CN104076108B - 一种电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法，所述的检测方法包括电子烟烟气中低分子醛酮的提取和液相色谱检测。首先用负载2,4‑二硝基苯肼剑桥滤片串联吸收瓶捕集烟气成分中低分子醛酮，捕集到的低分子醛酮经萃取后用液相色谱测定含量。本发明的方法具有灵敏度高，选择性好，操作简单，重复性高的优点，可以实现对电子烟中的低分子醛酮准确定量分析。

Description

一种电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法

技术领域

本发明涉及电子烟产品烟气的理化检验技术领域，具体涉及一种电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法。

背景技术

随着全球控烟环境的日趋严峻及消费者对健康的日益关注，突破传统卷烟技术，研发一种全面地、大幅地降低烟草有害成分释放量的电子烟逐渐成为世界各国烟草行业解决烟草行业未来发展的重要手段。电子烟，又名电子尼古丁传送系统（electronicnicotine delivery systems，ENDS）。世界卫生组织对电子烟碱传送系统的官方定义（WHOtechnical report series 955，P4-5）为：电子烟烟碱传送系统（ENDS）是一种消费产品，能够向肺传输烟碱。

电子烟烟气中低分子醛酮的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛能与蛋白质结合、高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛。乙醛低浓度吸入会引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状及支气管炎。高浓度吸入会有麻醉作用。

目前文献报道电子烟烟气中低分子醛酮含量的研究较少。Goniewicz等利用气相色谱法-热离子检测器对烟气中的甲醛、乙醛等成分进行了分析（Nicotine ＆ TobaccoResearch,15,158-166. 2013.），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。

发明内容

本发明正是基于上述问题而提供的一种电子烟烟气中低分子醛酮含量的液相色谱测定方法。本方法提供的检测方法，具有操作简单，定量准确，重复性好，灵敏度高及回收率好的优点。

本发明通过以下技术方案来实现的：

一种电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法包括以下步骤：

1）2,4-二硝基苯肼衍生化试剂的配置：称取1.0g提纯的2,4-二硝基苯肼固体加入约80mL乙腈中，加热至50℃，振荡溶解，冷却至室温后用乙腈定容至100mL。

2）配置低分子醛酮的2,4-二硝基苯腙衍生化合物的标准系列溶液：分别称取约25mg的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮、丁醛2,4-二硝基苯腙衍生化合物溶解于加入乙腈定溶于100mL的棕色容量瓶中，作为标准储备液；移取5mL的标准储备液至100mL的容量瓶中，加入乙腈定容，作为一级标准溶液，分别移取0.1，0.2，0.2，0.5，1.0，2.0，5.0mL的一级标准溶液于50mL棕色容量瓶中，制备7个系列标准溶液，并绘制标准曲线；

3）负载2,4-二硝基苯肼衍生化试剂的剑桥滤片的制作：将剑桥滤片平放于干净的托盘中，用移液枪均匀加入1mL的2,4-二硝基苯肼衍生化试剂，放于真空干燥器中晾干，电子烟抽吸时，在晾干的滤片上准确加入1mL的衍生化试剂得负载2,4-二硝基苯肼衍生化试剂的剑桥滤片；

4）采用负载2,4-二硝基苯肼衍生化试剂的剑桥滤片和含有2,4-二硝基苯肼衍生化试剂吸收液的吸收瓶串联，并通过吸烟机的烟气捕集通道收集电子烟烟气，将收集了低分子醛酮的剑桥滤片和吸收液放入锥形瓶中，进行振荡萃取；

5）移取萃取液过有机滤膜过滤，滤液采用液相色谱法对其进行分析，由标准曲线计算电子烟烟气中低分子醛酮含量；步骤1）中所述的2,4-二硝基苯肼使用前应经乙腈重结晶；重结晶方法：取50gDNPH加入到800mL乙腈中，加热回流至DNPH完全溶解，转入到烧杯中密封避光自然冷却，静置过夜， DNPH结晶经抽滤、乙腈洗涤，真空干燥后转入棕色瓶密封后避光低温保存。

步骤3）所述的剑桥滤片负载的2,4-二硝基苯肼衍生化试剂和吸收液里2,4-二硝基苯肼衍生化试剂的浓度根据标准曲线低分子醛酮浓度的范围调整。

步骤4）中所述的收集电子烟烟气抽吸参数的范围：抽吸容量为35~55 mL；抽吸持续时间为2±0.05s；抽吸频率为30±0.5s，60±0.5s；抽吸曲线为三角波、方波和钟形；抽吸口数范围为50~200口。

步骤4）中所述的收集电子烟烟气采用的吸烟机为直线型吸烟机，剑桥滤片直径为44mm，且吸烟房为恒温恒湿环境。

步骤5）中所述的液相色谱仪为配有紫外检测器或二极管阵列、记录仪、柱温箱、梯度洗脱功能和积分仪处理设备，采用的色谱柱C18液相色谱柱或类似柱。

步骤5）中所述的液相色谱法中的仪器条件：柱温：30℃；流动相：流动相：A乙腈，B水梯度洗脱程序为0~20min，A为50%；20~30min，A由50%线性升至60%；30~40min，A由60%线性升至90%；40~45min，A由90%线性降至50%；；流量1.0 mL/min；进样体积10μL；检测波长：360nm。

步骤5）中所述的电子烟烟气中低分子醛酮的含量计算，由步骤2）制作的标准曲线计算低分子醛酮浓度，由低分子醛酮浓度计算电子烟烟气中低分子醛酮的含量，除以抽吸的口数，结果以电子烟每口的毫克数表示，精确至0.0001mg。

本发明的电子烟烟气中低分子醛酮含量的测定方法具有如下优势：

1.本发明首次提供了一种电子烟烟气中低分子醛酮含量的液相色谱-紫外检测器或二极管阵列（HPLC-UV/HPLC-DAD）测定方法，实现了电子烟烟气中低分子醛酮含量的快速测定。

2.在液相色谱分析中，烟气中的低分子醛酮衍生化成稳定性好的低分子醛酮-2,4-二硝基苯腙，采用的是外标法定量，方法的重现性较好。

3.采用含衍生化试剂的剑桥滤片串联吸收瓶能够将电子烟烟气中的低分子醛酮捕集完全，保证测定结果的准确。比较了滤片、滤片+吸收瓶、吸收瓶捕集效率，发现滤片+吸收瓶的效率在99%以上，吸收瓶捕集中吸收液不能很好地吸收烟气，导致测定结果不完全。故选择滤片+吸收瓶捕集电子烟烟气中的低分子醛酮。

4.本发明所提供的方法，前处理简单，不需要净化富集，操作简单、快速，方法的灵敏度和回收率高，重复性较好。

附图说明

图1为标准工作溶液色谱图。

图2为烟气样品的色谱图。

具体实施方式

本发明通过以下具体实施例作进一步描述，但不限于实施例。

实施例1：

仪器、试剂及仪器工作条件：

1）仪器：Waters 液相色谱仪，配紫外检测器；SM450型20孔道直线型吸烟机（英国CERULEAN公司）； HY-8型振荡仪（常州国华电器有限公司）；ME414S电子天平（感量：0.0001g，德国Sartorius公司）

2)试剂：低分子醛酮的2,4-二硝基苯腙均为标准品，乙腈（色谱纯，美国Tedia公司）

3）条件：色谱柱：Acclaim® Explosive E2 250mm×4.6mm 120Å ，色谱柱填料粒度5μm（美国Dionex公司）；预柱为Acclaim® Explosive E2 10mm×4.3mm 120Å，色谱柱填料粒度5μm（美国Dionex公司）；流速：1.0mL/min；进样量：10μL。

电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法如下：

1．衍生化试剂的配置

准确称取1.0g提纯的2,4-二硝基苯肼固体加入约80mL乙腈中，加热至50℃，振荡溶解，冷却至室温后用乙腈定容至100mL。

其中所述的2,4-二硝基苯肼使用前应经乙腈重结晶；重结晶方法：取50gDNPH加入到800mL乙腈中，加热回流至DNPH完全溶解，转入到烧杯中密封避光自然冷却，静置过夜，DNPH结晶经抽滤、乙腈洗涤，真空干燥后转入棕色瓶密封后避光低温保存。

2. 低分子醛酮标准系列溶液配置

分别称取25mg的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮、丁醛2,4-二硝基苯腙衍生化合物，加入乙腈溶解，定溶于100mL的棕色容量瓶中，作为标准储备液。移取5mL的标准储备液至100mL的容量瓶中，加入乙腈定容，作为一级标准溶液。分别移取0.1，0.2，0.2，0.5，1.0，2.0，5.0mL的一级标准溶液于50mL棕色容量瓶中，制备7个系列标准溶液；针对电子烟样品中检测到的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮、丁醛浓度来调整标准溶液浓度的范围，使之覆盖被测物的浓度；

3. 负载2,4-二硝基苯肼衍生化试剂的剑桥滤片的制作：将剑桥滤片平放于干净的托盘中，用移液枪均匀加入1mL的2,4-二硝基苯肼衍生化试剂，放于真空干燥器中晾干，电子烟抽吸时，在晾干的滤片上准确加入1mL的衍生化试剂得负载2,4-二硝基苯肼衍生化试剂的剑桥滤片；

4．采用负载2,4-二硝基苯肼衍生化试剂的剑桥滤片和含有2,4-二硝基苯肼衍生化试剂吸收液的吸收瓶串联，并通过吸烟机的烟气捕集通道收集电子烟烟气，将收集了低分子醛酮的剑桥滤片和吸收液放入锥形瓶中，进行振荡萃取；收集电子烟烟气采用的吸烟机为直线型吸烟机，剑桥滤片直径为44mm，且吸烟房为恒温恒湿环境。

5．移取萃取液过有机滤膜过滤，滤液采用液相色谱法对其进行分析；所述的液相色谱法中的仪器条件：柱温：30℃；流动相：A乙腈，B水，梯度洗脱程序为0~20min，A为50%；20~30min，A由50%线性升至60%；30~40min，A由60%线性升至90%；40~45min，A由90%线性降至50%；流量1.0 mL/min；进样体积10μL；检测波长：360nm。

6．标准曲线的绘制和测定：

对系列标准溶液进行HPLC-UV测定，计算每个标准溶液中甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮、丁醛2,4-二硝基苯腙衍生化合物，做出浓度与峰面积比的标准曲线或回归线方程，相关系数R不小于0.9999。

7．样品的处理和检测

将电子烟烟气按照抽吸容量为55mL，抽吸频率为2s，抽吸间隔30s,抽吸曲线为正弦曲线，抽吸口数为100口抽吸捕集于剑桥滤片。将抽吸后的剑桥滤片和吸收液置于100mL的锥形瓶中，振荡10min，静置，取上层清液过0.22μm的有机滤膜过滤，然后进样，计算电子烟烟气中的每口含量（mg/口）。

电子烟烟气中烟碱的含量由如下公式计算得出：

式中：

X——样品中低分子醛酮的含量，单位为毫克每口（mg/口）；

C_i——从标准工作曲线上得到低分子醛酮的浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

C₀——空白试验中低分子醛酮浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

v——萃取剂的体积，单位为毫升(mL)；

n——抽吸口数，单位为口；

每个样品平行测定2次，以2次平行测定的平均值为测定结果。

根据上述液相色谱测定方法，选择几种品牌的电子烟，测得烟气中发现甲醛含量范围为0.0163-0.3490 mg/口，乙醛含量范围为0.0075-0.0906 mg/口、丙烯醛含量范围为0.0054-0.02771 mg/口。

Claims (5)

1.一种电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法，其特征在于所述的测定方法包括以下步骤：

1）2,4- 二硝基苯肼衍生化试剂的配置：称取1.0g 提纯的2,4- 二硝基苯肼固体加入80mL 乙腈中，加热至50℃，振荡溶解，冷却至室温后用乙腈定容至100mL ；

2）配置低分子醛酮的2,4- 二硝基苯腙衍生化合物的标准系列溶液：分别称取25mg的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2- 丁酮、丁醛2,4- 二硝基苯腙衍生化合物溶解于加入乙腈定溶于100mL 的棕色容量瓶中，作为标准储备液；移取5mL 的标准储备液至100mL的容量瓶中，加入乙腈定容，作为一级标准溶液，分别移取0.1，0.2，0.2，0.5，1.0，2.0，5.0mL 的一级标准溶液于50mL 棕色容量瓶中，制备7 个系列标准溶液并绘制标准曲线；

3）负载2,4- 二硝基苯肼衍生化试剂的剑桥滤片的制作：将剑桥滤片平放于干净的托盘中，用移液枪均匀加入1mL 的2,4- 二硝基苯肼衍生化试剂，放于真空干燥器中晾干，电子烟抽吸时，在晾干的滤片上加入1mL 的衍生化试剂得负载2,4- 二硝基苯肼衍生化试剂的剑桥滤片；

4）采用负载2,4- 二硝基苯肼衍生化试剂的剑桥滤片和含有2,4- 二硝基苯肼衍生化试剂吸收液的吸收瓶串联，并通过吸烟机的烟气捕集通道收集电子烟烟气，将收集了低分子醛酮的剑桥滤片和吸收液放入锥形瓶中，进行振荡萃取；其中，所述的收集电子烟烟气抽吸参数的范围：抽吸容量为35~55 mL ；抽吸持续时间为2±0.05s ；抽吸频率为30±0.5s，60±0.5s ；抽吸曲线为三角波、方波和钟形；抽吸口数范围为50~200 口；所述的收集电子烟烟气采用的吸烟机为直线型吸烟机，剑桥滤片直径为44mm，且吸烟房为恒温恒湿环境；

5）移取萃取液过有机滤膜过滤，滤液采用液相色谱法对其进行分析，由标准曲线计算电子烟烟气中低分子醛酮含量；其中所述的液相色谱法中的仪器条件：柱温：30℃ ；流动相：A 乙腈，B 水梯度洗脱程序为0~20min，A 为50% ；20~30min，A 由50% 线性升至60% ；30~40min，A 由60% 线性升至90% ；40~45min，A 由90% 线性降至50% ；流量1.0 mL/min ；进样体积10μL ；检测波长：360nm。

2.根据权利要求1 所述的电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法，其特征在于步骤1）中所述的2,4- 二硝基苯肼使用前应经乙腈重结晶；重结晶方法：取50gDNPH 加入到800mL 乙腈中，加热回流至DNPH 完全溶解，转入到烧杯中密封避光自然冷却，静置过夜， DNPH 结晶经抽滤、乙腈洗涤，真空干燥后转入棕色瓶密封后避光低温保存。

3.根据权利要求1 所述的电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法，其特征在于所述步骤3）剑桥滤片负载的2,4- 二硝基苯肼衍生化试剂和吸收液里2,4- 二硝基苯肼衍生化试剂的浓度根据标准曲线低分子醛酮浓度的范围调整。

4.根据权利要求1 所述的电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法，其特征在于步骤5）中所述的液相色谱仪为配有紫外检测器或二极管阵列、记录仪、柱温箱、梯度洗脱功能和积分仪处理设备，采用的色谱柱为C18 液相色谱柱。

5.根据权利要求1 所述的电子烟烟气中低分子醛酮的测定方法，其特征在于步骤5）中所述的电子烟烟气中低分子醛酮的含量计算，由步骤2) 制作的标准曲线计算低分子醛酮浓度，由低分子醛酮浓度计算电子烟烟气中低分子醛酮的含量，除以抽吸的口数，结果以电子烟每口的毫克数表示，精确至0.0001mg。