CN104569194A - 一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，对其电子烟烟烟气中含有的氨进行测定，该方法包括以下步骤：1）待测样品溶液的制备；2）标准工作溶液的制备；？3）离子色谱分析；4）标准曲线绘制及结果计算；5）电子烟烟气中的氨含量按照公式计算得出。本发明首次建立了测定电子烟烟气中氨含量的分析方法，操作快速、简单易行，建立一种电子烟烟气中氨含量的快速测定的方法，并填补了目前电子烟烟气中氨测定方法的空白。

Description

一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法

技术领域

本发明涉及电子烟产品梨花检验技术领域，具体涉及一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法。

背景技术

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。但是电子烟安全性尚未得到官方证实，产品质量在中国缺乏统一标准。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，尤其对电子烟烟气中的成分测定还未见报道。

目前，大部分市售电子烟烟弹中含有烟草提取物。氨是大气中的一种碱性气体，主要来源于土壤有机物的生物降解，是44种霍夫曼有害成分之一。其在新鲜烟叶中的含量很少，烟叶经调制发酵，由于蛋白质、氨基酸的代谢（氧化、脱氧等反应），其含量增加。烟草及其他辅助材料中的含氮化合物，包括氨基酸、蛋白质、硝酸盐、铵盐、酰胺、生物碱和含氮杂环化合物等都有可能是卷烟烟气中氨的前体物。在卷烟抽吸过程中，这些含氮化合物可能会不同程度地产生氨。因此，烟草制品及烟草提取物中也含有不同程度的氨。在卷烟中，适量的氨对于碳水化合物和有机酸较多的卷烟是必需的，参与了烟气吃味劲头的形成。若氨含量过低，会造成烟气劲头下降，丰满度不够；但过量的氨会产生强烈的刺激性，引起吸烟者喉部收缩，使人感到呛咳鼻腔、舌头有辛辣难忍的感觉；因此，氨对控制卷烟吸味有重要的作用。很多电子烟烟液中含有烟草提取物，含有一定浓度的氨，因此，对电子烟烟气中氨含量的研究很有必要，准确定量电子烟烟气中的氨含量对于评价电子烟安全性具有重要的意义。但是，目前还没有相关研究报道。

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电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法。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。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，对其电子烟烟烟气中含有的氨进行测定，该方法包括以下步骤：

1）待测样品溶液的制备：将电子烟置于直线型吸烟机进行抽吸，采用剑桥滤片和吸收瓶捕集电子烟烟气中的氨，经卷烟抽吸后，将剑桥滤片取下放入锥形瓶中，加入萃取液萃取，然后置于振荡器上以160 r/min转速振荡20 min，取出锥形瓶静置；待样品完全溶解于萃取液，分别取一定量的捕集瓶中的吸收液和一定量的剑桥滤片萃取液合并、定容；取定容液经0.45μm水相微孔滤膜过滤，即为待测样品溶液；取定容液经0.45μm水相微孔滤膜过滤，即为待测样品溶液；

2）标准工作溶液的制备：用浓度为10mmol的盐酸溶液配置不同浓度的NH₄ ⁺标准工作溶液； 3）离子色谱分析：利用离子色谱仪对上述所制待测样品溶液和标准溶液进行分析检测，得到相关色谱图，并计算NH₄ ⁺的峰面积；所述的离子色谱条件为：采用CS16A 阳离子交换柱，250 mm ′ 4 mm ，CG16A 保护柱，50 mm ′ 4 mm， CSRS-ULTRA- ΙΙ阳离子抑制器，4mm，抑制器电流：147 mA，柱温：40℃，流速：1.0 mL/min，进样量：25 μL，分析时间为23min；采用梯度淋洗程序进行样品分析；梯度淋洗程序具体条件为：0-10 min 25 mmol / L MSA，10.1-16 min 50 mmol / L MSA，16.1-23 min 25 mmol / L MSA；分析时间为23min；

4）标准曲线绘制及结果计算：将配制好的不同浓度的NH₄ ⁺标准工作溶液进样离子色谱仪，以外标法进行定量分析，将目标化合物的色谱峰面积与其相应的浓度进行线性回归分析，得到标准曲线线性回归方程，相关系数需大于等于0.999；对待测的样品进行测定，测得样品中目标物的峰面积，带入一元线性回归方程y=3.4056x-0.0129，计算得到待测样品中NH₄ ⁺的含量，进而由公式算出氨的含量；

5）电子烟烟气中的氨含量按照下式计算得出：

公式中：

Xi——电子烟烟气中的氨含量，单位为微克；

Ci——样品中离子色谱的NH4+测定浓度，单位为微克每毫升；

V——样品定容体积，单位为毫升；

17——氨的式量；

18——NH₄ ⁺的式量。

作为优选，本发明步骤1）中电子烟抽吸，按照ISO 3308：2009所述方法抽吸电子烟，抽吸容量35ml，每口间隔60s，每口抽吸时间2s，所抽吸口数可以是30-60口。

作为优选，本发明步骤1）捕集瓶中吸收液为浓度为10mmol的盐酸溶液，吸收液体积为10ml。

作为优选，本发明步骤1）剑桥滤片萃取液为浓度为10mmol的盐酸溶液，萃取液体积为10ml。

作为优选，本发明步骤1）量取的剑桥滤片萃取液为4.5ml，量取的气相吸收液为4.5ml，合于10ml容量瓶中，用浓度为10mmol的盐酸溶液定容至刻度。

作为优选，本发明步骤2）中所述六级标准工作液制备方法为：浓度梯度的NH₄ ⁺离子工作溶液具体为：0.02，0.05，0.1，0.4，0.6，0.8ug/ml。准确量取5mL 浓度为1000 μg/mL的NH₄ ⁺标准溶液于100mL容量瓶中，以10mmol盐酸溶液定容，制备成浓度为50μg/mL的标准储备液。准确量取0.04 mL、0.1mL、0.2mL、0. 8mL、1.2 mL、1.6 mL标准储备溶液于100 mL容量瓶中，以10mmol盐酸溶液定容，配制成浓度为0.02 μg/mL、0.05 μg/mL、0.1 μg/mL、0.4μg/mL、0.6 μg/mL、0.8 μg/mL的标准工作溶液。

本发明方法的检出限及定量限。

本发明建立了一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，具有以下优点：

1. 本发明首次建立了测定电子烟烟气中氨含量的分析方法，操作快速、简单易行，建立一种电子烟烟气中氨含量的快速测定的方法，并填补了目前电子烟烟气中氨测定方法的空白；

2. 本发明前处理简便，采用剑桥滤片和捕集瓶吸收液捕集烟气中的氨，实现烟气中的氨的完全捕集。采用10mmol盐酸溶液萃取和吸收电子烟烟气中的氨，效率较高，操作较为简便；

3. 本发明采用高柱容量阳离子交换色谱柱并设置梯度淋洗程序使NH₄ ⁺与其它干扰物质完全分离，达到定量要求。

附图说明

图1为标准工作曲线图。

图2为NH₄ ⁺标准工作溶液的色谱图。

图3为电子烟烟气待测样中NH₄ ⁺的色谱图。

具体实施方式

本发明通过以下具体实例作进一步描述，但不限制本发明。

实施例1

一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，其测试过程是将电子烟在直线型吸烟机进行抽吸。采用剑桥滤片和吸收瓶捕集电子烟烟气中的氨，并用10mmol盐酸溶液作为萃取液震荡萃取剑桥滤片，10mmol盐酸溶液作为吸收液，合并定容后，经0.45μm水相微孔滤膜过滤，进样离子色谱分析。采用外标法定量分析。

1、主要仪器与试剂

主要仪器：采用戴安离子色谱仪ICS-2500，配备四元梯度泵、自动进样器、电解淋洗液发生装置和Chromeleon 6.8色谱工作站（美国热电公司）；超纯水仪（美国Millipore公司）；TH2-320台式恒温振荡器（上海精宏实验设备有限公司）。

试剂：甲烷磺酸为色谱纯，纯度大于99%；NH₄ ⁺标准溶液：1000μg/mL；浓盐酸：质量分数为36 % - 38 %，分析纯；实验用水均为电阻率为于18.2MΩ*cm的超纯水。

2. 色谱条件

采用CS16A (250 mm ′ 4 mm)阳离子交换柱，CG16A (50 mm ′ 4 mm)保护柱，CSRS-ULTRA- ΙΙ (4mm) 阳离子抑制器，抑制器电流：147 mA，柱温：40 ^oC，流速：1.0 mL/min，进样量：25 μL，采用梯度淋洗程序进行样品分析。梯度淋洗程序具体条件为：0-10 min 25 mmol / L MSA，10.1-16 min 50 mmol / L MSA，16.1-23 min 25 mmol / L MSA。分析时间为23min。

3. 标准工作溶液的制备

浓度梯度的NH₄ ⁺离子工作溶液具体为：0.02，0.05，0.1，0.4，0.6，0.8ug/ml。准确量取5mL 浓度为1000 μg/mL的NH₄ ⁺标准溶液于100mL容量瓶中，以10mmol盐酸溶液定容，制备成浓度为50μg/mL的标准储备液。准确量取0.04 mL、0.1mL、0.2mL、0. 8mL、1.2 mL、1.6 mL标准储备溶液于100 mL容量瓶中，以10mmol盐酸溶液定容，配制成浓度为0.02 μg/mL、0.05 μg/mL、0.1 μg/mL、0.4μg/mL、0.6 μg/mL、0.8 μg/mL的标准工作溶液。

4. 标准工作曲线及结果计算

将配制好的不同浓度的NH₄ ⁺标准工作溶液进样离子色谱，以外标法进行定量分析，将目标NH₄ ⁺的色谱峰面积与其相应的浓度进行线性回归分析，得到标准曲线一元线性回归方程，相关系数需R²≧0.999（见表1），表明该方法线性关系良好。每进行20次样品测定后，应加入一个中等浓度的标准溶液控制样，如果测定值相差超过5%，则应重新进行标准曲线的制作。对制备的样品进行测定，测得样品中NH4+的峰面积，带入一元线性回归方程，计算得到待测样品中NH₄ ⁺的含量。

表1电子烟烟气中NH4+一元线性回归方程及相关系数R2

电子烟烟气中的氨含量按照下式计算得出：

公中：

Xi——电子烟烟气中的氨含量，单位为微克（ug）；

Ci——样品中离子色谱的NH4+测定浓度，单位为微克每毫升（ug/ml）；

V——样品定容体积，单位为毫升（ml）；

17——氨的式量；

18——NH₄ ⁺的式量。

5．样品前处理：

取一种电子烟在直线型吸烟机进行抽吸，按照ISO 3308：2009所述方法，抽吸容量35ml，每口间隔60s，每口抽吸时间2s，抽吸60口。采用剑桥滤片和吸收瓶捕集电子烟烟气，吸收液为10ml 浓度为10mmol的盐酸溶液。经卷烟抽吸后，将剑桥滤片取下放入锥形瓶中，加入10ml的浓度为10mmol盐酸溶液为萃取液萃取，然后置于振荡器上以160 r/min转速振荡20 min，取出锥形瓶静置。待样品完全溶解于萃取液，分别取4.5ml的捕集瓶中的吸收液和4.5ml的剑桥滤片萃取液合并于10ml的容量瓶中，定容。取定容液经0.45μm水相微孔滤膜过滤后即为待测样品。

6. 样品测定

根据上述测定方法，测定了A、B、C、D等4种不同品牌电子烟抽吸60口下烟气中氨的含量，结果见表2：

表2 不同品牌电子烟抽吸60口烟气中氨的含量

将本方法所配NH₄ ⁺标准工作溶液进行稀释，取浓度为仪器3倍性噪比下的检测浓度为检出限，10倍性噪比下的检测浓度为定量限。如表3所示。表明本发明方法灵敏度高，具有较低的检测限和定量限。

表3 电子烟烟气中氨含量测定方法检出限及定量限

本发明方法的重复性及加标回收率试验。

称取十支电子烟，经直线型吸烟机进行抽吸，抽吸容量35ml, 每口间隔60s，每口抽吸时间2s，抽吸60口。采用剑桥滤片和吸收瓶捕集电子烟烟气，吸收液为10ml 浓度为10mmol的盐酸溶液。经卷烟抽吸后，将剑桥滤片取下放入锥形瓶中，加入10ml的浓度为10mmol盐酸溶液为萃取液萃取，然后置于振荡器上以160 r/min转速振荡20 min，取出锥形瓶静置。待样品完全溶解于萃取液，分别取4.5ml的捕集瓶中的吸收液和4.5ml的剑桥滤片萃取液合并于10ml的容量瓶中，定容。取定容液经0.45μm水相微孔滤膜过滤后进样离子色谱分析。分别测定日内重复性和日间重复性（见表4）。

表4电子烟烟气中氨含量测定方法日内重复性和日间重复性

选取1个电子烟烟气样本，分别在样品中加入高、中、低浓度的标准溶液，每个浓度平行做3个平行，得到方法的回收率及相对标准偏差RSD（见表5）。本发明方法回收率在96.64%-101.07%之间。

以上两个实验表明本方法准确度高，重复性好。

表5 电子烟烟气中氨含量测定方法回收率

实施例2

根据上述测定方法重复施例1，选择一种电子烟A分别抽吸30口，40口，50口，测得电子烟烟气中的氨含量分别为：0.84ug，1.1ug，1.44ug。

实施例3

根据上述测定方法重复施例1，选择一种电子烟B分别抽吸30口，40口，50口，测得电子烟烟气中的氨含量分别为： 0.54ug,0.70ug,0.92 ug。

实施例4

根据上述测定方法重复施例1，选择一种电子烟C分别抽吸30口，40口，50口，测得电子烟烟气中的氨含量分别为：0.83ug，1.14 ug，1.47 ug。

实施例5

根据上述测定方法重复施例1，选择一种电子烟D分别抽吸30口，40口，50口，测得电子烟烟气中的氨含量分别为：0.44ug，0.6 ug，0.79 ug。

Claims (7)

1.一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，对其电子烟烟烟气中含有的氨进行测定，其特征在于该方法包括以下步骤：

1）待测样品溶液的制备：将电子烟置于直线型吸烟机进行抽吸，采用剑桥滤片和吸收瓶捕集电子烟烟气中的氨，经卷烟抽吸后，将剑桥滤片取下放入锥形瓶中，加入萃取液萃取，然后置于振荡器上以160 r/min转速振荡20 min，取出锥形瓶静置；待样品完全溶解于萃取液，分别取一定量的捕集瓶中的吸收液和一定量的剑桥滤片萃取液合并、定容；取定容液经0.45μm水相微孔滤膜过滤，即为待测样品溶液；取定容液经0.45μm水相微孔滤膜过滤，即为待测样品溶液；

2）标准工作溶液的制备：用浓度为10mmol的盐酸溶液配置不同浓度的NH₄ ⁺标准工作溶液； 3）离子色谱分析：利用离子色谱仪对上述所制待测样品溶液和标准溶液进行分析检测，得到相关色谱图，并计算NH₄ ⁺的峰面积；所述的离子色谱条件为：采用CS16A 阳离子交换柱，250 mm ′ 4 mm ，CG16A 保护柱，50 mm ′ 4 mm， CSRS-ULTRA- ΙΙ阳离子抑制器，4mm，抑制器电流：147 mA，柱温：40℃，流速：1.0 mL/min，进样量：25 μL，分析时间为23min；采用梯度淋洗程序进行样品分析；梯度淋洗程序具体条件为：0-10 min 25 mmol / L MSA，10.1-16 min 50 mmol / L MSA，16.1-23 min 25 mmol / L MSA；分析时间为23min；

4）标准曲线绘制及结果计算：将配制好的不同浓度的NH₄ ⁺标准工作溶液进样离子色谱仪，以外标法进行定量分析，将目标化合物的色谱峰面积与其相应的浓度进行线性回归分析，得到标准曲线线性回归方程，相关系数需大于等于0.999；对待测的样品进行测定，测得样品中目标物的峰面积，带入一元线性回归方程y=3.4056x-0.0129，计算得到待测样品中NH₄ ⁺的含量，进而由公式算出氨的含量；

5）电子烟烟气中的氨含量按照下式计算得出：

公式中：

Xi——电子烟烟气中的氨含量，单位为微克；

Ci——样品中离子色谱的NH4+测定浓度，单位为微克每毫升；

V——样品定容体积，单位为毫升；

17——氨的式量；

18——NH₄ ⁺的式量。

2.根据权利要求书1所述的一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，其特征在于：步骤1）电子烟抽吸按照ISO 3308：2009所述方法抽吸电子烟，抽吸容量35ml，每口间隔60s，每口抽吸时间2s，所抽吸口数可以是30-60口。

3.根据权利要求书1所述的一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，其特征在于：步骤1）捕集瓶中吸收液为浓度为10mmol的盐酸溶液，吸收液体积为10ml。

4.根据权利要求书1所述的一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，其特征在于：步骤1）剑桥滤片萃取液为浓度为10mmol的盐酸溶液，萃取液体积为10ml。

5.根据权利要求书1或4所述的一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，其特征在于：步骤1）量取的剑桥滤片萃取液为4.5ml，量取的气相吸收液为4.5ml，合于10ml容量瓶中，用浓度为10mmol的盐酸溶液定容至刻度。

6.根据权利要求书1所述的一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，其特征在于，步骤2）NH₄ ⁺标准工作溶液浓度分别为：0.02、0.05、0.1、0.4、0.6、和0.8 ug/ml。

7.根据权利要求书1所述的一种电子烟烟气中氨含量的离子色谱测定方法，其特征在于：NH₄ ⁺保留时间定性，外标法定量。