CN104820040A - 一种胶基型嚼烟中烟碱含量的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶基型嚼烟中烟碱含量的测定方法，其包括以下步骤：(1)将胶基型嚼烟样品用碱液和不能与所述碱液互溶的有机溶剂的混合物进行萃取，得到含有烟碱的粗萃取液；(2)将所述含有烟碱的粗萃取液静置分层，收集含有烟碱的有机相层；(3)将得到的所述含有烟碱的有机相层用有机相膜过滤，得到含有烟碱的萃取液；(4)将所述含有烟碱的萃取液用气相色谱仪或气相色谱-质谱联用仪进行检测，采用内标法得到所述胶基型嚼烟中的烟碱含量。本发明的测定方法烟碱含量测定准确并且方法简单、便于操作，有推广的价值。

Description

一种胶基型嚼烟中烟碱含量的测定方法

技术领域

本发明属于无烟气烟草制品成分测定技术领域，特别涉及胶基型嚼烟中烟碱含量的测定方法。

背景技术

在《烟草控制框架公约(FCTC)》中有关禁止烟草烟雾在公共场所扩散的禁令的颁布，对卷烟和雪茄烟等传统烟草制品的发展形成了强大冲击。发展新型烟草之无烟气烟草已成为国际烟草领域的共识之一。胶基型嚼烟是一种以烟草或烟草提取物为效用组分，以可食用胶基为载体，通过咀嚼方式向人体递送烟碱的新型烟草制品，其外层可被糖衣包裹。消费者在使用该类产品时，经过口腔咀嚼包埋于胶基中的烟碱等成分经唾液溶解后通过口腔黏膜被人体吸收。所述胶基型嚼烟产品由瑞典火柴公司(Swedish Match)于2003年首先研发成功并投放市场。目前，国内市场上尚未有相关产品形成销售且缺乏针对所述胶基型嚼烟产品的相关检测指标及检测方法。

烟碱是易挥发且碱性较强的吡啶族生物碱，属于弱二级碱，主要以游离态、单质子态和双质子态三种形态存在。烟碱的三种形态受外界pH的影响，一方面烟碱可与有机酸结合而以质子化的形式存在，而随着碱性的增强，质子化的烟碱可转化为非质子化的游离态烟碱。

烟碱(尼古丁)是烟草中特有且含量最高的生物碱，是评价无烟气烟草制品质量和安全性的重要指标。目前已有的无烟气烟草烟碱含量的检测方法，大多是针对传统口含烟等烟草制品的检测方法。胶基型嚼烟，由于产品形式较新且基质复杂，因此相关研究和报道较少。因此探索胶基型嚼烟的预处理和其中烟碱含量的测定方法是相当必要的。

张文娟等发明的中国专利CN201110364439.9中公开了一种采用反向高效液相色谱法(RP-HPLC)测定烟草胶基制品中烟碱含量的方法，其中将模拟人体咀嚼后的烟草胶基制品的残留样品先用正己烷振荡萃取、再用酸性磷酸盐缓冲溶液振荡萃取得到烟碱萃取液后通过高效液相色谱进行分析。但是在该方法中，胶基不溶物和烟碱最终均存在于下层的水相中，而且下层由于不溶物的存在是浑浊的，不仅不利于取样而且还会影响烟碱含量测定的准确性。且因为不溶物的存在造成进样困难，该分析方法无法使用更简便快捷的气相色谱法，而只能使用液相色谱法。

在本发明中开发了一种用碱液和有机溶剂共同萃取胶基型嚼烟中的烟碱并用更快捷的气相色谱进行检测的方法，本发明的测定方法取样简单，操作方便。

发明内容

本发明的目的在于改进目前已有的胶基型嚼烟中烟碱含量测定方法的不足，提供一种操作方便且测定结果准确的胶基型嚼烟中烟碱含量的测定方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明涉及一种胶基型嚼烟中烟碱含量的测定方法，其包括以下步骤：

(1)将胶基型嚼烟样品用碱液和不能与所述碱液互溶的有机溶剂的混合物进行萃取，得到含有烟碱的粗萃取液；

(2)将所述含有烟碱的粗萃取液静置分层，收集含有烟碱的有机相层；

(3)将得到的所述含有烟碱的有机相层用有机相膜过滤，得到含有烟碱的萃取液。其中，可以使用有机相针式过滤器进行过滤，过滤的目的是确保气相色谱仪的管路不被堵塞。最常用的有机相膜有尼龙和聚丙烯两种材质。

(4)将所述含有烟碱的萃取液用气相色谱仪或气相色谱-质谱联用仪进行检测，采用内标法得到所述胶基型嚼烟中的烟碱含量。

优选地，在步骤(2)中静置的时间为10min以上。优选地，在步骤(3)之前将所述含有烟碱的有机相层进行脱水处理，例如，可以使用无水硫酸钠粉末进行脱水。

在优选的实施方案中，步骤(1)中所述碱液为浓度为1～8mol/L的氢氧化钠溶液。

在优选的实施方案中，步骤(1)中所述有机溶剂为正己烷、甲基叔丁醚、甲基丁醚、二氯甲烷或三氯甲烷。

在优选的实施方案中，步骤(1)中所述碱液与所述有机溶剂的体积比为1:3～1:6。

在优选的实施方案中，在步骤(1)的萃取过程中对混合物进行搅拌；独立地，步骤(1)中的萃取时间为90～110min。例如，可以通过磁力搅拌的方式。

在优选的实施方案中，步骤(1)中所用的所述胶基型嚼烟样品的数量为2-6粒。在所述胶基型嚼烟的实际制作加工过程中，通常会由于一些不稳定的因素而导致最终得到的所述胶基型嚼烟产品的单颗重量存在变化波动，这必然会导致单粒产品中烟碱含量的波动，为了避免由此产生的对所述胶基型嚼烟样品中烟碱含量检测结果的影响，本发明中优选地先对各胶基型嚼烟样品进行重量检测，计算样品中各单颗重量分布范围和形态以及样品重量的平均值和重量的方差，最终选择重量范围在平均值±(1-3)倍方差范围内的试样进行后续测定。

在优选的实施方案中，所述内标法中使用的内标物为喹啉。其中，所述内标物的浓度为20μg/ml左右。优选地，将通过所述气相色谱仪或气相色谱-质谱联用仪采用内标法检测过程中所需的内标物先加入到最初的有机溶剂中，再将所述有机溶剂和碱液用于萃取所述胶基型嚼烟样品，这样可保证测定结果的准确性。

在优选的实施方案中，当采用所述气相色谱仪或所述气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)进行检测时，所述气相色谱仪的检测条件为：采用熔融石英毛细管色谱柱，其柱长为30m、内径为0.25mm、固定相涂层液膜厚度为0.25μm，固定相为5％苯基-甲基聚硅氧烷；程序升温方式为初始温度60℃，以10℃/min速率升至280℃，保持15min，总运行时间37min；以氦气为载气，流速为2.0ml/min；进样口温度250℃，进样量1μL。所述熔融石英毛细管色谱柱的型号可以为DB-5MS。

在优选的实施方案中，当采用所述气相色谱-质谱联用仪进行检测时，其中所述质谱仪的检测条件为：电离源为电子轰击电离源；脉冲分流进样，分流比为40:1；采用质谱检测器，溶剂延迟5min，电离电压为70ev、离子源温度为230℃、传输线温度为250℃；质谱扫描方式为选择离子监测，烟碱和内标物喹啉的定性离子质量数分别为133和102；定量离子质量数分别为84和129。其中烟碱的保留时间为8.45min，内标物喹啉的保留时间为7.04min。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：

1、本发明的测定方法对胶基型嚼烟中的烟碱提取稳定且得率高，适应于目前市场上的胶基型嚼烟产品和自行研制的产品，烟碱含量测定值接近理论值；并且方法简单、便于操作，有推广的价值。

2、本发明的测定方法中利用碱液的作用，使所述胶基型嚼烟中的烟碱转化为非质子化的游离态烟碱，进而被萃取到有机相中；萃取后的有机相为清液且除烟碱外其他杂质较少，不仅便于取样检测，而且也避免了现有的烟碱含量测定方法中将烟碱萃取到水相中，而水相中因有大量其他杂质会因杂质影响烟碱含量测定准确度的弊端。此外，还避免了一部分质子态烟碱残留在水相中造成的被测物损失。

3、胶基型嚼烟的包衣仅溶于水而不溶于有机物，且包衣与胶基的粘合力很强，测量时难以完整地去除包衣，所以现有技术的胶基型嚼烟中烟碱含量的测定方法中无法测定带有包衣的胶基型嚼烟样品中的烟碱含量，而仅能针对经过模拟人体咀嚼或通过其他方式破碎后的胶基型嚼烟；而本发明的方法中所述胶基型嚼烟的包衣溶解在水相中，胶基和烟碱溶解在有机相中，样品能够实现“全溶”，故无需经过模拟咀嚼和破碎就可以直接测定带有包衣的胶基型嚼烟；另一方面，由于包衣中也可能含有部分烟碱，因此本发明的测定方法可以进一步保证烟碱含量测定的准确性。

附图说明

无

具体实施方式

下面以具体实施例来说明本发明的技术方案，但应理解本发明的保护范围不限于此。

实施例中所采用的材料与仪器信息如下：

胶基型嚼烟(加包衣，生产厂家：云南中烟技术中心)；正己烷(AR，生产厂家：西陇化工股份有限公司)；甲基叔丁醚(AR，生产厂家：西陇化工股份有限公司)；二氯甲烷(AR，生产厂家：国药集团化学试剂有限公司)；异丙醇(AR，生产厂家：西陇化工股份有限公司)；无水乙醇(AR，生产厂家：西陇化工股份有限公司)；氢氧化钠(AR，生产厂家：西陇化工股份有限公司)；无水硫酸钠(AR，生产厂家：西陇化工股份有限公司)；喹啉(美国Accustandard标准品)；烟碱标准品(美国Accustandard标准品，0℃下保存)。备注：其中AR表示该化学试剂为分析纯试剂。

XP504型分析天平(感量0.0001g，生产厂家：瑞士梅特勒-托利多)；100mL具塞三角瓶(生产厂家：天津市天波玻璃仪器有限公司)；3017型振荡器(生产厂家：北京金恒祥仪器有限公司)；8510E-MTH超声波发生器(型号：美国BRANSONIC)；KQ2200E型超声波清洗器(生产厂家：昆山市超声仪器有限公司)；T890型超声波清洗器(生产厂家：德国Elma)；D-78224型超声波清洗器(生产厂家：德国Elma)；VTX-E涡旋混匀器(生产厂家：Lab-Biogen)；RCT basic型磁力搅拌器(生产厂家：德国IKA)；Perkin Emerclarus 600气相色谱-质谱联用仪(生产厂家：美国PE)，色谱柱型号：DB-5MS；Milli-Q超纯水仪(生产厂家：美国Millipore公司)。

实施例1

胶基型嚼烟中烟碱含量的测定方法，其包括以下步骤：

(1)准确称取质量为(1.42±0.01)g范围内的胶基型嚼烟样品五粒(理论烟碱含量0.247g/粒)，放入容积为100mL的具塞三角瓶中，加入8mL4mol/L的氢氧化钠水溶液和40mL正己烷，在常温下磁力搅拌萃取110min，磁力搅拌转速为500r/min，得到含有烟碱的粗萃取液。

(2)萃取之后将所述含有烟碱的粗萃取液静置20min，收集含有烟碱的上清液，经3.0g无水硫酸钠脱水处理。

(3)将得到的脱水处理后的含有烟碱的有机相层用有机相针式过滤器过滤，得到含有烟碱的萃取液。

(4)将所述含有烟碱的萃取液用气相色谱-质谱联用仪进行检测，采用内标法得到所述胶基型嚼烟中的烟碱含量。

所述内标法中使用的内标物为喹啉。其中，所述内标物的浓度为20μg/ml。其中所需的内标物先加入到最初的有机溶剂中，再将所述有机溶剂和碱液用于萃取所述胶基型嚼烟样品，这样可保证测定结果的准确性。

采用所述气相色谱-质谱联用仪进行检测时，所述气相色谱仪的检测条件为：采用熔融石英毛细管色谱柱，其柱长为30m、内径为0.25mm、固定相涂层液膜厚度为0.25μm，固定相为5％苯基-甲基聚硅氧烷；程序升温方式为初始温度60℃，以10℃/min速率升至280℃，保持15min，总运行时间37min；以氦气为载气，流速为2.0ml/min；进样口温度250℃，进样量1μL；所述熔融石英毛细管色谱柱的型号可以为DB-5MS。所述质谱仪的检测条件为：电离源为电子轰击电离源(EI)；脉冲分流进样，分流比为40:1；采用质谱检测器，溶剂延迟5min，电离电压为70ev、离子源温度为230℃、传输线温度为250℃；质谱扫描方式为选择离子监测，烟碱和内标物喹啉的定性离子质量数分别为133和102；定量离子质量数分别为84和129。其中烟碱的保留时间为8.45min，内标物喹啉的保留时间为7.04min。

测得胶基型嚼烟中烟碱含量为0.247g/粒。测定准确度100％。

实施例2—烟碱含量测定仪器的灵敏度

标准曲线的绘制：

分别配制烟碱浓度为4μg/ml、10μg/ml、40μg/ml、100μg/ml和200μg/ml的烟碱正己烷溶液，并均以浓度为20μg/ml的喹啉正己烷溶液作为内标溶液，进行气相色谱分析。以标准溶液的烟碱和喹啉的峰面积比对其浓度比作图，横坐标为烟碱浓度，纵坐标为烟碱和内标物的仪器响应值之比。得标准曲线，其回归方程为Y＝0.727519X-2.86259，相关系数0.9982。由此看出，在4～200mg/mL的烟碱浓度范围内，方程的线性良好，适于烟碱的定量分析。而其中内标物浓度不变，以此通过标准曲线得到烟碱浓度。

选取烟碱浓度为4μg/ml的烟碱标准溶液采用气相色谱分析的方法重复测样10

次，实验结果见表1：

表1:4μg/mL的烟碱标准溶液重复测样10次的分析数据

进样次数	浓度(μg/mL)
		1#	3.928
2#	3.295
		3#	3.825
4#	3.615
		5#	3.315
6#	3.248
		7#	3.092
8#	3.032
		9#	3.965
10#	3.861
		平均值	3.518
标准偏差	0.361

测定仪器的灵敏度以其定量限和检测限来衡量，其中所述定量限指的是样品中被测物能被定量测定的最低量；其中所述检出限指的是能可靠地被检出的分析信号所需要的某元素的最少浓度或含量。

已知检测限的值为3倍标准偏差值，定量限的值为10倍标准偏差。则检出限和定量限结果如下：

检出限＝3×0.361＝1.082

定量限LOQ＝10×0.361＝3.61

表明检测仪器的灵敏度较高。

实施例3—加标回收率的测定

将烟碱含量为0.247g/粒的胶基型嚼烟五粒依次取3份，分别放入容积为100mL的具塞三角瓶中，并向每个三角瓶中依次加入8mL浓度为4mol/L的NaOH水溶液和40ml正己烷溶剂(其中含浓度为20mg/L的内标物喹啉)。使用磁力搅拌器搅拌，待胶基溶解后(约25min)，向每个三角瓶中分别加入烟碱含量为15.3mg/g标准烟草粉末0.05g、0.10g、0.15g(烟碱添加量分别为0.765mg、1.530mg、2.295mg)，继续搅拌至110min，分别得到5瓶含有烟碱的粗萃取液。然后静置20min后分别取各自的上清液并经无水硫酸钠脱水后过有机相膜处理，再使用GC-MS分别分析测定其中的烟碱含量。根据烟碱的原平均含量C₀，添加量ΔC和测定平均值C计算回收率，平均回收率＝(C-C₀)/ΔC·100％。结果如表2所示：

表2：加标回收率的测定结果

由表2可以看出，不同添加量低、中、高三个加标水平下实验中烟碱的回收率在92.9％～105.2％之间，说明该方法的回收率较高，适合于胶基型嚼烟中烟碱含量的测定。

实施例4

本实施例的目的在于测定在烟碱含量测定过程中，胶基型嚼烟的添加量对测定结果相对标准偏差的影响。

准确称取质量为(1.42±0.01)g范围内的胶基型嚼烟样品20粒(理论烟碱含量0.34mg/粒，分成粒数为2、3、4、5、6并分别放入容积为100mL的具塞三角瓶中，各加入8mL4mol/L的氢氧化钠水溶液和40mL正己烷，在常温下磁力搅拌萃取110min，磁力搅拌转速为500r/min，得到含有烟碱的粗萃取液。其余操作方法同实施例1，实验结果见表3：

表3：胶基型嚼烟添加量对测定结果的影响

备注：同样处理条件下做3组平行处理。

由表3可以看出，在测定过程中，在将一定体积的由有机溶剂和碱液组成的混合物作为萃取溶剂，并且所述萃取溶剂的量能够完全萃取所述胶基型嚼烟样品中的烟碱的基础上，所述胶基型嚼烟样品的质量越大，测定结果的相对标准偏差越低。

实施例5

本实施例的目的在于测定在烟碱含量测定过程中，碱液的浓度对胶基型嚼烟中烟碱萃取量的影响。

分别配置1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0和8.0mol/L的氢氧化钠溶液备用。准确量取8mL不同浓度的氢氧化钠溶液和40mL正己烷(含内标喹啉20mg/L)分别置于7个100mL三角瓶中，并加入质量在(1.42±0.01)g范围内的胶基型嚼烟样品5粒(理论烟碱含量约为0.26mg/粒)，共准备7份并依次放入上述7个三角瓶中。使用磁力搅拌器搅拌110min，转速为500r/min,得到含有烟碱的粗萃取液。其余操作步骤同实施例1。实验结果如表4所示：

表4 氢氧化钠浓度对胶基型嚼烟中烟碱萃取量的影响

备注：同样处理条件下做2组平行处理。

由表4的结果可以看出，碱液的浓度对于烟碱萃取量具有重要影响：当NaOH浓度小于4mol/L时，随着NaOH浓度的增加萃取液中烟碱测定含量也随之增加；当浓度大于4mol/L时，测定结果趋于稳定，且与理论值接近，因此在本实施例的条件下，选择浓度为4mol/L的NaOH溶液较为合理。

本发明的测定方法对胶基型嚼烟中的烟碱提取稳定且得率高，适应于目前国际市场上的胶基型嚼烟产品，烟碱含量测定值接近理论值；并且方法简单、便于操作，有推广的价值。

Claims (9)

1.一种胶基型嚼烟中烟碱含量的测定方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)将胶基型嚼烟样品用碱液和不能与所述碱液互溶的有机溶剂的混合物进行萃取，得到含有烟碱的粗萃取液；

(2)将所述含有烟碱的粗萃取液静置分层，收集含有烟碱的有机相层；

(3)将得到的所述含有烟碱的有机相层用有机相膜过滤，得到含有烟碱的萃取液；

(4)将所述含有烟碱的萃取液用气相色谱仪或气相色谱-质谱联用仪进行检测，采用内标法得到所述胶基型嚼烟中的烟碱含量。

2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱液为浓度为1～8mol/L的氢氧化钠溶液。

3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机溶剂为正己烷、甲基叔丁醚、甲基丁醚、二氯甲烷或三氯甲烷。

4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱液与所述有机溶剂的体积比为1:3～1:6。

5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，在步骤(1)的萃取过程中对混合物进行搅拌；独立地，步骤(1)中的萃取时间为90～110min。例如，可以通过磁力搅拌的方式。

6.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤(1)中所用的所述胶基型嚼烟样品的数量为2-6粒。

7.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述内标法中使用的内标物为喹啉。

8.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，当采用所述气相色谱仪或所述气相色谱-质谱联用仪进行检测时，所述气相色谱仪的检测条件为：采用熔融石英毛细管色谱柱，其柱长为30m、内径为0.25mm、固定相涂层液膜厚度为0.25μm，固定相为5％苯基-甲基聚硅氧烷；程序升温方式为初始温度60℃，以10℃/min速率升至280℃，保持15min，总运行时间37min；以氦气为载气，流速为2.0ml/min；进样口温度250℃，进样量1μL。所述熔融石英毛细管色谱柱的型号可以为DB-5MS。

9.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，当采用所述气相色谱-质谱联用仪进行检测时，其中所述质谱仪的检测条件为：电离源为电子轰击电离源；脉冲分流进样，分流比为40:1；采用质谱检测器，溶剂延迟5min，电离电压为70ev、离子源温度为230℃、传输线温度为250℃；质谱扫描方式为选择离子监测，烟碱和内标物喹啉的定性离子质量数分别为133和102；定量离子质量数分别为84和129。其中烟碱的保留时间为8.45min，内标物喹啉的保留时间为7.04min。