CN104122345B

CN104122345B - 烟用纸中1,1,1-三羟甲基丙烷的测定方法

Info

Publication number: CN104122345B
Application number: CN201410372134.6A
Authority: CN
Inventors: 杨飞; 李中皓; 边照阳; 范子彦; 刘珊珊; 张洪非; 王颖; 张艳革; 唐纲岭; 胡清源
Original assignee: National Tobacco Quality Supervision and Inspection Center
Current assignee: National Tobacco Quality Supervision and Inspection Center
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: CN104122345A

Abstract

本发明属于烟用纸中有害物质残留的理化检验技术领域，具体是一种烟用纸中1,1,1-三羟甲基丙烷的测定方法，其特征在于：首先将烟用纸剪碎后加超纯水，然后超声萃取，萃取液离心后直接以液相色谱-串联质谱测定纸张中的1,1,1-三羟甲基丙烷。本方法能够快速、准确检测纸张中1,1,1-三羟甲基丙烷残留量，具有测定结果准确、测定干扰少、灵敏度高及重复性好的优点。

Description

烟用纸中1,1,1-三羟甲基丙烷的测定方法

技术领域

本发明属于烟用纸中有害物质残留的理化检验技术领域，主要涉及烟用内衬纸、接装纸、条盒包装纸中1,1,1-三羟甲基丙烷的测定方法，具体说是采用超声方式萃取1,1,1-三羟甲基丙烷，以液相色谱-串联质谱直接测定的方法。

背景技术

1,1,1-三羟基甲基丙烷（TMP）是白色片状结晶，易溶于水、低级醇、丙三醇、二甲基甲酰胺，部分溶于乙酸乙酯、丙酮，微溶于乙醚、氯仿、四氯化碳，不溶于脂肪烃、芳烃和氯代烃类。三羟甲基丙烷分子上有3个典型的羟甲基，因而具有类似于甘油的多元醇性质，是一种用途广泛的有机化工原料和化工产品。三羟甲基丙烷主要用于醇酸树脂、聚氨酯、不饱和树脂、聚酯树脂、涂料等领域，三羟甲基丙烷也可用于合成航空润滑油、印刷油墨等，三羟甲基丙烷还可用作纺织助剂和聚氯乙烯树脂的热稳定剂。TMP对小鼠毒性为微毒，对日本青鳉胚胎毒性为低毒。纸包括烟用内衬纸、接装纸、条盒包装纸等的生产过程中，需要加入各种各样的化学品如漂白剂、加工助剂、印刷油墨、防腐杀菌剂等化学物，以改善其包装性能和美观性。但是研究发现，这些化学品包括1,1,1-三羟基甲基丙烷会残留在纸张中，进而迁移到卷烟中，其中一些迁移物具有毒性甚至致癌作用，对消费者的健康构成危害。美国、欧盟、日本等发达国家都对与食品接触的包装材料制定了相应的法规和限量标准，并实施了严格的市场准入管理。因此有必要建立一种高效灵敏的检测方法检测烟用材料中的1,1,1-三羟基甲基丙烷。

对1,1,1-三羟基甲基丙烷的分析方法文献报道较少，有Beldie等人发表的化学分析法【Beldie C， et a1．SeDaration and determination of trimethvl01．propane【J 】．Rev．Chim．，1984，35(10)：937～939．】；Tsarfin等人【Tsarfin Ya A，Khar C V D．Gas—chromatographic determination of some diols【J]．Ih. Anal. Khin．，1978，33(10)：2 05l～2 054】报道的气相色谱分析方法。在国内有高毅飞【高毅飞．宽孔石英毛细管气相色谱测定三羟甲基丙烷[J]．辐射研究与辐射工艺学报，1995， 13(I)：55～57．】报道的用宽孔石英毛细管气相色谱法，另一篇是杨挺等人【杨挺等．反相高效液相色谱测定三羟甲基丙烷[J]．华南师范大学学报，1994，(2)：124～126】报道的反相高效液相色谱测定1,1,1-三羟甲基丙烷，还有吴爱芹等【吴爱芹等.气相色谱法测定聚酯中的三羟甲基丙烷 [J].色谱，2003，21（3）298】采用气相色谱测定聚酯中的三羟甲基丙烷。以上方法前处理需要诸如降解、酯化、回流等复杂繁琐步骤，由于TMP含量均很低，所以灵敏度不够高。

发明内容：

本发明的目的正是基于上述现有状况而提供的一种烟用纸中1,1,1-三羟甲基丙烷的测定方法，本方法克服了现有技术缺陷，能够快速、准确检测纸张中1,1,1-三羟甲基丙烷残留量，且测定结果准确、测定干扰少。

本发明鉴于上述现有的分析方法，考虑到烟用纸张中1,1,1-三羟基甲基丙烷的含量很低，而且TPM沸点较高的特点因此选用液相色谱-串联质谱的方法分析。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种烟用纸中1,1,1-三羟甲基丙烷的测定方法，首先将烟用纸剪碎后加超纯水，然后超声萃取，萃取液离心后直接以液相色谱-串联质谱测定纸张中1,1,1-三羟甲基丙烷的方法，具体包括以下步骤：

a、称取1.0 g样品（精确至0.01 g），并置于50 mL具塞三角瓶中。

b、样品的提取：准确加入20 mL 萃取液：超纯水，超声萃取30 min；萃取液的优化：我们曾分别在实验阳性样品中加入甲醇、乙腈和水4种溶剂进行超声提取30 min然后离心过滤。不同的溶剂对烟用纸张中1,1,1-三羟基甲基丙烷的提取效果几乎一致，平均回收率均在85%以上。但是甲醇和乙腈均有一定的毒性，而且色谱峰行不对称。所以综合考虑选择超纯水作为萃取溶剂。

c、样品净化：静置5 min, 移取萃取液8 mL于10 mL离心管中，以5000 rpm 速率离心10 min。吸取上清液,经0.22μm有机相滤膜过滤。

d、移取100μL的滤液，用超纯水将样品稀释至1.0 mL，作为样品待测液进LC-MS/MS分析；

e、准备标准工作溶液：称取0.01g的1,1,1-三羟甲基丙烷标准品到10mL容量瓶中，用超纯水稀释并最终配制成具有浓度梯度的标准工作溶液；

f、液相色谱-串联质谱测定:吸取配制好的不同浓度的标准工作溶液以及样品待测液，分别注入液相色谱-串联质谱仪;

g、1，1，1-三羟甲基丙烷测定结果的计算

以外标法进行定量分析，即以1,1,1-三羟甲基丙烷的定量离子对峰面积对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线，相关系数大于等于0.999。对提取后的样品待测液进行测定，测得检出1,1,1-三羟甲基丙烷的定量离子对峰面积，代入标准曲线求得样品中的1,1,1-三羟甲基丙烷的残留量。

在本发明中标准工作溶液的配制方式如下：准确称取10 mg的1,1,1-三羟甲基丙甲烷于10 mL容量瓶中，精确至0.1 mg，用甲醇溶解并定容，配制成浓度为1000μg/mL标准储备溶液；分别移取100μL 标准储备溶液到10 mL容量瓶中，用甲醇定容，此标准溶液浓度为10.0μg/mL；分别移取一定体积的工作溶液于10 mL容量瓶中，用超纯水稀释定容，即配制成不同浓度的农药标准工作溶液，系列标准工作溶液浓度分别为：10 ng/mL，20 ng/mL，50 ng/mL，100 ng/mL，200 ng/mL和500 ng/mL；

采用的液相色谱条件为：色谱柱：ZORBAX HILIC Plus (150 mm×2.1 mm，3.5μm, 美国安捷伦公司)；流动相：0.1 %甲酸水溶液，流速：200μL/min；柱温：40 ℃；进样量：10μL；采用的质谱条件：扫描方式：正离子扫描; 电喷雾离子源(ESI); 雾化气流量为60 psi; 气帘气流量20 psi; 辅助加热气流量为40 psi; 离子化温度500 ℃; 碰撞气流量为6 psi; 4种气体均为氮气; 停留时间为100 msec; 电离电压4500 V, 检测方式：正离子多离子反应监测（MRM），MRM参数见表1。

表1 1,1,1-三羟甲基丙烷质谱检测参数

本发明的方法克服了现有技术样品处理方法的不足，针对烟用接装纸、内衬纸和卷烟条与盒包装纸样品优化了样品前处理方法和仪器检测条件。与现有技术相比本发明方法具有如下优良效果：

（1）本发明方法利用LC-MS/MS测定纸张中1，1，1-三羟甲基丙烷的含量，无需进行衍生化操作，前处理方法简单。

（2）本发明所用的萃取溶剂和流动相均为水，不造成环境污染。

（3）本发明通过稀释的方法降低了基质效应的干扰，因为试样在提取过程中，分析靶标物被提取的同时还有很多共提物存在于提取液中，从而影响靶标物在分析仪器上的定性定量分析，需要考虑基质效应对检测的影响。基质效应通常不能被消除，但通过有效途经可以减小其影响。本发明对比了溶剂标准曲线和基质标准曲线各浓度点响应信号。基质对响应信号的影响十分明显。但随着稀释倍数的增加，基质效应对响应信号的影响有明显改善。对于接装纸，稀释10倍的基质标准曲线各浓度点响应信号可以达到同浓度标准溶液响应信号的85%左右。其他烟用纸张（内衬纸、条盒包装纸、卡纸）均有类似的结果。稀释倍数越高，基质效应的影响越小。但是稀释倍数过高，样品中靶标物的浓度也在减小，从而影响方法的定量限和检出限。结合实验结果最终选择样品提取液稀释10倍进样检测。

（4）本发明方法具有操作准确、灵敏度高及重复性好的优点。

① 本发明方法的检测限：

将不同浓度的1,1,1-三羟甲基丙烷标准工作溶液注入LC－MS/MS，以3倍信噪比（S/N = 3）计算检测限（LOD）。

② 本发明方法的重复性和加标回收率：

在空白样品中加入1，1，1-三羟甲基丙烷的标准溶液，然后分别进行前处理和LC－MS/MS分析，并按照加标量和测定值计算其回收。1，1，1-三羟甲基丙烷的线性范围10-500 ng mL^-1。回收率达到90%，平均相对标准偏差（RSD）为4.2%，检出限0.14 mg kg-1，定量限0.40 mg kg-1。

附图说明

图1为本发明的测定方法流程图（该图作为摘要附图）。

具体实施方式

本发明以下结合实例做进一步描述，但并不是限制本发明。

实例1：

1．仪器与试剂：

1，1，1-三羟甲基丙烷，甲醇均为色谱级试剂；超纯水，符合GB/T 6682中一级水的要求。

API 4000四极杆串联质谱仪；瑞士Mettler AE 163电子天平（感量：0.0001g）。

2．样品处理：

准确称取1.0 g样品；并将其置于50 mL具塞三角瓶中，准确加入20 mL超纯水，超声萃取30 min；静置5 min, 移取萃取液8 mL于10 mL离心管中，以10000 rpm 速率离心10 min。吸取上清液,经0.22μm有机相滤膜过滤。移取100 μL的滤液，用超纯水将样品稀释至1.0 mL，进LC-MS/MS分析。

3.准备标准工作溶液：准确称取10 mg的1,1,1-三羟甲基丙甲烷于10 mL容量瓶中，精确至0.1 mg，用甲醇溶解并定容，配制成浓度为1000μg/mL标准储备溶液；移取100μL 标准储备溶液到10 mL容量瓶中，用甲醇定容，此标准溶液浓度为10.0μg/mL；分别移取一定体积的工作溶液于10 mL容量瓶中，用超纯水稀释定容，即配制成不同浓度的农药标准工作溶液，系列标准工作溶液浓度分别为：10 ng/mL，20 ng/mL，50 ng/mL，100 ng/mL，200 ng/mL和500 ng/mL；

4.测定方法: 以外标法进行定量分析，即以1,1,1-三羟甲基丙烷的定量离子对峰面积对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线，相关系数大于等于0.999,对提取后的样品进行测定，测得检出1,1,1-三羟甲基丙烷的定量离子对峰面积，代入标准曲线求得样品中1,1,1-三羟甲基丙烷的含量为0.58 mg/kg。

为判断方法的准确性，在此样品中加入0.5 mg的1，1，1-三羟甲基丙烷标准溶液，进行同上的样品前处理，以LC-MS/MS测得1，1，1-三羟甲基丙烷的选择离子峰面积，代入标准曲线，求得此时样品中的1,1,1-三羟甲基丙烷的含量为1.04 mg/kg，即1，1，1-三羟甲基丙烷的加标回收率为92％，说明此方法是准确的。

实例2：

如实例1所述方法，选择另一烟用接装纸样品，样品中未检出1,1,1-三羟甲基丙烷含量。

实例3：

如实例1所述方法，选择另一烟用内衬纸样品，测得样品中1,1,1-三羟甲基丙烷的含量为0.41 mg/kg。

Claims

1.一种烟用纸中1,1,1-三羟甲基丙烷的测定方法，其特征在于：首先将烟用纸剪碎后加超纯水，然后超声萃取，萃取液离心后直接以液相色谱-串联质谱测定纸张中的1,1,1-三羟甲基丙烷，具体包括以下步骤：

a、称取1.0 g样品精确至0.01 g，并置于50 mL具塞三角瓶中；

b、样品的提取：准确加入20 mL 萃取液：超纯水，超声萃取30 min；

c、样品净化：静置5 min, 移取萃取液8 mL于10 mL离心管中，以5000 rpm 速率离心10 min，吸取上清液,经0.22μm有机相滤膜过滤；

f、液相色谱-串联质谱测定:吸取配制好的不同浓度的标准工作溶液以及样品待测液，分别注入液相色谱-串联质谱仪；

采用的液相色谱条件为：色谱柱：ZORBAX HILIC Plus ，规格150 mm×2.1 mm，3.5μm, 美国安捷伦公司出产；流动相：0.1 %甲酸水溶液，流速：200μL/min；柱温：40 ℃；进样量：10 μL；采用的质谱条件：扫描方式：正离子扫描; 电喷雾离子源(ESI); 雾化气流量为60 psi; 气帘气流量20 psi; 辅助加热气流量为40 psi; 离子化温度500 ℃; 碰撞气流量为6 psi; 4种气体均为氮气; 停留时间为100 msec; 电离电压4500 V, 检测方式：正离子多离子反应监测（MRM）；

g、1，1，1-三羟甲基丙烷测定结果的计算：

以外标法进行定量分析，即以1,1,1-三羟甲基丙烷的定量离子对峰面积对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线，相关系数大于等于0.999；对提取后的样品待测液进行测定，测得检出1,1,1-三羟甲基丙烷的定量离子对峰面积，代入标准曲线求得样品中的1,1,1-三羟甲基丙烷的残留量。

2.根据权利要求1所述的烟用纸中1,1,1-三羟甲基丙烷的测定方法，其特征在于：标准工作溶液的配制方式如下：准确称取10 mg的1,1,1-三羟甲基丙甲烷于10 mL容量瓶中，精确至0.1 mg，用甲醇溶解并定容，配制成浓度为1000μg/mL标准储备溶液；分别移取100μL 标准储备溶液到10 mL容量瓶中，用甲醇定容，此标准溶液浓度为10.0μg/mL；分别移取一定体积的工作溶液于10 mL容量瓶中，用超纯水稀释定容，即配制成不同浓度的农药标准工作溶液，系列标准工作溶液浓度分别为：10 ng/mL，20 ng/mL，50 ng/mL，100 ng/mL，200 ng/mL和500 ng/mL。

3.根据权利要求1所述的烟用纸中1,1,1-三羟甲基丙烷的测定方法，其特征在于：所述烟用纸为烟用内衬纸、接装纸或条盒包装纸。