溶液的制备

称取30~70 mg电子烟烟液于5 mL容量瓶中，准确加入100 μL内标储备液，再加入0.5~4 mL甲醇，然后置于超声波清洗器上以80 W的功率超声5~10 min，冷却至室温后，以甲醇定容。再加入约200 mg无水硫酸镁吸收水分（无水硫酸镁要在马弗炉中600 ℃干燥5 h后，储存于干燥器内备用），手摇振荡0.5 min后，静置，澄清后，取上清液经0.22 μm有机相滤膜过滤，即为待测样品溶液；

2）标准工作溶液的制备

制备具有浓度梯度的1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇的甲醇溶液作为混合标准工作溶液；

3）气相色谱分析

利用气相色谱仪配备氢火焰离子化检测器（FID）对上述所制待测样品溶液和混合标准工作溶液进行分离检测，得到相关色谱图；

4）标准曲线绘制及结果计算

在本发明中，所述内标为1,3-丁二醇，用甲醇作为溶剂的内标储备液浓度为40 mg/mL。

所述混合标准工作溶液中1,2-丙二醇和丙三醇的浓度范围为：0.01~1.0 mg/mL，薄荷醇、二甘醇和三甘醇的浓度范围为：0.001~0.1 mg/mL。

混合标准工作溶液的制备方法为：1）混合标准储备溶液的制备：分别准确称取500 mg1,2-丙二醇，丙三醇和50 mg薄荷醇，二甘醇及三甘醇于100 mL容量瓶中，以甲醇溶解定容；2）混合标准工作溶液的制备：分别准确量取0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，2.0 mL混合标准储备溶液于10 mL容量瓶中，再分别准确加入100 μL内标，以甲醇定容。

气相色谱条件为：色谱柱：30 m × 0.25 mmid × 0.25 μmdf聚乙二醇弹性毛细管色谱柱(DB-WAX色谱柱或其他等效柱)；进样口温度：250℃；载气：氮气（纯度≥99.999%)，恒流流速：1.0 mL/min；进样量：1 μL，不分流进样；升温程序：初始温度90℃，保持1 min，以15℃/min的速率至180℃，保持5 min，再以25℃/min的速度升至240℃，保持5分钟。

本发明提供了一种测定电子烟烟液中1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的气相色谱方法，具有以下技术优势：

1. 本发明首次提供了一种同时测定电子烟烟液中1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的GC-FID方法，实现了电子烟烟液中上述五种化合物的快速测定。

2. 在气相色谱分析中，相对于外标法，由于通过测量内标物及被测组分的峰面积的相对值来进行计算，所以，内标法能有效消除进样量等操作条件带来的误差，测定的结果更为准确，但是，内标法中，选择合适的内标物是关键。比较了1,3-丁二醇，1,4-丁二醇和正十七碳烷三种常用内标物的效果，结果发现，1,4-丁二醇和正十七碳烷在烟液中有杂质干扰，不易作为内标物，而1,3-丁二醇则基本没有干扰，且与其他5种化合物分离良好，故选定1,3-丁二醇作为内标物。

3. 1,2-丙二醇、丙三醇及薄荷醇、二甘醇、三甘醇在电子烟烟液中的含量差别比较大，如果样品稀释倍数过大，则薄荷醇，二甘醇和三甘醇不易检出，而如果样品稀释倍数过小，则会造成1,2-丙二醇和丙三醇拖尾严重，给定量造成困难，而且丙三醇拖尾会对三甘醇的定量造成严重干扰，所以，经过实验，将50 mg烟液稀释到5 mL，结果令人满意。1,2-丙二醇，丙三醇，薄荷醇，二甘醇及三甘醇是带羟基极性化合物，选择极性毛细管柱效果会比较好，本发明选用具有强极性的聚乙二醇弹性毛细管色谱柱DB-WAX色谱柱，峰型尖锐，分离效果良好。

4. 首次实现了电子烟烟液中薄荷醇及三甘醇含量的测定。

5. 与GC-MS相比，GC-FID价格低廉，易于推广，更具有普适性。

6. 本发明所提供的方法，前处理简单，不需净化，操作简便，快速，检出限（LOD）为0.0028~0.0057%，3个加标水平的回收率在94.8%~104.4%之间，相对标准偏差（RSD）小于4.96%，这表明该方法灵敏度高，重复性及回收率好。

表 1 ： 5种多羟基醇的标准曲线，检测限及回收率

附图说明

图 1为混合标准工作溶液色谱图。

图 2 和图 3为典型样品色谱图。

具体实施方式

本发明通过以下具体实施例作进一步描述，但不限制本发明。

实施例1：

1. 仪器、试剂及仪器工作条件

1）仪器

SCION 456-GC气相色谱仪，配氢火焰离子化检测器（GC-FID，美国Bruker Daltonic公司）；AE163电子天平（感量：0.0001 g，瑞士Mettler公司）；超声波发生器（KQ-700DB型数控超声波清洗器）。

2）试剂

1,3-丁二醇（内标，CAS：107-88-0），1,2-丙二醇（CAS：57-55-6），薄荷醇（CAS：89-78-1）二甘醇（CAS：111-46-6），丙三醇（CAS：56-81-5），三甘醇（CAS：112-27-6），正十七碳烷（629-78-7），1,4-丁二醇（110-63-4），均为标准品；甲醇（色谱纯，美国TEDIA公司）；电子烟样品为网络购买。

3）气相色谱条件。色谱柱：30 m × 0.25 mmid × 0.25 μmdf聚乙二醇弹性毛细管色谱柱(DB-WAX色谱柱或其他等效柱)；进样口温度：250℃；载气：氮气（纯度≥99.999%)，恒流流速：1.0 mL/min；进样量：1 μL，分流比：10:1；升温程序：初始温度90℃，保持1 min，以15℃/min的速率至180℃，保持5 min，再以25℃/min的速度升至240℃，保持5分钟。

2. 标准工作溶液的配制

1) 内标储备溶液的制备（40 mg/mL）：准确移取约4 g1,3-丁二醇于100 mL容量瓶中，以甲醇溶解定容。

2) 混合标准工作溶液的制备（0.001-1.0 mg/mL）：a）混合标准储备溶液的制备（0.5~5 mg/mL）：分别准确称取500 mg1,2-丙二醇，丙三醇和50 mg薄荷醇，二甘醇，三甘醇于100 mL容量瓶中，以甲醇溶解定容；b）混合标准工作溶液的制备：分别准确量取0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，2.0 mL混合标准储备溶液于10 mL容量瓶中，再分别准确加入100 μL内标储备溶液，以甲醇定容。

3. 标准工作曲线的确定

对标准工作溶液进行GC-FID测定，计算每个标准溶液中1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇与内标的峰面积比，做出浓度与峰面积比的标准曲线或计算得出回归方程，标准曲线应为线性关系，相关系数R²应不小于0.999。

4. 样品前处理及检测结果的确定

1) 样品前处理：准确称取约50 mg电子烟烟液于5 mL容量瓶中，准确加入100 μL内标储备液，再加入约4 mL甲醇，然后置于超声波清洗器上以80 W的功率超声5 min，冷却至室温后，以甲醇定容。再加入约200 mg无水硫酸镁吸收水分（在马弗炉中600 ℃干燥5 h后，储存于干燥器内备用），用手振荡0.5 min后，静置，澄清后，取上清液经0.22 μm有机相滤膜过滤。

2) 按照仪器测试条件测定样品，每个样品重复测定2次。每进行20次样品测定后，应加入一个中等浓度的工作标准溶液，如果测到的值与原值相差超过5%，则应重新进行整个标准曲线的制作。

3) 样品中目标物含量以如下公式所示：

式中：

X_i——电子烟烟液中目标化合物浓度，单位为质量百分比（%）；

C_i——提取液中目标化合物浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

C₀——空白实验中目标化合物浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

V——提取液定容体积，单位为毫升（mL）；

m——电子烟烟液质量，单位为毫克（mg）。

以2次平行测定的平均值为最终测定结果，精确至0.01%，平行测量结果其相对平均偏差应小于10%。

根据前面所述方法，选择一种电子烟烟液A，测得其中1,2-丙二醇，丙三醇，二甘醇和三甘醇的含量分别为58.80%，20.41%，0.52%和2.41%，薄荷醇未检出。

实施例2

根据实施例1所述方法，选择一种电子烟烟液B，测得其中1,2-丙二醇，薄荷醇和丙三醇的含量分别为71.39%，1.15%和14.86%，二甘醇和三甘醇皆未检出。

实施例3

根据实施例1所述方法，选择一种电子烟烟液C，测得其中1,2-丙二醇，丙三醇和三甘醇的含量分别为61.31%，25.98%和0.37%，薄荷醇及二甘醇未检出。

实施例4

根据实施例1所述方法，选择一种电子烟烟液D，测得其中1,2-丙二醇和丙三醇的含量分别为78.28%和16.34%，薄荷醇，二甘醇和三甘醇未检出。

Claims

1.一种同时测定电子烟烟液中1,2-丙二醇，薄荷醇，二甘醇，丙三醇和三甘醇含量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）待测样品溶液的制备

称取30~70 mg电子烟烟液于5 mL容量瓶中，准确加入100 μL内标储备液，再加入0.5~4 mL甲醇，然后置于超声波清洗器上以80 W的功率超声5~10 min，冷却至室温后，以甲醇定容；再加入约200 mg无水硫酸镁吸收水分，手摇振荡0.5 min后，静置，澄清后，取上清液经0.22 μm有机相滤膜过滤，即为待测样品溶液；所述内标储备液是以1,3-丁二醇为内标，用甲醇为溶剂配制而成，内标储备液的浓度为40 mg/mL；

2）标准工作溶液的制备

3）气相色谱分析

利用气相色谱仪配备氢火焰离子化检测器（FID）对上述所制待测样品溶液和混合标准工作溶液进行分离检测，得到相关色谱图；气相色谱条件为：色谱柱：30 m × 0.25 mmid × 0.25 μmdf聚乙二醇弹性毛细管色谱柱；进样口温度：250℃；载气：氮气，纯度≥99.999%，恒流流速：1.0 mL/min；进样量：1 μL，不分流进样；升温程序：初始温度90℃，保持1 min，以15℃/min的速率至180℃，保持5 min，再以25℃/min的速度升至240℃，保持5分钟；

4）标准曲线绘制及结果计算。

2. 根据权利要求书1所述的方法，其特征在于，混合标准工作溶液中1,2-丙二醇和丙三醇的浓度范围为：0.01~1.0 mg/mL，薄荷醇、二甘醇和三甘醇的浓度范围为：0.001~0.1 mg/mL。

3. 根据权利要求书1或2所述方法，其特征在于，混合标准工作溶液的制备方法为：

1）混合标准储备溶液的制备：分别准确称取1,2-丙二醇、丙三醇各500 mg，和薄荷醇、二甘醇及三甘醇各50 mg于100 mL容量瓶中，以甲醇溶解定容；

2）混合标准工作溶液的制备：分别准确量取0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，2.0 mL混合标准储备溶液于10 mL容量瓶中，再分别准确加入100 μL内标储备液，以甲醇定容。