CN104535695A - 一种气相色谱-串联质谱同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的方法 - Google Patents

一种气相色谱-串联质谱同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的方法 Download PDF

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一种气相色谱-串联质谱同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的方法，其特征在于：该方法是利用剑桥滤片捕集卷烟主流烟气中的苯酚、NNK和苯并[a]芘，用萃取溶液对剑桥滤片进行萃取，采用气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）对萃取液进行检测，测定卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的含量。本发明的分析测定方法与现有的卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的各自测定方法相比，简化了样品前处理，提高了检测灵敏度，同时提高了分析测试通量，适用于大批量样品的快速分析。

Description

一种气相色谱-串联质谱同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的方法
技术领域
本发明属于卷烟烟气分析检测技术领域，具体涉及一种气相色谱-串联质谱同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的方法。
背景技术
随着《烟草控制框架公约》的签署和生效，公约中的 “烟草制品成分管制”与“烟草制品披露的规定”促使各签约国制定出烟草制品安全性方面的管制法规，并更加严格地限制烟气有害成分的释放量。为了实现对卷烟烟气危害性的客观评价和有效管制，各个研究机构和研究人员纷纷提出各自的烟草及烟气中有害成分名单。我国烟草专卖局确定了表征卷烟危害性的7种有害成分名单，即CO、氰化氢、NNK、氨气、苯并[a]芘、苯酚、巴豆醛。
对于卷烟烟气中7种有害成分的测定方法，目前均已建立较为完备的测定方法标准，主要包括：“卷烟 烟气气相中一氧化碳的测定 非散射红外法”、“卷烟 主流烟气中氰化氢的测定 连续流动法”、“卷烟 主流烟气总粒相物中烟草特有N-亚硝胺的测定 气相色谱-热能分析联用法”、“卷烟 主流烟气中氨的测定 离子色谱法”、“卷烟 烟气总粒相物中苯并[a]芘的测定”、“卷烟 主流烟气中主要酚类化合物的测定 高效液相色谱法”、“卷烟 主流烟气中主要羰基化合物的测定 高效液相色谱法”等。烟草企业要严格控制卷烟烟气中主要有害成分的释放量，7种有害成分成为各烟草检测部门日常检测的重要内容。然而，卷烟主流烟气7种有害成分分析方法体系包含了7种不同的分析方法，需要仪器6套，化学试剂30余种；这些分析方法需要操作人员具有较高的专业素质，并经过系统培训；同时，7种有害成分检测的卷烟样品量大。当前，7种有害成分测试工作占用了大量的时间和人力，且需要的仪器设备数量多，使用了大量的溶剂和试剂，检测成本较高。因此，开发一种能同时测定7种有害成分中多个指标的分析方法就显的非常有必要。由于苯酚、NNK和苯并[a]芘均能被气相色谱-串级质谱（GC-MS/MS）所检测，因此，建立一种采用GC-MS/MS同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的方法，对于提高分析效率具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的正是针对卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘检测需要不同的方法，且样品前处理繁琐费时的问题，提供一种GC-MS/MS同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的方法。
本发明的目的是通过以下方案来实现的：一种气相色谱-串联质谱同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的方法，是利用剑桥滤片捕集卷烟主流烟气中的苯酚、NNK和苯并[a]芘，将苯酚、NNK、苯并[a]芘的内标溶液和萃取剂加入到收集有剑桥滤片的容器中，对剑桥滤片进行萃取，采用气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）对萃取液进行检测，测定卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的含量；具体步骤如下：
a、卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的捕集与萃取：通过剑桥滤片捕集卷烟主流烟气的粒相物，将剑桥滤片置于收集容器中，加入苯酚、NNK、苯并[a]芘的内标溶液和萃取剂，超声或振荡萃取后，将萃取液通过滤膜，收集0.5~2 mL样品于色谱瓶，待GC-MS/MS检测；
b、烟气样品的分析：
GC-MS/MS分析条件：色谱进样口温度：260 ℃；进样量：1 μL；进样方式：不分流进样；载气：氦气，恒流速1 mL/min；色谱柱：DB-17 MS (30m×0.32mm×0.25μm)；程序升温：初始温度50 ℃，保持1 min，以2 ℃/min升至80 ℃；以20 ℃/min升至230 ℃，以5 ℃/min升至280 ℃，保持20 min；传输线温度：280 ℃；质谱电离方式：EI；离子源温度：250 ℃；质谱扫描方式：多反应监测MRM模式，碰撞气：Ar气，气压1.5 mTorr。
在卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的捕集过程中，卷烟采用直线式吸烟机或转盘式吸烟机分别按照GB/T19609和YC/T29-1996规定的标准条件抽吸，每次实验抽吸20支卷烟。
本发明中，所述的苯酚、NNK、苯并[a]芘的内标溶液为氘代苯酚、氘代NNK、氘代苯并[a]芘的甲醇溶液。
本发明中，所述的收集容器为250 mL的磨口锥形瓶；所述的萃取剂为甲醇、异丙醇、二氯甲烷、环己烷或稀盐酸溶液，萃取剂的用量为20~100 mL，萃取方式为超声萃取或振荡萃取，萃取时间为10 min~1h。
本发明中，所述的萃取液过滤膜为水相或有机相滤膜，滤膜孔径为0.22 μm或0.45 μm。
利用本发明方法对苯酚、NNK、苯并[a]芘的标准物及其内标化合物进行质谱参数优化，有关参数如化合物的母离子、子离子以及碰撞能量（CE）值如表1所示：
与现有技术相比，本发明方法具有如下优良效果：
由于本发明利用剑桥滤片捕集卷烟主流烟气的粒相物，再用萃取剂对剑桥滤片进行萃取，萃取液经滤膜过滤后直接采用GC-MS/MS定量测定苯酚、NNK和苯并[a]芘，采用氘代内标法进行定量，使样品前处理简单，且准确性、重复性好。GC-MS/MS比GC-MS具有更好的选择性和更高的灵敏度，特别适合复杂基质中的痕量样品分析。本发明能同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘，且样品前处理简单，大大提高了样品的分析通量。
附图说明
图1 本发明中苯酚、NNK和苯并[a]芘标准样品在GC-MS/MS上定量及定性离子的MRM图。
图2 本发明中卷烟样品主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的GC-MS/MS检测MRM图。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例作进一步说明：
平衡并抽取待测卷烟样品，采用转盘式吸烟机按照YC/T29-1996规定的标准条件抽吸，用剑桥滤片捕集20支卷烟主流烟气中的粒相物。
将捕集有粒相物的剑桥滤片放入250 mL的磨口锥形瓶中，加入40 mL甲醇，加入含有氘代苯酚（1 mg/mL）、氘代NNK（1 μg/mL）、氘代苯并[a]芘（1 μg/mL）的甲醇溶液200 μL；将锥形瓶在室温下超声萃取30 min，取2 mL的萃取液，过0.22 μm有机相滤膜，用色谱瓶收集样品，待GC-MS/MS分析。
GC-MS/MS分析条件：色谱进样口温度：260 ℃；进样量：1 μL；进样方式：不分流进样；载气：氦气，恒流速1 mL/min；色谱柱：DB-17 MS(30m×0.32mm×0.25μm)；程序升温：初始温度50 ℃，保持1 min，以2 ℃/min升至80 ℃；以20 ℃/min升至230 ℃，以5 ℃/min升至280 ℃，保持20 min；传输线温度：280 ℃；质谱电离方式：EI；离子源温度：250 ℃；质谱扫描方式：多反应监测MRM模式，碰撞气：Ar气，气压1.5 mTorr。
采用本发明方法分别对烤烟型卷烟样品和混合型卷烟样品的主流烟气进行测定，结果如表2所示：
表2 GC-MS/MS对卷烟样品主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的检测结果
将苯酚、NNK和苯并[a]芘的GC-MS/MS检测结果与其各自标准方法的检测结果相比较，一致性较好，结果偏差<10%。结果表明，本发明的GC-MS/MS方法同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘具有较高的准确性；此外，该方法样品前处理简单，可同时检测卷烟主流烟气的苯酚、NNK和苯并[a]芘，大大提高了样品分析通量。

Claims (5)

1.一种气相色谱-串联质谱同时检测卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的方法，其特征在于：该方法是利用剑桥滤片捕集卷烟主流烟气中的苯酚、NNK和苯并[a]芘，将苯酚、NNK、苯并[a]芘的内标溶液和萃取剂加入到收集有剑桥滤片的容器中，对剑桥滤片进行萃取，采用气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）对萃取液进行检测，测定卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的含量；具体步骤如下：
a、卷烟主流烟气中苯酚、NNK和苯并[a]芘的捕集与萃取：通过剑桥滤片捕集卷烟主流烟气的粒相物，将剑桥滤片置于收集容器中，加入苯酚、NNK、苯并[a]芘的内标溶液和萃取剂，超声或振荡萃取后，将萃取液通过滤膜，收集0.5~2 mL样品于色谱瓶，待GC-MS/MS检测；
b、烟气样品的分析：
GC-MS/MS分析条件：
色谱进样口温度：260 ℃；进样量：1 μL；进样方式：不分流进样；载气：氦气，恒流速1 mL/min；色谱柱：DB-17 MS，规格30m×0.32mm×0.25μm；程序升温：初始温度50 ℃，保持1 min，以2 ℃/min升至80 ℃；以20 ℃/min升至230 ℃，以5 ℃/min升至280 ℃，保持20 min；传输线温度：280 ℃；
质谱电离方式：EI；离子源温度：250 ℃；质谱扫描方式：多反应监测MRM模式；碰撞气：Ar气，气压1.5 mTorr。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：在卷烟主流烟气苯酚、NNK和苯并[a]芘的捕集过程中，卷烟采用直线式吸烟机或转盘式吸烟机分别按照GB/T19609和YC/T29-1996规定的标准条件抽吸，每次实验抽吸20支卷烟。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述方法中苯酚、NNK、苯并[a]芘的内标溶液为氘代苯酚、氘代NNK、氘代苯并[a]芘的甲醇溶液。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述方法的萃取剂为甲醇、异丙醇、二氯甲烷、环己烷或稀盐酸溶液，萃取剂的用量为20~100 mL，萃取方式为超声萃取或振荡萃取，萃取时间为10 min~1 h。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述的萃取液的过滤膜为水相或有机相滤膜，滤膜孔径为0.22 μm或0.45 μm。
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