CN110174438A - 一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，属于新型烟草制品分析技术领域。该方法取电子烟烟液5.00~20.00mg置于密闭铝坩埚中，利用差示扫描量热法进行热分析，根据烟碱特有热流峰鉴别电子烟烟液中是否存在烟碱。本发明使用的样品量少、无前处理过程、操作方便快捷、鉴别时间短、准确度高，具有科学性、可操作性、重复性强等特点，适用于电子烟烟液中烟碱的快速鉴别。

Description

一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法

技术领域

本发明属于新型烟草制品分析技术领域，具体涉及一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法。

背景技术

随着国际烟草控制框架公约的逐步实施和人们健康意识的逐渐增强，传统卷烟销售市场受到强大冲击。为了应对市场的变化和消费者的需求，新型烟草制品受到了国内外各大烟草企业的高度关注和广泛研究。新型烟草制品具有以下一些主要特征：一是不需要燃烧，极大减少因燃烧产生的焦油和有害成分，相比传统卷烟危害性较小；二是不会产生或大幅度减少产生二手烟气，极大减轻对公共环境产生的影响，在一定程度上缓解了吸烟和公共场所禁烟的矛盾；三是能在一定程度上适应和满足消费者的生理需要。

随着人们生活方式和消费观念的转变、科学技术的快速进步，烟草消费者的需求和关注点不断变化，同时受到烟草控制政策、社会舆论导向等因素的影响，传统卷烟的发展受到越来越多地制约，新型烟草制品的发展已经成为必然。近些年来特别是在欧美发达国家电子烟表现出强劲的发展趋势，数据表明世界电子烟销售总额近三年来年均增速高达60％。据权威部门预测，到2020年，电子烟在美国的销量将占烟草制品总销量的15%。电子烟烟液是电子烟最核心的消费主体。电子烟烟液的主要成分配方为甘油、丙二醇和香精香料，其中绝大多数电子烟烟液中还含有烟碱。

目前市面上的电子烟烟液产品种类繁多，质量参差不齐，其中最主要的是分为含有烟碱的和不含烟碱的两大类。目前检测电子烟烟液中烟碱的方法主要是气相色谱法和液相色谱法，均要通过大量的前处理实验，包括内标物质的选择、标准曲线制作、振荡萃取、GC/FID、GC/MS分析或HPLC分析等。常规的化学仪器分析方法存在着操作繁琐复杂、测量成本高昂、可操作性低、样品使用量大等缺点。因此如何克服现有技术的不足是目前新型烟草制品分析技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，该方法根据烟碱特有热流峰鉴别电子烟烟液中是否存在烟碱。具有使用的样品量少、无前处理过程、操作方便快捷、鉴别时间短、准确度高的特点，为电子烟烟液管控、研发、生产及售后奠定基础。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，包括如下步骤：

步骤（1），对纯烟碱样品进行DSC分析：

根据电子烟的加热温度范围设置纯烟碱的分析条件为：实验前，将DSC在氮气氛围、不低于500 ℃条件下保持至少10 min，使炉体内杂质排净；称取纯烟碱样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序为：不高于30 ℃开始以一定的升温速率升至不低于300 ℃；

步骤（2），对待测样品进行DSC分析：

称取待测电子烟烟液样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序与步骤（1）相同；

步骤（3），DSC分析结果进行对比：

将待测样品和纯烟碱样品的DSC放热峰和吸热峰进行对比，在纯烟碱样品对应的吸热峰或放热峰位置，并未出现任何吸热峰或放热峰，说明该电子烟烟液不含烟碱；反之，则说明该电子烟烟液含有烟碱。

进一步，优选的是，步骤（1）中，纯烟碱样品纯度不低于99%，称取纯烟碱样品的质量范围是5.00~20.00mg。

进一步，优选的是，步骤（2）中，称取待测电子烟烟液样品质量范围是5.00~20.00mg；所述的待测电子烟烟液样品在保质期范围内，且含有的烟碱成分未降解或氧化。

进一步，优选的是，DSC的温度精度不低于0.1K；热焓精度不低于1%；以4,4’-偶氮二苯甲醚为标准物质测试的信噪比大于30。

进一步，优选的是，所述的坩埚为铝坩埚或铂金坩埚，体积为40μL或70μL。

进一步，优选的是，在氮气氛围内，氮气压力不低于0.05MPa。

进一步，优选的是，升温速率不高于20℃/min。

进一步，优选的是，升温速率为5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min中的一种。

本发明鉴别电子烟烟液中烟碱的原理如下：

差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。当试样在加热过程中由于热效应与参比物之间出现温差ΔT时，通过差热放大电路和差动热量补偿放大器，使流入补偿电热丝的电流发生变化，当试样吸热时，补偿放大器使试样一边的电流立即增大；反之，当试样放热时则使参比物一边的电流增大，直到两边热量平衡，温差ΔT消失为止。换句话说，试样在热反应时发生的热量变化，由于及时输入电功率而得到补偿，所以实际记录的是试样和参比物下面两只电热补偿的热功率之差随时间t的变化关系。不同的物质在相同的测量条件下，其热流峰是不同的，具有一定的识别性和指纹特性。据此，可以根据电子烟烟液中烟碱特有的热流峰来判断其是否含有烟碱。此方法使用的样品量少、无前处理过程、操作方便快捷、鉴别时间短、准确度高，可用于电子烟烟液中烟碱的快速鉴别。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本发明根据烟碱特有热流峰鉴别电子烟烟液中是否存在烟碱，使用的样品量少，只需要5mg左右。没有复杂的前处理过程，直接将电子烟烟液滴入铝坩埚内进行测量，具有科学性和可重复性。

（2）本发明方法快速简便，鉴别时间不超过30min，测量成本低，无需要内标物和标准溶液的配置，也无需使用大型分析仪器如GC或HPLC等的测量，适用于样品的批量研究。为电子烟烟液的配方开发、加工制作、质量管控及售后保障提供技术支撑和理论依据。

附图说明

图1为纯烟碱的DSC热流图；

图2为电子烟烟液样品1 DSC热流图；

图3为电子烟烟液样品2 DSC热流图；

图4为GC/FID法烟碱标品的色谱图；

图5为GC/FID法待测电子烟烟液样品1的色谱图；

图6为GC/FID法待测电子烟烟液样品2的色谱图。

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。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

实验装置：差示扫描量热仪DSC3500（德国耐驰公司）

实施例1

一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，包括如下步骤：

步骤（1），对纯烟碱样品进行DSC分析：

根据电子烟的加热温度范围设置纯烟碱的分析条件为：实验前，将DSC在氮气氛围、520℃条件下保持至少10 min，使炉体内杂质排净；称取5.00mg纯烟碱样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序为：25 ℃开始以5℃/min升温速率升至310 ℃；纯烟碱样品纯度不低于99%；

步骤（2），对待测样品进行DSC分析：

称取5.00mg待测电子烟烟液样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序与步骤（1）相同；所述的待测电子烟烟液样品在保质期范围内，且含有的烟碱成分未降解或氧化；

步骤（3），DSC分析结果进行对比：

将待测样品和纯烟碱样品的DSC放热峰和吸热峰进行对比，在纯烟碱样品对应的吸热峰或放热峰位置，并未出现任何吸热峰或放热峰，说明该电子烟烟液不含烟碱；反之，则说明该电子烟烟液含有烟碱。

实施例2

一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，包括如下步骤：

步骤（1），对纯烟碱样品进行DSC分析：

根据电子烟的加热温度范围设置纯烟碱的分析条件为：实验前，将DSC在氮气氛围、500℃条件下保持至少10 min，使炉体内杂质排净；称取20.00 mg纯烟碱样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序为：25 ℃开始以15℃/min升温速率升至325 ℃；纯烟碱样品纯度不低于99%；

步骤（2），对待测样品进行DSC分析：

称取20.00 mg待测电子烟烟液样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序与步骤（1）相同；所述的待测电子烟烟液样品在保质期范围内，且含有的烟碱成分未降解或氧化；

步骤（3），DSC分析结果进行对比：

将待测样品和纯烟碱样品的DSC放热峰和吸热峰进行对比，在纯烟碱样品对应的吸热峰或放热峰位置，并未出现任何吸热峰或放热峰，说明该电子烟烟液不含烟碱；反之，则说明该电子烟烟液含有烟碱。

其中，DSC的温度精度不低于0.1K；热焓精度不低于1%；以4,4’-偶氮二苯甲醚为标准物质测试的信噪比大于30。

所述的坩埚为铂金坩埚，体积为40μL。

在氮气氛围内，氮气压力不低于0.05MPa。

实施例3

一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，包括如下步骤：

步骤（1），对纯烟碱样品进行DSC分析：

根据电子烟的加热温度范围设置纯烟碱的分析条件为：实验前，将DSC在氮气氛围、550℃条件下保持至少10 min，使炉体内杂质排净；称取10.00 mg纯烟碱样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序为： 30 ℃开始以20℃/min升温速率升至300 ℃；纯烟碱样品纯度不低于99%；

步骤（2），对待测样品进行DSC分析：

称取15.00 mg待测电子烟烟液样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序与步骤（1）相同；所述的待测电子烟烟液样品在保质期范围内，且含有的烟碱成分未降解或氧化；

步骤（3），DSC分析结果进行对比：

将待测样品和纯烟碱样品的DSC放热峰和吸热峰进行对比，在纯烟碱样品对应的吸热峰或放热峰位置，并未出现任何吸热峰或放热峰，说明该电子烟烟液不含烟碱；反之，则说明该电子烟烟液含有烟碱。

其中，DSC的温度精度不低于0.1K；热焓精度不低于1%；以4,4’-偶氮二苯甲醚为标准物质测试的信噪比大于30。

所述的坩埚为铝坩埚，体积为70μL。

在氮气氛围内，氮气压力不低于0.05MPa。

应用实例1

本实施的快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，包括如下步骤：

步骤（1），对纯烟碱样品进行DSC分析：

实验前，将DSC在氮气氛围、500 ℃条件下保持至少10 min，使炉体内杂质排净。称取5.10 mg的纯烟碱（纯度≥99% 标准品）样品放入DSC铝坩埚内（40uL），盖上坩埚盖，测试过程中坩埚盖子压实密闭。升温程序为：30 ℃开始以10℃/min升温速率升至300 ℃。热流图如图1。

步骤（2），对待测的云南中烟生产的七彩韵样品1进行DSC分析：

称取5.00mg的待测样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，测试过程中坩埚盖子压实密闭。在氮气氛围内实验，升温程序为：30 ℃开始以10℃/min升温速率升至300 ℃。热流图如图2。

步骤（3），DSC分析结果进行对比：

将待测样品和纯烟碱样品的DSC吸热峰和放热峰进行对比，在235.7℃并未出现任何吸热峰和放热峰，说明该电子烟烟液不含烟碱。

作为对照，本实施例同时还将待测样品1按照常规的复杂的GC/FID方法进行分析，分析步骤如下：

1 样品前处理

准确称取0.1g电子烟烟液（精确至0.1mg），置于50mL三角烧瓶中，加入10mL异丙醇，室温下机械振荡萃取20 min，待电子烟烟液稀释混匀后，取1mL萃取液到2mL色谱瓶中即可进行GC-FID 分析。

2气相色谱分析条件

Agilent 6890气相色谱仪配备FID检测器，色谱柱为DB-ALC1（30m×0.32mm×1.8µm）；程序升温，初温100℃（保持1min），以15℃/ min的速率升至130℃，以40℃/ min的速率升至220℃，保持10min；进样口温度为250℃，进样体积为1µL，分流进样，分流比50:1；载气为氦气，载气流速1.8mL/min，恒流模式；FID检测器温度275℃，空气流速450 mL/min；氢气40mL/min。

3鉴别分析

对照烟碱标样的气相色谱图保留时间和电子烟液气相色谱图中目标物的保留时间来确定目标物，同时可将标样加入到电子烟烟液的稀释液中后进行色谱分析，视色谱峰增高来确认目标物，图4、图5分别是标样和电子烟烟液的气相色谱图。从常规的化学仪器分析方法来看，待测样品1中也未测出烟碱，可见本实施例的预测方法是正确可靠的。

应用实例2

本实施的快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，包括如下步骤：

步骤（1），对纯烟碱样品进行DSC分析：

实验前，将DSC在氮气氛围、500 ℃条件下保持至少10 min，使炉体内杂质排净。称取5.10 mg的纯烟碱（纯度≥99% 标准品）样品放入DSC铝坩埚内（40uL），盖上坩埚盖，测试过程中坩埚盖子压实密闭。升温程序为：30 ℃开始以10℃/min升温速率升至300 ℃；

步骤（2），对待测的云南中烟生产的七彩韵样品2进行DSC分析：

称取5.20mg的待测样品2放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，测试过程中坩埚盖子压实密闭。在氮气氛围内实验，升温程序为：30 ℃开始以10℃/min升温速率升至300 ℃。热流图如图3。

步骤（3），DSC分析结果进行对比：

将待测样品2和纯烟碱样品的DSC吸热峰和放热峰进行对比，在236℃出现烟碱吸热峰，说明该电子烟烟液含有烟碱。

作为对照，本实施例同时还将待测样品1按照常规的复杂的GC/FID方法进行分析，分析步骤如下：

1 样品前处理

准确称取0.1g电子烟烟液（精确至0.1mg），置于50mL三角烧瓶中，加入10mL异丙醇，室温下机械振荡萃取20 min，待电子烟烟液稀释混匀后，取1mL萃取液到2mL色谱瓶中即可进行GC-FID 分析。

2气相色谱分析条件

Agilent 6890气相色谱仪配备FID检测器，色谱柱为DB-ALC1（30m×0.32mm×1.8µm）；程序升温，初温100℃（保持1min），以15℃/ min的速率升至130℃，以40℃/ min的速率升至220℃，保持10min；进样口温度为250℃，进样体积为1µL，分流进样，分流比50:1；载气为氦气，载气流速1.8mL/min，恒流模式；FID检测器温度275℃，空气流速450 mL/min；氢气40mL/min。

3鉴别分析

对照烟碱标样的气相色谱图保留时间和电子烟液气相色谱图中目标物的保留时间来确定目标物，同时可将标样加入到电子烟烟液的稀释液中后进行色谱分析，视色谱峰增高来确认目标物，图4、图6分别是标样和电子烟烟液的气相色谱图。从常规的化学仪器分析方法来看，待测样品2中测出烟碱，可见本实施例的预测方法是正确可靠的。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1），对纯烟碱样品进行DSC分析：

根据电子烟的加热温度范围设置纯烟碱的分析条件为：实验前，将DSC在氮气氛围、不低于500 ℃条件下保持至少10 min，使炉体内杂质排净；称取纯烟碱样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序为：不高于30 ℃开始以一定的升温速率升至不低于300 ℃；

步骤（2），对待测样品进行DSC分析：

称取待测电子烟烟液样品放入DSC坩埚内，盖上坩埚盖，压实密闭；在氮气氛围内实验，升温程序与步骤（1）相同；

步骤（3），DSC分析结果进行对比：

将待测样品和纯烟碱样品的DSC放热峰和吸热峰进行对比，在纯烟碱样品对应的吸热峰或放热峰位置，并未出现任何吸热峰或放热峰，说明该电子烟烟液不含烟碱；反之，则说明该电子烟烟液含有烟碱。

2.根据权利要求1所述的快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，其特征在于，步骤（1）中，纯烟碱样品纯度不低于99%，称取纯烟碱样品的质量范围是5.00~20.00 mg。

3.根据权利要求1所述的快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，其特征在于，步骤（2）中，称取待测电子烟烟液样品质量范围是5.00~20.00 mg；所述的待测电子烟烟液样品在保质期范围内，且含有的烟碱成分未降解或氧化。

4.根据权利要求1所述的快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，其特征在于，DSC的温度精度不低于0.1K；热焓精度不低于1%；以4,4’-偶氮二苯甲醚为标准物质测试的信噪比大于30。

5.根据权利要求1所述的快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，其特征在于，所述的坩埚为铝坩埚或铂金坩埚，体积为40μL或70μL。

6.根据权利要求1所述的快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，其特征在于，在氮气氛围内，氮气压力不低于0.05MPa。

7.根据权利要求1所述的快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，其特征在于，升温速率不高于20℃/min。

8.根据权利要求7所述的快速鉴别电子烟烟液中烟碱的方法，其特征在于，升温速率为5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min中的一种。