CN105527351A - 一种基于磁性固相萃取的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法 - Google Patents

一种基于磁性固相萃取的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于磁性固相萃取的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法，属于分析化学技术领域。所述测定方法包括以下步骤：(1)用玻璃纤维滤片捕集卷烟主流烟气中的总粒相物；(2)将捕集后的所述玻璃纤维滤片加入到有机溶剂中，超声萃取后过滤；(3)向滤液中加入磁性固相材料进行固相萃取，经磁性分离、溶剂洗脱并将最后的洗脱液过滤得分析液；(4)将步骤(3)制得的分析液采用高效液相色谱进行分析，用荧光检测法定量测定苯并[α]芘。本发明的测定方法可用于检测烤烟型和混合型卷烟主流烟气中苯并[α]芘的释放量，具有前处理简单、定量准确、检出限低等优点。

Description

一种基于磁性固相萃取的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法
技术领域
本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的检测方法。
背景技术
多环芳烃(PAHs)是卷烟烟气中最重要且数量最多的一类致癌物，其中苯并[α]芘(B[α]P)的毒性最强。目前，B[α]P已成为我国卷烟烟气安全性评价的重要指标之一，准确测定卷烟烟气中B[α]P的释放量对卷烟质量安全监控有重要意义。由于卷烟烟气中B[α]P的释放量极微，为ng/支水平，而且烟气样品基体非常复杂，高度复杂的样品基质往往会对各种分析信号产生严重的干扰，常规仪器方法很难满足准确测定的要求。要实现卷烟烟气中痕量苯并[α]芘的准确测定，需采用高灵敏的现代仪器方法并需预先对样品进行净化。
目前广泛应用的测定卷烟主流烟气中B[α]P释放量的方法是气相色谱-质谱(GC/MS)法、高效液相色谱(HPLC)法以及二维色谱联用法。在GC/MS和HPLC法中常用的前处理技术主要有液液萃取、薄层析、柱层析等。这些前处理方法通常涉及多次浓缩、样品转移等步骤，操作较繁琐且导致出现实验误差的因素较多，此外，样品萃取效率低，实验成本较高。在线二维色谱联用仪具有净化时间短、溶剂用量少以及无需样品前处理过程中的浓缩和转移等优点，已用于卷烟主流烟气中B[α]P释放量的准确测定。但是二维色谱仪器的价格较昂贵，维护保养费用较高。
因此建立一种更方便、简单有效的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量测定的前处理方法并用于卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定是非常有必要的。
目前，现有技术中已经公开了十八酸包裹的Fe3O4磁性纳米颗粒(Fe3O4OA)的制备方法，但是并没有将Fe3O4OA在磁性固相萃取中用作苯并[α]芘的特异性吸附剂的报道。
发明内容
本发明提供了一种基于磁性固相材料萃取、净化，HPLC测定卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法。该测定方法样品净化效果和灵敏度均比传统方法有较大提高，可为卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定提供准确可靠的方法。
本发明涉及一种基于磁性固相萃取的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法，其包括以下步骤：
(1)用玻璃纤维滤片捕集卷烟主流烟气中的总粒相物；
(2)将捕集后的所述玻璃纤维滤片加入到有机溶剂中，超声萃取后过滤；
(3)向滤液中加入磁性固相材料进行固相萃取，经磁性分离、溶剂洗脱以及将最后一次的洗脱液过滤得分析液；其中仅最后一次的洗脱采用能洗脱苯并[α]芘的溶剂进行洗脱；
(4)将步骤(3)制得的分析液采用高效液相色谱进行分析，用荧光检测法定量测定苯并[α]芘。其中所述玻璃纤维滤片可以是市售可得的剑桥滤片。
在本发明优选的技术方案中，在步骤(2)中先将捕集后的所述玻璃纤维滤片加入到第一有机溶剂中，超声萃取后过滤得第一滤液，再将所述第一滤液浓缩后重新溶于第二有机溶剂中，再次过滤得到第二滤液用于步骤(3)。
在本发明进一步优选的技术方案中，所述第一有机溶剂为环己烷、二氯甲烷中的一种。
在本发明进一步优选的技术方案中，所述第二有机溶剂为乙腈、丙酮中的一种。
在本发明优选的技术方案中，所述磁性固相材料为十八酸包裹的Fe3O4磁性纳米颗粒(Fe3O4OA)。
在本发明进一步优选的技术方案中，所述十八酸包裹的Fe3O4磁性纳米颗粒的粒径为5～25nm。
在本发明优选的技术方案中，在步骤(3)的所述溶剂洗脱过程中，先用体积百分数为10-60％的乙醇水溶液进行洗脱，最后用体积比为3:1-15:1的乙腈-四氢呋喃溶液洗脱。在该步骤中，所述乙醇水溶液可以先将磁性固相材料上吸附的杂质洗脱，以保证测定结果的准确性。
在本发明优选的技术方案中，所述步骤(3)所述固相萃取的时间为5s-10min。优选地，所述固相萃取的时间为10s-5min；更优选地为20s-2min；进一步优选地为1min。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明基于磁性固相材料萃取、净化并用HPLC测定卷烟烟气中苯并[α]芘的释放量，本发明的测定方法可用于检测烤烟型和混合型卷烟主流烟气中苯并[α]芘的释放量，本发明的测定方法中，十八酸包裹的Fe3O4磁性纳米颗粒能够特异性地从滤液中吸附和富集苯并[α]芘，因此具有前处理简单、萃取时间短(1min)、溶剂用量少、选择性高、萃取效果好、样品处理通量高、定量准确、检出限低等优点，适用于大批量样品准确测试。该测定方法样品净化效果和灵敏度均比传统方法有较大提高，可为卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定提供准确可靠的方法。
附图说明
图1为Fe3O4(a)和Fe3O4OA(b)的透射电镜图。
图2为利用磁性固相材料前处理及测定卷烟主流烟气中苯并[α]芘释放量的流程示意图。
图3为卷烟主流烟气样品经不同前处理后的高效液相色谱-荧光检测图。(a)萃取了苯并[α]芘的Fe3O4OA用乙腈-四氢呋喃(9:1，体积比)洗脱；(b)萃取了苯并[α]芘的Fe3O4OA先用40％乙醇洗脱，然后用乙腈-四氢呋喃(9:1，体积比)洗脱；(c)苯并[α]芘的标准样品溶液。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。当以理解，实施例并不是对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种基于磁性固相萃取的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法，包括如下步骤：
(1)烟气捕集：烟气捕集按GB/T19609-2004的条件，卷烟烟支在相对湿度60％，温度22℃的条件下平衡48h；每口抽吸间隔为60s，抽吸时间为2s，抽吸容量为35mL，抽吸20支卷烟，用92mm剑桥滤片捕集烟气总粒相物；其中所述GB/T19609-2004为国家标准，本标准规定了用常规分析用吸烟机产生和收集卷烟烟气，以及总粒相物和焦油的测定方法。
(2)样品处理：将捕集有主流烟气总粒相物的剑桥滤片放入150mL的带塞锥形瓶中，准确加入40mL环己烷，超声震荡40min，滤液旋转蒸发后重新溶于25mL乙腈；取1mL上述样品溶液，加入9mL乙腈以及100μL浓度为50mg/mL的磁性固相材料水溶液，震荡1min；经磁性分离后，固相部分用2mL40％乙醇洗涤，然后用2mL乙腈-四氢呋喃(9:1，体积比)洗脱固相部分两次，每次1mL；洗脱的滤液过0.45μm有机膜，得分析液。
(3)液相色谱分离：色谱柱为TC-C18色谱柱，150mm×4.6mm,5μm；柱温30℃；流动相为乙腈/水，75/25％；流速1mL/min；进样体积为10μL；荧光检测器监测，荧光激发/发射波长为290/430nm。
对于6种不同卷烟样品，苯并[α]芘释放量的测定结果在6.16-12.9ng/支之间，回收率在95.5-101.4％之间。
其中回收率的计算方法采用外加苯并[α]芘的方法。首先测定某种卷烟样品主流烟气中苯并[α]芘释放量，假设测定值为Ang/支；然后向收集有同种卷烟样品主流烟气的待测样品溶液中加入Bng的苯并[α]芘标准品，测定此时苯并[α]芘的量，假设测定值为Cng/支，则回收率＝C/(A+B)*100％。下面实施例的中回收率的计算方法同本实施例。
实施例2
一种基于磁性固相萃取的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法，包括如下步骤：
(1)烟气捕集：烟气捕集按GB/T19609-2004的条件，卷烟烟支在相对湿度56％，温度20℃的条件下平衡48h；每口抽吸间隔为60s，抽吸时间为2s，抽吸容量为35mL，抽吸20支卷烟，用92mm剑桥滤片捕集烟气总粒相物；
(2)样品处理：将捕集有主流烟气总粒相物的剑桥滤片放入150mL的带塞锥形瓶中，准确加入40mL环己烷，超声震荡40min，滤液旋转蒸发后重新溶于25mL乙腈；取1mL上述样品溶液，加入9mL乙腈以及100μL浓度为60mg/mL的磁性固相材料水溶液，震荡1min；经磁性分离后，固相部分用3mL40％乙醇洗涤，然后用2mL乙腈-四氢呋喃(9:1，体积比)洗脱固相部分两次，每次1mL；洗脱的滤液过0.45μm有机膜，得分析液。
(3)液相色谱分离：色谱柱为TC-C18色谱柱，150mm×4.6mm,5μm；柱温30℃；流动相为乙腈/水，75/25％；流速1mL/min；进样体积为10μL；荧光检测器监测，荧光激发/发射波长为290/430nm。
对于8种不同卷烟样品，苯并[α]芘的测定结果在5.95-13.9ng/支之间，回收率在94.8-102.6％之间。
实施例3
一种基于磁性固相萃取的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法，包括如下步骤：
(1)烟气捕集：烟气捕集按GB/T19609-2004的条件，卷烟烟支在相对湿度65％，温度20℃的条件下平衡48h；每口抽吸间隔为60s，抽吸时间为2s，抽吸容量为34mL，抽吸20支卷烟，用92mm剑桥滤片捕集烟气总粒相物；
(2)样品处理：将捕集有主流烟气总粒相物的剑桥滤片放入150mL的带塞锥形瓶中，准确加入40mL环己烷，超声震荡40min，滤液旋转蒸发后重新溶于25mL乙腈；取1mL上述样品溶液，加入9mL乙腈以及100μL浓度为100mg/mL的磁性固相材料水溶液，震荡1min；经磁性分离后，固相部分用2mL40％乙醇洗涤，然后用2mL乙腈-四氢呋喃(9:1，体积比)洗脱固相部分两次，每次1mL；洗脱的滤液过0.45μm有机膜，得分析液。
(3)液相色谱分离：色谱柱为TC-C18色谱柱，150mm×4.6mm,5μm；柱温30℃；流动相为乙腈/水，75/25％；流速1mL/min；进样体积为10μL；荧光检测器监测，荧光激发/发射波长为290/430nm。
对于10种不同卷烟样品，苯并[α]芘的测定结果在4.7-12.6ng/支之间，回收率在96.7-105.5％之间。
由上述实施例可以看出，本发明的测定方法具有前处理简单、萃取时间短(1min)、溶剂用量少、选择性高、萃取效果好、样品处理通量高、定量准确、检出限低等优点，适用于大批量样品准确测试。该测定方法样品净化效果和灵敏度均比传统方法有较大提高，本发明的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法回收率较高，可以达到94.8％以上，可见本发明的测定方法可为卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定提供准确可靠的方法。

Claims (8)

1.一种基于磁性固相萃取的卷烟烟气中苯并[α]芘释放量的测定方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)用玻璃纤维滤片捕集卷烟主流烟气中的总粒相物；
(2)将捕集后的所述玻璃纤维滤片加入到有机溶剂中，超声萃取后过滤；
(3)向滤液中加入磁性固相材料进行固相萃取，经磁性分离、溶剂洗脱以及将最后一次的洗脱液过滤得分析液；其中仅最后一次的洗脱采用能洗脱苯并[α]芘的溶剂进行洗脱；
(4)将步骤(3)制得的分析液采用高效液相色谱进行分析，用荧光检测法定量测定苯并[α]芘。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，在步骤(2)中先将捕集后的所述玻璃纤维滤片加入到第一有机溶剂中，超声萃取后过滤得第一滤液，再将所述第一滤液浓缩后重新溶于第二有机溶剂中，再次过滤得到第二滤液用于步骤(3)。
3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述第一有机溶剂为环己烷、二氯甲烷中的一种。
4.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述第二有机溶剂为乙腈、丙酮中的一种。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述磁性固相材料为十八酸包裹的Fe3O4磁性纳米颗粒。
6.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，所述十八酸包裹的Fe3O4磁性纳米颗粒的粒径为5～25nm。
7.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，在步骤(3)的所述溶剂洗脱过程中，先用体积百分数为10-60％的乙醇水溶液进行洗脱，最后用体积比为3:1-15:1的乙腈-四氢呋喃溶液洗脱。
8.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述步骤(3)所述固相萃取的时间为5s-10min。
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