CN107764917B - 一种卷烟爆珠中关键挥发性成分的测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卷烟爆珠中关键挥发性成分的定性定量分析方法。该方法包括：(1)采用气相色谱高分辨飞行时间质谱(GC‑TOF/MS)对爆珠异丙醇溶液进行全扫描分析，获取全扫描图谱；(2)确定未知物，采用面积归一化法半定量结果筛选关键成分；(3)以苯甲酸正丙酯为内标物，通过气相色谱二级质谱联用(GC‑MS/MS)确定所述关键成分的质谱定性定量参数；(4)利用气相色谱二级质谱联用的多监测扫描模式进行回归曲线绘制，然后对关键成分含量进行准确定量分析。本发明的方法操作简单、灵敏度高、准确度好、分析时间短，适用于爆珠中多种挥发性及半挥发性有机物的同时定性定量分析。

Description

一种卷烟爆珠中关键挥发性成分的测定方法
技术领域
本发明属于烟草技术领域，具体涉及一种卷烟爆珠中关键挥发性成分的测定方法。
背景技术
卷烟加香可赋予烟草制品的烟气特征香气，使烟香丰满，对改善和稳定卷烟品质，塑造卷烟风格有重要影响。因此，卷烟加香技术是烟草行业的重要核心技术之一，而挥发性成分的检测分析方法则是加香技术开发中最重要的辅助工具。
爆珠加香由于其新颖的加香方式受到国内消费者的喜爱，爆珠加香在中式卷烟中的应用越来越广泛。目前，国内外均报道了一些卷烟挥发性成分的定性定量研究工作，但大多针对烟丝中的化学成分，采用的仪器方法主要为GC或GC-MS法，但基于气相色谱高分辨飞行时间质谱(GC-TOF/MS)和气相色谱二级质谱联用(GC-MS/MS)对爆珠中关键成分的定性定量分析工作还没有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速准确的卷烟爆珠中关键成分的定性定量分析方法。本发明首次结合GC-TOF/MS和GC-MS/MS的优点开发出了前处理简单、灵敏度高、定性定量更准确的分析方法，可以同时对卷烟爆珠中的多种关键挥发性成分准确定性定量分析，有助于准确评价爆珠加香的作用、爆珠中关键成分向主流烟气粒相的转移行为等，对促进卷烟加香技术的进步具有指导意义。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种卷烟爆珠中关键挥发性成分的测定方法，包括以下步骤：
(1)取爆珠内的液体溶于异丙醇中配制成爆珠异丙醇溶液，采用气相色谱高分辨飞行时间质谱对上述的爆珠异丙醇溶液进行全扫描分析，获取全扫描图谱；
(2)检索数据库确定步骤(1)全扫描图谱中的未知物，采用面积归一化法的半定量结果筛选出关键成分；
(3)根据步骤(2)筛选出的关键成分，以苯甲酸正丙酯为内标物，通过气相色谱二级质谱联用确定所述关键成分的质谱定性定量参数；
(4)配制标准工作溶液，利用气相色谱二级质谱联用的多监测扫描模式进行回归曲线绘制，对爆珠内液体中步骤(3)所述的关键成分含量进行准确定量分析。
优选地，步骤(1)中所述的爆珠异丙醇溶液的配制步骤为：随机取1支爆珠卷烟样品，取其爆珠置于顶空瓶中，用无针头的一次性注射器压破爆珠，加入到10mL异丙醇溶液中，震荡萃取，萃取液通过0.22μm的滤膜后即得到所述的爆珠异丙醇溶液。
优选地，步骤(1)中所述的气相色谱条件为：直接进样，采用30m×0.25mm id×0.25μm df的DB-5MS弹性毛细管色谱柱；进样口温度：250℃；恒流模式进样，进样量：1μL，分流比：10:1；升温程序：初始温度60℃，保持1min，然后以10℃/min的速率升温至250℃，保持10min；传输线温度：250℃；载气：纯度≥99.99％的氦气；所述的质谱条件为：电离方式：电子轰击源；离子源温度：200℃；溶剂延迟：3.5min；质谱扫描范围(m/z)：30-500。
优选地，步骤(2)中所述的数据库为NIST标准谱库，通过对其进行检索，定性确定未知物；取相对含量在10.00％以上的成分确定为爆珠内液体的关键化学成分。
优选地，步骤(3)所述的质谱定性定量参数确定的具体步骤为：根据步骤(2)筛选出的关键成分，采用所述关键成分的标准品和内标物苯甲酸正丙酯配制标准工作溶液，然后通过气相色谱二级质谱联用确定保留时间、筛选前体离子、子离子和最优碰撞能的工作流程分别确定每种化合物的定性定量离子对及其最优碰撞能，确定每种成分的质谱定性定量参数；所述标准品为纯度≥98wt％。
优选地，步骤(3)中所述的气相色谱条件为：直接进样，采用30m×0.25mm id×0.25μm df的DB-5MS弹性毛细管色谱柱；进样口温度：250℃；加载气：纯度≥99.999％的氦气，恒流模式：1.0mL/min；进样量：1μL；分流进样，分流比：在0.00min-3.00min内10:1,在3.00min-8.00min内100:1,在8.00min-62.00min内20:1；升温程序：初始温度60℃，保持1min，然后以10℃/min的速率升温至250℃并保持10min；质谱条件为：电离方式：电子轰击源；传输线温度：250℃；离子源温度：200℃；电离能量：70eV；溶剂延迟：3.5min；确定保留时间扫描模式：全扫描模式，扫描范围：30-500，离子对筛选及碰撞能筛选扫描模式：选择离子扫描模式和多监测扫描模式。
优选地，步骤(4)中的所述标准工作溶液的配制是以异丙醇为溶剂，首先配制含1mg/L苯甲酸正丙酯的内标工作溶液，然后分别称取所述标准品各0.05g于同一50mL容量瓶中，用1mg/L的所述苯甲酸正丙酯内标工作溶液定容，配制成质量浓度为1000mg/L的混标储备液，取适量的混标储备液，用1mg/L的苯甲酸正丙酯内标工作溶液配制成不同质量浓度的系列标准工作溶液。
优选地，步骤(4)中的所述的气相色谱的条件为：直接进样，采用30m×0.25mm id×0.25μm df的DB-5MS弹性毛细管色谱柱；进样口温度：250℃；加载气：纯度≥99.999％的氦气，恒流模式：1.0mL/min；进样量：1μL；分流进样；分流比：在0.00min-3.00min内10:1,在3.00min-8.00min内100:1,在8.00min-62.00min内20:1；升温程序：初始温度60℃，保持1min，以10℃/min的速率升温至250℃并保持10min；所述的质谱条件为：电离方式：电子轰击源；传输线温度：250℃；离子源温度：200℃；电离能量：70eV；溶剂延迟：3.5min；扫描模式：多监测扫描模式，质谱扫描参数为步骤(3)中筛选出的所述质谱定性定量参数
本发明的有益效果:
(1)本发明的卷烟爆珠中关键挥发性成分的测定方法通过GC-TOF/MS进行爆珠内的液体中未知化合物的定性分析，可以充分发挥TOF/MS的速度快、分辨能力好的优点；通过串联的四级杆质谱仪进行准确定量分析，其多监测扫描模式(MRM)的信噪比高于一级质谱的选择离子模式(SIM)，效率高、灵敏度好、通用性强。两者互补不足，大大提高了检测效率。
(2)本发明公布的卷烟爆珠中关键挥发性成分的测定方法操作简单、灵敏度高、准确度好、分析时间短，适用于爆珠中多种挥发性及半挥发性有机物的同时定性定量分析。
附图说明
图1为本发明的卷烟爆珠中关键挥发性成分的测定方法的流程图。
图2为A卷烟品牌中A1口味爆珠的GC-TOF/MS总离子流图。
图3为A卷烟品牌中A1口味爆珠的GC-MS/MS总离子流图。
图4为A卷烟品牌中A2口味爆珠的GC-TOF/MS总离子流图。
图5为A卷烟品牌中A2口味爆珠的GC-MS/MS总离子流图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
测定方法步骤为：
A、以异丙醇为溶剂制备样品，步骤为：随机取1支爆珠卷烟样品，取其爆珠置于顶空瓶中，压破爆珠，加入10mL异丙醇溶液，震荡萃取，萃取液过0.22μm滤膜。然后采用气相色谱高分辨飞行时间质谱(GC-TOF/MS)对爆珠内的液体进行全扫描分析，获取全扫描图谱；
B、采用数据库(NIST标准谱库)检索确定未知物，根据面积归一化法半定量结果筛选关键成分；
C、针对筛选出的关键成分，以苯甲酸正丙酯为内标物，通过气相色谱二级质谱联用(GC-MS/MS)确定每种成分的质谱定性定量参数；
D、配制标准工作溶液，步骤为：以异丙醇为溶剂配制含1mg/L苯甲酸正丙酯的内标工作溶液；分别称取标准品各0.05g于同一50mL容量瓶中，用1mg/L的苯甲酸正丙酯内标工作溶液定容，配制成质量浓度为1000mg/L的混标储备液，取适量的混标储备液，用1mg/L的苯甲酸正丙酯内标工作溶液配制成不同质量浓度的系列标准工作溶液。然后利用气相色谱二级质谱联用的多监测扫描模式进行回归曲线绘制，对待测样品关键成分含量准确定量分析。
GC-TOF/MS和GC-MS/MS仪器条件为：
GC-TOF/MS气相色谱条件为直接进样,DB-5MS弹性石英毛细管色谱柱(30m×0.25mm id×0.25μm df，美国Agilent公司)；进样口温度：250℃；恒流模式，进样量：1μ L，分流比：10:1；升温程序：初始温度60℃，保持1min，以10℃/min的速率升温至250℃，保持10min；传输线温度：250℃；载气：氦气(纯度≥99.99％)。质谱条件为电离方式：电子轰击源(EI)；离子源温度：200℃；溶剂延迟：3.5min；质谱扫描范围(m/z)：30-500。
GC-MS/MS气相色谱条件为直接进样，DB-5MS弹性毛细管色谱柱(30m×0.25mm id×0.25μm df，美国Agilent公司)；进样口温度：250℃；加载气：氦气(纯度≥99.999％)，恒流模式：1.0mL/min；进样量：1μL；分流进样；分流比：10:1(0.00min-3.00min),100:1(3.00min-8.00min),20:1(8.00min-62.00min)；升温程序：初始温度60℃，保持1min，以10℃/min的速率升温至250℃并保持10min。质谱条件为电离方式：电子轰击源(EI)；传输线温度：250℃；离子源温度：200℃；电离能量：70eV；溶剂延迟：3.5min；确定保留时间扫描模式：Full Scan全扫描模式(扫描范围：30-500)；离子对筛选及碰撞能筛选扫描模式：SIM选择离子扫描模式和MRM多监测扫描模式；待测样品及标准工作溶液扫描模式：MRM多监测扫描模式。
本实施例中，选用的是A卷烟品牌中A1口味的爆珠，其定性及关键成分筛选分析结果如表1所示：
表1：A卷烟品牌中A1口味爆珠的挥发性成分定性及关键成分筛选分析结果
Figure BDA0001425136170000051
定量分析结果如表2所示：
表2：A卷烟品牌中A1口味爆珠中关键挥发性成分的定量结果
Figure BDA0001425136170000052
为了验证本发明方法的准确性，对方法的回归方程、相关系数、样品加标回收率(高、中、低三个浓度)、相对标准偏差、以及方法检出限进行了考察，如表3所示。
表3：关键挥发性成分的回归方程、相关系数、回收率、相对标准偏差、检出限
Figure BDA0001425136170000053
从表3中可以看出，单体成分相关性良好，回收率在99.06％～119.34％之间，相对标准偏差(n＝5)在3.71％～5.96％之间，检出限在0.024～0.155mg/L之间，表明本发明的方法测定结果稳定可靠。
实施例2
测定方法步骤为：
A、以异丙醇为溶剂制备样品，步骤为：随机取1支爆珠卷烟样品，取其爆珠置于顶空瓶中，压破爆珠，加入10mL异丙醇溶液，震荡萃取，萃取液过0.22μm滤膜。然后采用气相色谱高分辨飞行时间质谱(GC-TOF/MS)对爆珠内的液体进行全扫描分析，获取全扫描图谱；
B、采用数据库(NIST标准谱库)检索确定未知物，根据面积归一化法半定量结果筛选关键成分；
C、针对筛选出的关键成分，以苯甲酸正丙酯为内标物，通过气相色谱二级质谱联用(GC-MS/MS)确定每种成分的质谱定性定量参数；
D、配制标准工作溶液，步骤为：以异丙醇为溶剂配制含1mg/L苯甲酸正丙酯的内标工作溶液；分别称取标准品各0.05g于同一50mL容量瓶中，用1mg/L的苯甲酸正丙酯内标工作溶液定容，配制成质量浓度为1000mg/L的混标储备液，取适量的混标储备液，用1mg/L的苯甲酸正丙酯内标工作溶液配制成不同质量浓度的系列标准工作溶液。然后利用气相色谱二级质谱联用的多监测扫描模式进行回归曲线绘制，对待测样品关键成分含量准确定量分析。
GC-TOF/MS和GC-MS/MS仪器条件仪器条件：与实施例1相同。
本实施例中，选用的是A卷烟品牌中A2口味的爆珠，其定性及关键成分分析筛选结果如表4所示：
表4：A卷烟品牌中A2口味爆珠的挥发性成分定性及关键成分筛选分析结果
Figure BDA0001425136170000061
定量分析结果如表5所示：
表5：A卷烟品牌中A2口味爆珠中关键挥发性成分的定量结果
Figure BDA0001425136170000062
为了验证方法的准确性，实验中对方法的回归方程、相关系数、样品加标回收率(高、中、低三个浓度)、相对标准偏差、以及方法检出限进行了考察，如表6所示。
表6：关键挥发性成分的回归方程、相关系数、回收率、相对标准偏差、检出限
Figure BDA0001425136170000071
从表6中可以看出单体成分相关性良好，回收率在115.23％～119.89％之间，相对标准偏差(n＝5)为3.72％和4.28％，检出限分别为0.084mg/L和0.006mg/L，表明本发明的方法测定结果稳定可靠。

Claims (4)

1.一种卷烟爆珠中关键挥发性成分的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取爆珠内的液体溶于异丙醇中配制成爆珠异丙醇溶液，采用气相色谱高分辨飞行时间质谱对上述的爆珠异丙醇溶液进行全扫描分析，获取全扫描图谱；所述的气相色谱条件为：直接进样，采用30m×0.25mmid×0.25μm df的DB-5MS弹性毛细管色谱柱；进样口温度：250℃；恒流模式进样，进样量：1μL，分流比：10:1；升温程序：初始温度60℃，保持1min，然后以10℃/min的速率升温至250℃，保持10min；传输线温度：250℃；载气：纯度≥99.99％的氦气；所述的质谱条件为：电离方式：电子轰击源；离子源温度：200℃；溶剂延迟：3.5min；质谱扫描范围m/z：30-500；
(2)检索数据库确定步骤(1)全扫描图谱中的未知物，采用面积归一化法的半定量结果筛选出关键成分；
(3)根据步骤(2)筛选出的关键成分，以苯甲酸正丙酯为内标物，通过气相色谱二级质谱联用确定所述关键成分的质谱定性定量参数；所述的质谱定性定量参数确定的具体步骤为：根据步骤(2)筛选出的关键成分，采用所述关键成分的标准品和内标物苯甲酸正丙酯配制标准工作溶液，然后通过气相色谱二级质谱联用确定保留时间、筛选前体离子、子离子和最优碰撞能的工作流程分别确定每种化合物的定性定量离子对及其最优碰撞能，确定每种成分的质谱定性定量参数；所述标准品为纯度≥98wt％；所述的气相色谱条件为：直接进样，采用30m×0.25mm id×0.25μm df的DB-5MS弹性毛细管色谱柱；进样口温度：250℃；加载气：纯度≥99.999％的氦气，恒流模式：1.0mL/min；进样量：1μL；分流进样，分流比：在0.00min-3.00min内10:1,在3.00min-8.00min内100:1,在8.00min-62.00min内20:1；升温程序：初始温度60℃，保持1min，然后以10℃/min的速率升温至250℃并保持10min；质谱条件为：电离方式：电子轰击源；传输线温度：250℃；离子源温度：200℃；电离能量：70eV；溶剂延迟：3.5min；确定保留时间扫描模式：全扫描模式，扫描范围：30-500，离子对筛选及碰撞能筛选扫描模式：选择离子扫描模式和多监测扫描模式；
(4)配制标准工作溶液，利用气相色谱二级质谱联用的多监测扫描模式进行回归曲线绘制，对爆珠内液体中步骤(3)所述的关键成分含量进行准确定量分析；所述的气相色谱的条件为：直接进样，采用30m×0.25mm id×0.25μm df的DB-5MS弹性毛细管色谱柱；进样口温度：250℃；加载气：纯度≥99.999％的氦气，恒流模式：1.0mL/min；进样量：1μL；分流进样；分流比：在0.00min-3.00min内10:1,在3.00min-8.00min内100:1,在8.00min-62.00min内20:1；升温程序：初始温度60℃，保持1min，以10℃/min的速率升温至250℃并保持10min；所述的质谱条件为：电离方式：电子轰击源；传输线温度：250℃；离子源温度：200℃；电离能量：70eV；溶剂延迟：3.5min；扫描模式：多监测扫描模式，质谱扫描参数为步骤(3)中筛选出的所述质谱定性定量参数。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤(1)中所述的爆珠异丙醇溶液的配制步骤为：随机取1支爆珠卷烟样品，取其爆珠置于顶空瓶中，用无针头的一次性注射器压破爆珠，加入到10mL异丙醇溶液中，震荡萃取，萃取液通过0.22μm的滤膜后即得到所述的爆珠异丙醇溶液。
3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤(2)中所述的数据库为NIST标准谱库，通过对其进行检索，定性确定未知物；取相对含量在10.00％以上的成分确定为爆珠内液体的关键化学成分。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤(4)中的所述标准工作溶液的配制是以异丙醇为溶剂，首先配制含1mg/L苯甲酸正丙酯的内标工作溶液，然后分别称取所述标准品各0.05g于同一50mL容量瓶中，用1mg/L的所述苯甲酸正丙酯内标工作溶液定容，配制成质量浓度为1000mg/L的混标储备液，取适量的混标储备液，用1mg/L的苯甲酸正丙酯内标工作溶液配制成不同质量浓度的系列标准工作溶液。
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