CN111707767A - 一种烟草、主流烟气或加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定方法 - Google Patents

一种烟草、主流烟气或加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种烟草、主流烟气或加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定方法。该方法包括标准系列溶液的配制、样品提取液的制备与净化，经气相色谱‑串联质谱仪或气相色谱‑质谱仪检测等步骤，具有对目标分析物高灵敏、高选择性、快速高效、适用范围广等优点。

Description

一种烟草、主流烟气或加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定 方法
技术领域
本发明属于烟草化学检验技术领域，具体涉及一种烟草、主流烟气或加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定方法。
背景技术
多环芳烃化合物是指分子中含有两个或两个以上苯环且环与环之间最少共有两个碳原子的烃类化合物。多环芳烃类化合物广泛存在于土壤、大气、植物体、食品、污水和汽车尾气等多种基质中，其中一些有致癌作用，如苯并(a)芘、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽等。在烟草、主流烟气、加热不燃烧卷烟中也有不同含量的多环芳烃类化合物。因此，监测多环芳烃的含量，具有重要意义。
由于烟草、主流烟气、加热不燃烧卷烟基质的复杂性(共含有超过8000种化合物)，再加上多环芳烃化合物在上述样品中的含量很低，且不同化合物的含量分布范围可能较宽，因此文献报道的其它样品(土壤、大气、食品和环境水样)的测试方法并不能完全适用于上述样品的分析。目前有文献报道了卷烟烟气中多环芳烃的检测方法(CN103323543 A、CN106248835 A、CN 103439443 A和CN 104865327 A)，但是这些方法没有涉及对样品选择性净化的步骤，会在一定程度上增加仪器维护频率和成本。同时也有发明(CN 106645444 A)公开了一种检测无烟气烟草制品中多环芳烃类物质含量的方法，该方法利用萃取剂对样品进行萃取后，采用气相色谱-串联质谱对过滤后的萃取液进行检测，同样没有涉及对样品溶液的净化。因此，我们前期开发了一种在线固相萃取高效液相色谱测定无烟气烟草制品中多环芳烃的方法(CN 105136931 A)，但是该方法的净化原理是基于疏水作用，选择性不强，且检测多环芳烃的数目为13种，荧光检测器可能会造成一定的假阳性。另外，由于加热不燃烧卷烟是一种新型的消费形式，且其中多环芳烃类化合物的含量相对较低，因此目前鲜有关于加热不燃烧卷烟中多环芳烃检测的报道。美国食品药品监督管理局在2012年提出了烟草制品和烟气中有害和潜在有害成分清单(文件编号FDA–2012–N–0143)，清单中一共包含了93种物质，其中涉及多环芳烃类化合物16种。目前，关于烟草及烟草制品中这16种化合物测定的方法鲜有报道，而涉及欧盟清单中的多环芳烃化合物的测定方法则更少。
除此以外，烟草、卷烟主流烟气和加热不燃烧卷烟样品均具有各自不同的特点，如基质复杂程度、样品捕集方法、目标物含量差异等。目前，虽然有文献报道了许多针对动植物油中的苯并[a]芘的检测方法，但是这些方法不满足、不适用或无法直接简单适用于烟草、卷烟烟气和加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定，主要有以下几点原因：(1)烟草、卷烟烟气和加热不燃烧卷烟中包含的化学成分大于8000种，且部分多环芳烃化合物(例如苯并[a]芘)在其中的含量为纳克级别，存在大量的焦油等干扰物质，而玉米油样品基质相对简单，且经过高温加热或不当工序后其苯并[a]芘的含量会急剧升高，可以达到几百纳克甚至微克级别。因此，比如同样是苯并[a]芘的测定，其存在于烟草、卷烟烟气和加热不燃烧卷烟中时难度甚至会千倍难于存在于动植物油中时的难度。(2)现有文献报告的方法中目标分析物过于单一，大多只检测苯并[a]芘一种，而只检测一种目标物质和同时检测十几种目标物质是不同量级上的设计，在实际复杂的样品分析中，目标分析物与吸附剂之间的作用力强弱不同，再加上复杂的基质干扰，势必会导致竞争吸附作用，因此应当综合考虑所有目标分析物的情况，确定最佳的样品前处理条件。同样地，因为烟草领域的特殊性及化学成分的复杂性，其它领域的检测方法并不能满足或适应烟草行业的检测。基于此，开发一种选择性净化效率高、适用范围广的烟草、卷烟烟气和加热不燃烧卷烟中多环芳烃化合物的测定方法，显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种烟草、主流烟气或加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定方法。值得说明的是，本发明的目标分析物为18种：美国食品药品监督管理局提出的烟草制品和烟气中有害和潜在有害成分清单中的15种(除去萘，因为其挥发性较强，因此本发明不对其进行测定)和欧盟清单中的3种(苯并[c]芴、苯并[j]荧蒽和苯并[g,h,i]芘)。本发明所述的方法具有对目标分析物高灵敏、高选择、快速高效、适用范围广等优点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的。
一方面，本发明提供一种烟草、主流烟气或加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定方法，所述方法包括以下步骤：
(1)标准系列溶液的配制：以甲苯/异辛烷为溶剂，以多环芳烃标准品和同位素内标标准品为溶质，配制不同浓度的标准系列溶液；
其中，所述多环芳烃为苯并[c]芴(B[c]F)、苯并[c]菲(B[c]PA)、苯并[a]蒽(B[a]A)、环戊二烯[c,d]芘(CP[cd]P)、屈(CHR)、5-甲基屈(5MC)、苯并[b]荧蒽(B[b]F)、苯并[k]荧蒽(B[k]F)、苯并[j]荧蒽(B[j]F)、苯并[j]醋蒽(B[j]A)、苯并[a]芘(B[a]P)、二苯并[a,h]蒽(DB[ah]A)、茚并[1,2,3-c,d]芘(I[cd]P)、苯并[g,h,i]芘(B[ghi]P)、二苯并[a,l]芘(DB[al]P)、二苯并[a,e]芘(DB[ae]P)、二苯并[a,i]芘(DB[ai]P)和二苯并[a,h]芘(DB[ah]P)；
其中，所述同位素内标为苯并[a]蒽-d12(B[a]A-d12)、屈-d12(CHR-d12)、苯并[b]荧蒽-d12(B[b]F-d12)、苯并[k]荧蒽-d12(B[k]F-d12)、苯并[a]芘-d12(B[a]P-d12)、二苯并[a,h]蒽-d14(DB[ah]A-d14)、茚并[1,2,3-c,d]芘-d12(I[cd]P-d12)、苯并[g,h,i]芘-d12(B[ghi]P-d12)和二苯并[a,i]芘-d14(DB[ai]P-d14)；
其中，所述B[c]F、B[c]PA、B[a]A和CP[cd]P使用的同位素内标为B[a]A-d12；所述CHR和5MC使用的同位素内标为CHR-d12；所述B[b]F使用的同位素内标为B[b]F-d12；所述B[k]F、B[j]F和B[j]A使用的同位素内标为B[k]F-d12；所述B[a]P使用的同位素内标为B[a]P-d12；所述I[cd]P使用的同位素内标为I[cd]P-d12；所述DB[ah]A使用的同位素内标为DB[ah]A-d14；所述B[ghi]P使用的同位素内标为B[ghi]P-d12；所述DB[al]P、DB[ae]P、DB[ai]P和DB[ah]P素内标为DB[ai]P-d14；
其中，所述标准系列溶液中多环芳烃的浓度梯度均为0.2、0.5、2.0、10.0、50、125.0和250.0ng/mL；所述每一浓度水平中CHR-d12、B[b]F-d12、B[k]F-d12、B[a]P-d12、DB[ah]A-d14、I[cd]P-d12或B[ghi]P-d12的浓度分别为50ng/mL，DB[ai]P-d14的浓度为150ng/mL；
(2)样品提取液的制备：将烟草、捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片或捕集有加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的滤片置于具塞离心管中，加入步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和第一提取液，提取、离心、取上清液即为样品提取液，备用；
其中，所述的卷烟主流烟气总粒相物按照GB/T 19609-2004、ISO 4387：2000规定的捕集方法获得；
其中，所述的加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的捕集方法包括：将加热不燃烧烟弹的一端插入烟草加热棒中，并将烟弹滤嘴端插入含有剑桥滤片的捕集器上；打开烟草加热棒开关对烟弹进行加热，在加热过程中进行抽吸，同时捕集其气溶胶；
(3)样品溶液的制备(即净化)：将苯并[a]芘专用固相萃取柱填料依次用第一活化溶剂和第二活化溶剂活化，然后将步骤(2)中得到的样品提取液加入苯并[a]芘专用固相萃取柱中，在自然重力作用下流经固相萃取柱；等样品提取液完全流出后，使用第一清洗溶剂清洗填料，并吸出或挤出其中的清洗液；再用第一解吸溶剂解吸，解吸液于35℃下用缓慢氮气流浓缩，转移至内置衬管的色谱瓶中，待测；
(4)将步骤(1)得到的标准系列溶液和步骤(3)得到的样品溶液在相同条件下进行气相色谱-串联质谱或气相色谱-质谱分析：
(5)多环芳烃的定量：由多环芳烃的峰面积和内标峰面积之比进行定量。
优选地，在步骤(2)中，所述烟草包括烟叶、卷烟填充物、无烟气烟草制品；
优选地，在步骤(2)中，所述烟草的质量为0.5-2g；
优选地，在步骤(2)中，所述产生主流烟气总粒相物的卷烟支数为2-5支；
优选地，在步骤(2)中，所述产生加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的加热不燃烧卷烟为2-5支；
优选地，在步骤(2)中，所述第一提取液选自正己烷、环己烷和乙酸乙酯中的一种或多种；优选地，所述提取液为正己烷和/或环己烷；优选地，所述正己烷和环己烷的体积比为1：1；
优选地，在步骤(2)中，所述第一提取液的体积为10-50mL；
优选地，在步骤(2)中，所述提取方式为超声或振荡；
优选地，在步骤(2)中，所述提取方式为超声时，所述步骤(2)包括将烟草、捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片或捕集有加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的滤片置于具塞离心管中，依次加入步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和10-50mL，优选10mL的第一提取液后进行超声提取30min，再以转速为4000-12000rpm/min，优选10000rpm/min离心2-15min，优选5min，取上层清液即为样品提取液，备用；
优选地，在步骤(2)中，所述提取方式为振荡提取时，所述步骤(2)包括将烟草、捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片或捕集有加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的滤片置于具塞离心管中，依次加入步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和10-50mL，优选30mL的第一提取液后，置于恒温振荡器上以50-300rpm/min，优选200rpm/min的速率萃取30min，静置，以4000-12000r/min，优选10000r/min的速度离心2-15min，优选5min，取清液即为样品提取液，备用。
优选地，在步骤(3)中，所述第一活化溶剂选自丙酮、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯和乙苯中的一种或多种，优选为甲苯；所述第二活化溶剂选自乙酸乙酯、正己烷和环己烷中的一种或多种，优选为正己烷和/或环己烷；优选地，所述正己烷和环己烷的体积比为1：1；
优选地，在步骤(3)中，所述第一活化溶剂的体积用量为2.0-10.0mL，优选为4.0mL，第二活化溶剂的体积用量为1.0-4.0mL，优选为2.0mL；
优选地，在步骤(3)中，所述第一清洗溶剂选自乙酸乙酯、正己烷和环己烷中一种或多种，优选为乙酸乙酯/正己烷(50/50，v/v)；
优选地，在步骤(3)中，所述第一清洗溶剂的体积用量为1.0-5.0mL，优选为3.0mL；
优选地，在步骤(3)中，所述第一解吸溶剂选自丙酮、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯和乙苯中的一种或多种，优选为甲苯；
优选地，在步骤(3)中，所述第一解吸溶剂的体积为1.0-5.0mL，优选为3.0mL；
优选地，在步骤(3)中，所述苯并[a]芘专用固相萃取柱为HiCapt Benzo苯并[a]芘专用固相萃取柱；
优选地，在步骤(3)中，所述苯并[a]芘专用固相萃取柱填料的用量为50-1000mg，优选为200-500mg，最优选为500mg。
优选地，在步骤(4)中，采用所述气相色谱-串联质谱进行分析时，所述参数条件为：
色谱柱为DB-EUPAH(20m×0.18mm,0.14μm)或等效柱；
色谱柱升温程序为：初始温度110℃，保持0.8min，以70℃/min升至180℃，再以7℃/min升至230℃并保持6min，再以40℃/min升至280℃并保持5min，再以5℃/min升至300℃，再以25℃/min升至335℃并保持4min，运行时间为30.6min；
溶剂延迟时间为6min；采用不分流进样方式，进样量为2μl；以高纯He为载气，载气流量为1.8mL/min；
进样口温度：325℃；四极杆温度和离子源温度分别为180和340℃，传输线温度为350℃；
质谱电离源为EI源；电离电压为70ev；多反应监测模式；碰撞气为Ar，压力为200kPa；
优选地，所述多环芳烃及同位素内标的保留时间及多反应监测参数如下表所示：
Figure BDA0002564978290000061
优选地，在步骤(4)中，采用所述气相色谱-质谱进行分析时，所述条件为：监测模式为选择离子监测，其中，选择离子监测的定量离子为进行气相色谱-串联质谱分析时多反应监测模式中定量离子对的母离子，定性离子为进行气相色谱-串联质谱分析时多反应监测模式中定量离子对的子离子，其余参数条件如采用所述气相色谱-串联质谱进行分析时所述。
优选地，在步骤(5)中，所述多环芳烃的定量过程包括：以标准系列溶液中多环芳烃的峰面积和相应内标峰面积之比为纵坐标，标准系列溶液中多环芳烃的浓度为横坐标，绘制工作曲线；根据样品溶液中多环芳烃峰面积和相应内标峰面积之比，依据工作曲线，得到样品中多环芳烃的含量；
优选地，所述计算公式为
Figure BDA0002564978290000071
其中，x为目标物与内标物的峰面积之比，m为样品中目标物的含量(单位为ng/g或ng/支)，a和b为工作曲线中的斜率和截距，均由工作曲线求出，V为提取液的体积(单位为mL)，n为样品质量或数量(单位为克或支)；
优选地，所述方法中，检测限和定量限为多环芳烃信噪比(S/N)为3和10时所对应的浓度。
另一方面，本发明提供另一种烟草、主流烟气或加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定方法，所述方法包括以下步骤：
(1)标准系列溶液的配制：以甲苯/异辛烷为溶剂，以多环芳烃标准品和同位素内标标准品为溶质，配制不同浓度的标准系列溶液；
其中，所述多环芳烃为苯并[c]芴(B[c]F)、苯并[c]菲(B[c]PA)、苯并[a]蒽(B[a]A)、环戊二烯[c,d]芘(CP[cd]P)、屈(CHR)、5-甲基屈(5MC)、苯并[b]荧蒽(B[b]F)、苯并[k]荧蒽(B[k]F)、苯并[j]荧蒽(B[j]F)、苯并[j]醋蒽(B[j]A)、苯并[a]芘(B[a]P)、二苯并[a,h]蒽(DB[ah]A)、茚并[1,2,3-c,d]芘(I[cd]P)、苯并[g,h,i]芘(B[ghi]P)、二苯并[a,l]芘(DB[al]P)、二苯并[a,e]芘(DB[ae]P)、二苯并[a,i]芘(DB[ai]P)和二苯并[a,h]芘(DB[ah]P)；
其中，所述同位素内标为苯并[a]蒽-d12(B[a]A-d12)、屈-d12(CHR-d12)、苯并[b]荧蒽-d12(B[b]F-d12)、苯并[k]荧蒽-d12(B[k]F-d12)、苯并[a]芘-d12(B[a]P-d12)、二苯并[a,h]蒽-d14(DB[ah]A-d14)、茚并[1,2,3-c,d]芘-d12(I[cd]P-d12)、苯并[g,h,i]芘-d12(B[ghi]P-d12)和二苯并[a,i]芘-d14(DB[ai]P-d14)；
其中，所述B[c]F、B[c]PA、B[a]A和CP[cd]P使用的同位素内标为B[a]A-d12；所述CHR和5MC使用的同位素内标为CHR-d12；所述B[b]F使用的同位素内标为B[b]F-d12；所述B[k]F、B[j]F和B[j]A使用的同位素内标为B[k]F-d12；所述B[a]P使用的同位素内标为B[a]P-d12；所述I[cd]P使用的同位素内标为I[cd]P-d12；所述DB[ah]A使用的同位素内标为DB[ah]A-d14；所述B[ghi]P使用的同位素内标为B[ghi]P-d12；所述DB[al]P、DB[ae]P、DB[ai]P和DB[ah]P素内标为DB[ai]P-d14；
其中，所述标准系列溶液中多环芳烃的浓度梯度为0.2、0.5、2.0、10.0、50、125.0和250.0ng/mL；所述每一浓度水平中CHR-d12、B[b]F-d12、B[k]F-d12、B[a]P-d12、DB[ah]A-d14、I[cd]P-d12或B[ghi]P-d12的浓度分别为50ng/mL，DB[ai]P-d14的浓度为150ng/mL；
(2)样品提取液的制备：将烟草、捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片或捕集有加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的滤片置于具塞离心管中，加入步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和第二提取液，提取、离心、取上清液即为样品提取液，备用；
其中，所述的卷烟主流烟气总粒相物按照GB/T 19609-2004、ISO 4387：2000规定的捕集方法获得；
其中，所述的加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的捕集方法包括：将加热不燃烧烟弹的一端插入烟草加热棒中，并将烟弹滤嘴端插入含有剑桥滤片的捕集器上；打开烟草加热棒开关对烟弹进行加热，在加热过程中进行抽吸，同时捕集其气溶胶；
(3)样品溶液的制备(即净化)：固相萃取柱用第三活化溶剂活化，然后使在步骤(2)中得到的样品提取液在自然重力作用下流经固相萃取柱，再依次用第二清洗溶剂、第三清洗溶剂和第四清洗溶剂清洗固相萃取柱，弃去清洗液后以洗脱溶剂洗脱固相萃取柱，收集所有洗脱液，待测；
(4)将步骤(1)得到的标准系列溶液和步骤(3)得到的样品溶液在相同条件下进行气相色谱-串联质谱或气相色谱-质谱分析：
(5)多环芳烃的定量：由多环芳烃的峰面积和内标峰面积之比进行定量。
优选地，在步骤(2)中，所述烟草包括烟叶、卷烟填充物、无烟气烟草制品；
优选地，在步骤(2)中，所述烟草的质量为0.5-2g；
优选地，在步骤(2)中，所述产生主流烟气总粒相物的卷烟支数为2-5支；
优选地，在步骤(2)中，所述产生加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的加热不燃烧卷烟为2-5支；
优选地，在步骤(2)中，所述第二提取液为甲醇或乙酸乙酯，优选为甲醇；
优选地，在步骤(2)中，所述第二提取液的体积为10-50mL；
优选地，在步骤(2)中，所述提取方式为超声或振荡；
优选地，在步骤(2)中，所述提取方式为超声时，所述步骤(2)包括将烟草、捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片或捕集有加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的滤片置于具塞离心管中，依次加入步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和10-50mL优选10mL的第二提取液后进行超声提取30min，再以转速为4000-12000rpm/min，优选10000rpm/min离心2-15min，优选5min，取上层清液即为样品提取液，备用；
优选地，在步骤(2)中，所述提取方式为振荡提取时，所述步骤(2)包括将烟草、捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片或捕集有加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的滤片置于具塞离心管中，依次加入步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和10-50mL优选30mL的第二提取液后，置于恒温振荡器上以50-300rpm/min，优选200rpm/min的速率萃取30min，静置，以4000-12000r/min，优选10000r/min的速度离心2-15min，优选5min，取清液即为样品提取液，备用。
优选地，在步骤(3)中，所述固相萃取柱为StrataTM-X聚合物固相萃取(SPE)小柱；
优选地，在步骤(3)中，所述固相萃取柱的填料的用量为20-200mg，优选为50-100mg，最优选为60mg；
优选地，在步骤(3)中，所述第三活化溶剂选自甲醇、乙腈、异丙醇中的一种或多种，优选为甲醇；
优选地，在步骤(3)中，所述第三活化溶剂的体积用量为1.0-5.0mL，优选为3.0mL；
优选地，在步骤(3)中，所述第二清洗溶剂、第三清洗溶剂和第四清洗溶剂分别独立地选自乙腈、甲醇、异丙醇、正己烷和水中的一种或多种；
优选地，在步骤(3)中，所述第二清洗溶剂、第三清洗溶剂和第四清洗溶剂的体积用量比为1-5:1-5:0.1-0.5，优选为1:1:0.15；
优选地，在步骤(3)中，所述第二清洗溶剂为甲醇/水溶液(50/50，v/v)；所述第二清洗溶剂的体积用量为2.0mL；
优选地，在步骤(3)中，所述第三清洗溶剂为异丙醇，其体积用量为2.0mL；
优选地，在步骤(3)中，所述第四清洗溶剂为正己烷，其体积用量为0.3mL；
优选地，在步骤(3)中，所述洗脱溶剂选自甲苯、乙苯、异辛烷、正己烷和环己烷中的一种或多种，优选为甲苯/异辛烷溶液(50/50，v/v)；
优选地，在步骤(3)中，所述洗脱溶剂的体积用量为0.5-3.0mL，优选为1.0mL。
优选地，在步骤(4)中，采用所述气相色谱-串联质谱进行分析时，所述参数条件为：色谱柱为DB-EUPAH(20m×0.18mm,0.14μm)或等效柱；
色谱柱升温程序为：初始温度110℃，保持0.8min，以70℃/min升至180℃，再以7℃/min升至230℃并保持6min，再以40℃/min升至280℃并保持5min，再以5℃/min升至300℃，再以25℃/min升至335℃并保持4min，运行时间为30.6min；
溶剂延迟时间为6min；采用不分流进样方式，进样量为2μl；以高纯He为载气，载气流量为1.8mL/min；
进样口温度：325℃；四极杆温度和离子源温度分别为180和340℃，传输线温度为350℃；
质谱电离源为EI源；电离电压为70ev；多反应监测模式；碰撞气为Ar，压力为200kPa；
优选地，所述多环芳烃及同位素内标的保留时间及多反应监测参数如下表所示：
Figure BDA0002564978290000101
Figure BDA0002564978290000111
优选地，在步骤(4)中，采用所述气相色谱-质谱进行分析时，所述条件为：监测模式为选择离子监测，其中，选择离子监测的定量离子为进行气相色谱-串联质谱分析时多反应监测模式中定量离子对的母离子，定性离子为进行气相色谱-串联质谱分析时多反应监测模式中定量离子对的子离子，其余参数条件如采用所述气相色谱-串联质谱进行分析时所述。
优选地，在步骤(5)中，所述多环芳烃的定量过程包括：以标准系列溶液中多环芳烃的峰面积和相应内标峰面积之比为纵坐标，标准系列溶液中多环芳烃的浓度为横坐标，绘制工作曲线；根据样品溶液中多环芳烃峰面积和相应内标峰面积之比，依据工作曲线，得到样品中多环芳烃的含量；
优选地，所述计算公式为
Figure BDA0002564978290000112
其中，x为目标物与内标物的峰面积之比，m为样品中目标物的含量(单位为ng/g或ng/支)，a和b为工作曲线中的斜率和截距，均由工作曲线求出，V为提取液的体积(单位为mL)，n为样品质量或数量(单位为克或支)；
优选地，所述方法中，检测限和定量限为多环芳烃信噪比(S/N)为3和10时所对应的浓度。
本发明采用了灵敏度高、特异性强的串联质谱检测器。为了获取较高的灵敏度，本发明对目标分析物的多反应监测参数进行了优化，包括定量离子对和碰撞能量等。以苯并[a]芘为例说明优化的过程，如图1所示，首先对苯并[a]芘进行全扫描(扫描范围为29-252)并确定母离子(252)，接着在不同碰撞能(10-50eV)下进行子离子扫描(扫描范围为29-252)，通过比较不同碰撞能量下的子离子信号响应，确定其定量离子对为252.0>250.0，相应的碰撞能为30.0eV。通过对其它17种目标化合物进行同样操作，最终得到多反应监测参数优化结果如图2所示，采用的18种多环芳烃化合物的多反应参数如表1所示。
由于固相萃取柱中吸附剂(即填料)的质量是影响净化效果的关键因素之一，因此我们对吸附剂的质量进行了优化。发明人在实验摸索中发现，当目标分析物的数量较多且结构较为相近时，由于竞争吸附作用及目标分析物与吸附剂之间的作用力强弱不同，并不是所有目标分析物的萃取效率都会随着吸附剂质量的增加而提高。在这个过程中，发明人结合本发明的一种实施方式，根据多环芳烃的环数不同给出了4种代表性化合物的考察结果，结果如图3所示，其中，吸附剂的质量在50-1000mg范围内，随着吸附剂质量不断提高，目标分析物的峰面积总体上不断提高，当吸附剂的质量达到500mg时，继续增加吸附剂质量，不多于五环的多环芳烃的峰面积提高不明显，而六环的多环芳烃的峰面积则出现下降。综合考虑不同目标分析物与吸附剂之间的相互作用、目标分析物的萃取效果和吸附剂用量，本发明中将吸附剂的用量确定为50-1000mg，优选200-500mg，更优选500mg。发明人结合本发明的另一种实施方式，基于相同的考察，发现吸附剂在20-200mg范围内，随着吸附剂质量不断提高，目标分析物的峰面积总体上不断提高，当吸附剂的质量达到60mg时，继续增加吸附剂质量，不多于五环的多环芳烃的峰面积提高不明显，而六环的多环芳烃的峰面积则出现下降。综合考虑目标分析物的萃取效果和吸附剂用量，本发明中将吸附剂的用量为20-200mg，优选50-100mg，更优选60mg。
本发明采用特定的固相萃取柱对样品提取液进行净化，尤其，本发明采用HiCaptBenzo(苯并[a]芘专用固相萃取柱)或StrataTM-X聚合物固相萃取(SPE)小柱对样品提取液进行净化时，由于固相萃取填料和多环芳烃之间可以发生π-π、电荷转移等多种相互作用力，因此可以和多环芳烃之间发生特异性强的相互作用，再用气相色谱-串联质谱仪或气相色谱-质谱仪对净化液进行分析，最后采用内标法测定烟草、主流烟气、加热不燃烧卷烟中多环芳烃的含量。本发明的方法克服了现有测定技术中对样品不净化或者净化没有选择性、净化效率不高、没有通用测定方法等不足，针对不同样品提取物的特点和目标分析物的性质，改进了测试方法，优化了影响前处理效率的固相萃取操作条件和检测灵敏度的串联质谱多反应监测条件，具有净化效率高、灵敏度高、适用范围广等优点，能极大提高测试效率、降低仪器维护成本。
附图说明
以下，将结合附图对本发明作进一步说明：
图1为苯并[a]芘的多反应监测参数优化过程。
图2为目标分析物的多反应监测参数优化结果。
图3为吸附剂用量对萃取效果的考察结果。
图4为实施例1中采用气相色谱-串联质谱分析得到的目标物的总离子色谱图。
图5为实施例1中采用气相色谱-质谱分析得到的目标物的总离子色谱图。
图6为实施例1中采用本发明方法与无净化方法测定得到的B[a]P的离子色谱图。
图7为实施例5中采用气相色谱-串联质谱分析得到的目标物的总离子色谱图。
图8为实施例8中采用气相色谱-串联质谱分析得到的目标物的总离子色谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步阐述。应当理解，本发明给出的实施例仅用于说明本发明，并不用于限制本发明的范围。
下述实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。
此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1
无烟气烟草制品中多环芳烃的测定方法，包括以下步骤：
步骤(1):标准系列溶液的配制：以甲苯/异辛烷(50/50，v/v)为溶剂，以18种多环芳烃(B[c]F、B[c]PA、B[a]A、CP[cd]P、CHR、5MC、B[b]F、B[k]F、B[j]F、B[j]A、B[a]P、DB[ah]A、I[cd]P、B[ghi]P、DB[al]P、DB[ae]P、DB[ai]P和DB[ah]P)的标准品和9种同位素内标(B[a]A-d12、CHR-d12、B[b]F-d12、B[k]F-d12、B[a]P-d12、DB[ah]A-d14、I[cd]P-d12、B[ghi]P-d12和DB[ai]P-d14)的标准品为溶质，配制不同浓度的标准系列溶液；所述标准系列溶液中18种多环芳烃的浓度梯度均为0.2、0.5、2.0、10.0、50、125.0和250.0ng/mL，且标准系列溶液中CHR-d12、B[b]F-d12、B[k]F-d12、B[a]P-d12、DB[ah]A-d14、I[cd]P-d12或B[ghi]P-d12的浓度分别为50ng/mL，DB[ai]P-d14的浓度为150ng/mL。
其中，B[c]F、B[c]PA、B[a]A和CP[cd]P所使用的同位素内标为B[a]A-d12，CHR和5MC所使用的同位素内标是CHR-d12，B[b]F所使用的同位素内标是B[b]F-d12，B[k]F、B[j]F和B[j]A所使用的同位素内标是B[k]F-d12，B[a]P所使用的同位素内标是B[a]P-d12，I[cd]P所使用的同位素内标是I[cd]P-d12，DB[ah]A所使用的同位素内标是DB[ah]A-d14，B[ghi]P所使用的同位素内标是B[ghi]P-d12，DB[al]P、DB[ae]P、DB[ai]P和DB[ah]P所使用的同位素内标是DB[ai]P-d14。
步骤(2):无烟气烟草制品样品提取液的制备：称取1.0g无烟气烟草制品，依次加入150μL步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和30mL正己烷后进行超声提取30min，再以转速为10000rpm离心5min，取上层清液即为样品提取液，备用。
步骤(3)：样品提取液的净化(样品溶液的制备)：将HiCapt Benzo苯并[a]芘专用固相萃取填料依次用4.0mL甲苯和2.0mL正己烷活化，然后将样品提取液加入苯并[a]芘专用固相萃取柱(500mg/6mL)中，在自然重力作用下流经固相萃取柱；等样品提取液完全流出后，用3.0mL乙酸乙酯/正己烷(50/50，v/v)清洗吸附了目标物和干扰物质的填料，并吸出或挤出其中的清洗液；再用3.0mL甲苯解吸；将解吸液于35℃下用缓慢氮气流浓缩至0.2mL，转移至内置衬管的色谱瓶中，待测。
步骤(4)：标准系列溶液和样品溶液在相同条件下进行气相色谱-串联质谱分析(GC-MS/MS法)，条件为：色谱柱为DB-EUPAH(20m×0.18mm,0.14μm)；色谱柱升温程序为：初始温度110℃，保持0.8min，以70℃/min升至180℃，再以7℃/min升至230℃并保持6min，再以40℃/min升至280℃并保持5min，再以5℃/min升至300℃，再以25℃/min升至335℃并保持4min，运行时间为30.6min；溶剂延迟时间为6min；采用不分流进样方式，进样量为2μl；以高纯He为载气，载气流量为1.8mL/min；进样口温度：325℃；四极杆温度和离子源温度分别为180和340℃，传输线温度为350℃；质谱电离源为EI源；电离电压为70ev；多反应监测模式，碰撞气为Ar，压力为200kPa；目标分析物及内标的保留时间多反应监测参数如表1所示。在该条件下，得到的目标物的色谱图如图4所示，多环芳烃含量如表2所示。
表1.目标分析物及内标的保留时间多反应监测参数表
Figure BDA0002564978290000151
Figure BDA0002564978290000161
此外，步骤(4)也可以采用气相色谱-质谱仪(GC-MS法)分析步骤(1)得到的标准系列溶液和步骤(3)得到的样品提取液，分析其中多环芳烃含量。其中，所述条件为：监测模式为选择离子监测，其中，选择离子监测的定量离子为进行气相色谱-串联质谱分析时多反应监测模式中定量离子对的母离子，定性离子为进行气相色谱-串联质谱分析时多反应监测模式中定量离子对的子离子，其余参数条件与气相色谱-串联质谱进行分析时相同。在该条件下，得到的目标物的色谱图如图5所示，测定多环芳烃含量结果如表2所示，两种方法(GC-MS/MS法和GC-MS法)检测结果不存在显著差异。
采用上述两种方法对该无烟气烟草制品中的多环芳烃含量进行了测定，结果如表2所示，在该样品中一共检测到10种多环芳烃，其含量介于3.0-33.0ng/g之间。
为了考察方法的准确性，在样品中添加不同浓度的标样，之后用本发明方法进行分析，将所得的峰面积之比代入目标分析物的标准工作曲线计算所测得的浓度，并与实际添加量相比得到相对回收率。如表2所示，不同浓度下目标分析物的相对回收率介于75.2-114.4％之间，表明方法的准确性良好，可以满足日常烟草中多环芳烃分析的要求。表2.不同检测方法测定下某无烟气烟草制品的中多环芳烃的含量结果及不同浓度下的回
收率
Figure BDA0002564978290000162
Figure BDA0002564978290000171
步骤(5)样品中多环芳烃的定量：由多环芳烃的峰面积和内标峰面积之比进行定量。具体操作过程为：以标准系列溶液中多环芳烃的峰面积和相应内标峰面积之比为纵坐标，标准系列溶液中多环芳烃的浓度为横坐标，绘制工作曲线，见表3，其中本发明方法的检测限和定量限为多环芳烃信噪比(S/N)为3和10时所对应的浓度；根据样品溶液中多环芳烃峰面积和相应内标峰面积之比，依据工作曲线，得到样品中多环芳烃的含量，其计算公式为
Figure BDA0002564978290000172
其中x为目标物与内标物的峰面积之比，m为样品中目标物的含量(单位为ng/g或ng/支)，a和b为工作曲线中的斜率和截距，均由工作曲线求出，V为提取液的体积(单位为mL)，n为样品质量(单位为克或支)。
表3.本发明方法的线性范围、工作曲线、检测限和定量限
Figure BDA0002564978290000173
Figure BDA0002564978290000181
为了考察该方法的重现性，配制低、中、高三种浓度(对线性范围最高为125ng/mL的目标物，低、中、高浓度分别为1、10和100ng/mL；对线性范围最高为250ng/mL的目标物，低、中、高浓度分别为5ng/mL、25ng/mL和125ng/mL)的样品，以一天内配制的4个样品进行测定，计算不同浓度下的日内相对标准偏差；以连续3天配制的样品进行测定，计算不同浓度下的日间相对标准偏差。结果如表4所示，目标分析物在不同浓度下的日内及日间精密度分别小于12.5％和12.6％，说明该方法具有较好的重现性。
表4.本发明方法的精密度
Figure BDA0002564978290000182
Figure BDA0002564978290000191
为了体现本发明的效果，发明人进行了与相同条件下样品提取液不经任何净化直接进行气相色谱-串联质谱分析的方法(简称其它方法)的比较实验，实验结果表明使用本发明所述方法测定的结果相较于其它方法定量准确度更高、干扰更少、对色谱峰的积分几乎无影响或影响被大大降低。具体地，以苯并[a]芘为例，如图6所示，经过本发明所述方法净化的样品提取液，不仅去除了样品中的干扰物质(例如无净化方法中保留时间为19.5和20.9min的化合物)，而且提高了目标分析物的定量准确度，去除或大大减少了干扰物质对苯并[a]芘色谱峰的积分。
同时，发明人还与相同条件下使用其它净化方法(例如固相微萃取)相比，除了本发明的方法具有样品前处理简单、无记忆效应等优点，实验发现本方法的吸附剂容量更大，对目标分析物有更好的富集效果，灵敏度更高，检测到的目标分析物的数量更多。
此外，发明人还与相同条件下结合以下净化方式的方法进行了比较，其中所述净化方法为：将样品提取液用2mL正己烷溶解，涡混1min，得待净化样品液；在固相萃取柱(Synmetry C18柱)中依次加入5mL丙酮、2mL正己烷活化；将待净化样品液加入到活化后的固相萃取柱中，流出液弃去；待净化样品液完全流出后，用6mL淋洗液(异丙醇/正己烷＝1：4(v/v))淋洗，淋洗液弃去，将小柱抽干；用6mL的丙酮对抽干后的小柱内物质进行解吸，收集解吸液；解吸液用氮气吹干，加入异丙醇1mL混匀，得到净化的样品提取液。实验发现本发明的方法相较于该方法检测更为灵敏，检测到的目标分析物的数量更多，发明人分析原因可能在于：该方法没有充分考虑不同目标分析物的竞争吸附作用，不适合复杂的多目标分析物的检测，无法保证所有的化合物都能得到最佳的富集和净化效果，因此导致实际的检测到的目标分析物的数量很少，结果不全面、不准确。另外，异丙醇在一定程度会毁损损坏方法中的气相色谱柱，而且其粘度太大不宜进样，因此通常情况下，异丙醇不宜作为溶剂进入气相色谱仪中，而该方法使用了异丙醇，因此在一定程度上也会影响检测结果。
此外，与上述净化方法相比，本发明的方法处理一个样品可分别减少使用活化剂1-4mL、清洗剂1.7-3mL以及解吸溶剂3-5mL，其减少比例分别为14.2-57.1％、28.3-50％和50-83％，极大降低了对环境的污染和测试成本，提高了测试效率。
实施例2
无烟气烟草制品中的多环芳烃的测定，包括以下步骤：
步骤(1):标准系列溶液的配制：同实施例1步骤(1)；
步骤(2):无烟气烟草制品样品提取液的制备：称取1.0g无烟气烟草制品(与实施例1同批次)，置于50mL具塞离心管中，精确至0.1mg，准确加入0.1mL一级混合内标溶液和10.0mL甲醇，置于恒温振荡器上以200rpm的速率萃取30min，静置5min后，置于离心机上在10000r/min下离心5min，分别取清液备用。
步骤(3):样品提取液的净化(样品溶液的制备)：StrataTM-X聚合物固相萃取(SPE)小柱(60mg/3mL)用3.0mL甲醇活化，然后将6.0mL样品提取液在自然重力作用下流经固相萃取柱，再依次用2.0mL甲醇/水溶液(50/50，v/v)、2.0mL异丙醇和0.3mL正己烷清洗固相萃取小柱，弃去清洗液后以1.0mL甲苯/异辛烷溶液(50/50，v/v)洗脱固相萃取柱。收集所有洗脱液，待测。
步骤(4):标准系列溶液和样品溶液在相同条件下进行气相色谱-串联质谱分析(GC-MS/MS法)，方法同实施例1；
步骤(5):样品中多环芳烃的定量：方法同实施例1。
经分析，多环芳烃含量结果如表5所示。
表5.某无烟气烟草制品中多环芳烃的测定结果
Figure BDA0002564978290000201
Figure BDA0002564978290000211
实施例3
无烟气烟草制品中的多环芳烃的测定，包括以下步骤：
步骤(1):标准系列溶液的配制：同实施例1中的步骤(1)；
步骤(2):无烟气烟草制品样品提取液的制备：称取1.0g无烟气烟草制品(与实施例1同批次)，置于50mL具塞离心管中，精确至0.1mg，准确加入0.1mL一级混合内标溶液和10.0mL正己烷，置于恒温振荡器上以200rpm的速率萃取30min，静置5min后，置于离心机上在10000r/min下离心5min，分别取清液备用。
步骤(3):样品提取液的净化(样品溶液的制备)：将HiCapt Benzo苯并[a]芘专用固相萃取填料依次用4.0mL甲苯和2.0mL正己烷活化，然后将样品提取液加入苯并[a]芘专用固相萃取柱(500mg/6mL)中，在自然重力作用下流经固相萃取柱；等样品提取液完全流出后，用3.0mL乙酸乙酯/正己烷(50/50，v/v)清洗吸附了目标物和干扰物质的填料，并吸出或挤出其中的清洗液；再用3.0mL甲苯解吸；将解吸液于35℃下用缓慢氮气流浓缩至0.2mL，转移至内置衬管的色谱瓶中，待测。
步骤(4):标准系列溶液和样品溶液在相同条件下进行气相色谱-串联质谱分析(GC-MS/MS法)，方法同实施例1；
步骤(5):样品中多环芳烃的定量：方法同实施例1。
经分析，多环芳烃含量结果如表6所示。
表6.某无烟气烟草制品中多环芳烃的测定结果
Figure BDA0002564978290000221
实施例4
按照实施例1中所述的方法，对另外4种烟草(包括烤烟烟叶、白肋烟烟叶、卷烟填充物和加热不燃烧卷烟填充物)中的多环芳烃进行测定，经分析，多环芳烃含量结果如表7所示。
表7.不同烟草中多环芳烃的检测结果(ng/g)
Figure BDA0002564978290000222
Figure BDA0002564978290000231
实施例5
卷烟主流烟气中多环芳烃的测定，包括以下步骤：
步骤(1):标准系列溶液的配制：同实施例1步骤(1)。
步骤(2):样品提取液的制备：
卷烟主流烟气总粒相物的制备：按照GB/T 19609-2004、ISO 4387：2000规定的捕集方法分别捕集两种卷烟(两种卷烟分别标记为样品1和样品2)的主流烟气总粒相物。
卷烟主流烟气样品提取液的制备：将捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片置于50mL具塞离心管中，准确加入0.1mL一级混合内标溶液和10.0mL甲醇，置于恒温振荡器上以200rpm的速率萃取30min，静置5min后，置于离心机上在10000r/min下离心5min，分别取清液备用。
步骤(3):样品提取液的净化(样品溶液的制备)：根据实施例2步骤(3)，分别对两种卷烟主流烟气样品提取液进行净化处理，得到样品溶液1和样品溶液2。
步骤(4)：同实施例1中步骤(4)，以气相色谱-串联质谱仪分析，得到的色谱图如图7所示；
步骤(5)：同实施例1中步骤(5)。
经分析测定，两种卷烟主流烟气中多环芳烃的检测结果如表8所示。
表8.两种卷烟主流烟气中多环芳烃的检测结果(ng/cig)
Figure BDA0002564978290000241
此外，发明人使用与实施例1相同的方法考察了卷烟主流烟气中多环芳烃的测定方法的重现性、精密度以及回收率，结果表明该方法的重现性、精密度和回收率良好。
实施例6
卷烟主流烟气中多环芳烃的测定，包括以下步骤：
步骤(1)标准系列溶液的配制：同实施例1步骤(1)。
步骤(2)样品提取液的制备：
卷烟主流烟气总粒相物的制备：按照GB/T 19609-2004、ISO 4387：2000规定的捕集方法分别捕集某卷烟(与实施例5同批次)的主流烟气总粒相物。
卷烟主流烟气样品提取液的制备：在捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片中依次加入150μL混合内标和30mL正己烷后进行超声提取30min，再用转速为10000rpm离心5min，取上层清液备用。
步骤(3)样品提取液的净化(样品溶液的制备)：根据实施例1步骤(3)，对卷烟主流烟气样品提取液进行净化处理，得到样品溶液。
步骤(4)：同实施例1中步骤(4)，以气相色谱-串联质谱仪分析；
步骤(5)：同实施例1中步骤(5)。
经分析测定，卷烟主流烟气中多环芳烃的检测结果如表9所示。
表9.某种卷烟主流烟气中多环芳烃的检测结果(ng/cig)
Figure BDA0002564978290000251
Figure BDA0002564978290000261
实施例7
卷烟主流烟气中多环芳烃的测定，包括以下步骤：
步骤(1):标准系列溶液的配制：同实施例1步骤(1)。
步骤(2):样品提取液的制备：
卷烟主流烟气总粒相物的制备：按照GB/T 19609-2004、ISO 4387：2000规定的捕集方法捕集某卷烟(与实施例5同批次)的主流烟气总粒相物。
卷烟主流烟气样品提取液的制备：卷烟主流烟气样品提取液的制备：将捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片置于50mL具塞离心管中，准确加入0.1mL一级混合内标溶液和10.0mL正己烷，置于恒温振荡器上以200rpm的速率萃取30min，静置5min后，置于离心机上在10000r/min下离心5min，分别取清液备用。
步骤(3):样品提取液的净化(样品溶液的制备)：根据实施例1步骤(3)，对卷烟主流烟气样品提取液进行净化处理，得到样品溶液。
步骤(4)：同实施例1中步骤(4)，，以气相色谱-串联质谱仪分析；
步骤(5)：同实施例1中步骤(5)。
经分析测定，卷烟主流烟气中多环芳烃的检测结果如表10所示。
表10.某种卷烟主流烟气中多环芳烃的检测结果(ng/cig)
Figure BDA0002564978290000262
Figure BDA0002564978290000271
实施例8
加热不燃烧卷烟产品中多环芳烃的测定方法，包括以下步骤：
步骤(1):标准系列溶液的配制：同实施例1步骤(1)。
步骤(2):加热不燃烧卷烟样品提取液的制备：
加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的制备：将加热不燃烧烟弹的一端插入烟草加热棒中，并将烟弹滤嘴端插入含有剑桥滤片的捕集器上；打开烟草加热棒开关对烟弹进行加热，在加热过程中进行抽吸，同时捕集其气溶胶。
加热不燃烧卷烟样品提取液的制备：将捕集有加热不燃烧卷烟烟气气溶胶捕集物的滤片置于50mL具塞离心管中，准确加入0.1mL一级混合内标溶液和10.0mL甲醇，置于恒温振荡器上以200rpm的速率萃取30min，静置5min后，置于离心机上在10000r/min下离心5min，分别取清液备用。
步骤(3):样品提取液的净化(样品溶液的制备)：同实施例2中所述的步骤(3)；
步骤(4)：同实施例1中所述的步骤(4)，以气相色谱-串联质谱仪分析，得到色谱图如图8所示；
步骤(5)：同实施例1中所述的步骤(5)。
经分析测定，加热不燃烧卷烟中多环芳烃的检测结果如表11所示。
表11.某加热不燃烧卷烟产品中多环芳烃的检测结果(ng/cig)
Figure BDA0002564978290000272
Figure BDA0002564978290000281
此外，发明人使用与实施例1相同的方法考察了加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定方法的重现性、精密度以及回收率，结果表明该方法的重现性、精密度和回收率良好。
实施例9
加热不燃烧卷烟产品中多环芳烃的测定方法，包括以下步骤：
步骤(1)：标准系列溶液的配制：同实施例1步骤(1)。
步骤(2)：加热不燃烧卷烟样品提取液的制备：
加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的制备：将加热不燃烧烟弹的一端插入烟草加热棒中，并将烟弹滤嘴端插入含有剑桥滤片的捕集器上；打开烟草加热棒开关对烟弹进行加热，在加热过程中进行抽吸，同时捕集其气溶胶。
加热不燃烧卷烟样品提取液的制备：在捕集有加热不燃烧卷烟烟气气溶胶捕集物的滤片中依次加入150μL混合内标和30mL正己烷进行超声提取30min，再用转速为10000rpm离心5min，取上层清液备用。
步骤(3):样品提取液的净化(样品溶液的制备)：同实施例1中所述的步骤(3)；
步骤(4)：同实施例1中所述的步骤(4)，以气相色谱-串联质谱仪分析；
步骤(5)：同实施例1中所述的步骤(5)。
经分析测定，加热不燃烧卷烟中多环芳烃的检测结果如表12所示。
表12.某加热不燃烧卷烟产品(与实施例8同批次)中多环芳烃的检测结果(ng/cig)
Figure BDA0002564978290000291
实施例10
加热不燃烧卷烟产品中多环芳烃的测定方法，包括以下步骤：
步骤(1):标准系列溶液的配制：同实施例1步骤(1)。
步骤(2):加热不燃烧卷烟样品提取液的制备：
加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的制备：将加热不燃烧烟弹的一端插入烟草加热棒中，并将烟弹滤嘴端插入含有剑桥滤片的捕集器上；打开烟草加热棒开关对烟弹进行加热，在加热过程中进行抽吸，同时捕集其气溶胶。
加热不燃烧卷烟样品提取液的制备：将捕集有加热不燃烧卷烟烟气气溶胶捕集物的滤片置于50mL具塞离心管中，准确加入0.1mL一级混合内标溶液和10.0mL正己烷，置于恒温振荡器上以200rpm的速率萃取30min，静置5min后，置于离心机上在10000r/min下离心5min，分别取清液备用。
步骤(3):样品提取液的净化(样品溶液的制备)：同实施例1中所述的步骤(3)；
步骤(4)：同实施例1中所述的步骤(4)，以气相色谱-串联质谱仪分析；
步骤(5)：同实施例1中所述的步骤(5)。
经分析测定，加热不燃烧卷烟中多环芳烃的检测结果如表13所示。
表13.某加热不燃烧卷烟产品(与实施例8同批次)中多环芳烃的检测结果(ng/cig)
Figure BDA0002564978290000301
应当理解的是，本文所述发明不限于特定的方法学、实验方案或试剂，因为这些是可以变化的。本文所提供的论述和实例仅是为了描述特定的实施方案呈现而非意在限制本发明的范围，本发明的范围仅受到权利要求的限定。

Claims (5)

1.一种烟草、主流烟气或加热不燃烧卷烟中多环芳烃的测定方法，所述方法包括以下步骤：
(1)标准系列溶液的配制：以甲苯/异辛烷为溶剂，以多环芳烃标准品和同位素内标标准品为溶质，配制不同浓度的标准系列溶液；
其中，所述多环芳烃为苯并[c]芴(B[c]F)、苯并[c]菲(B[c]PA)、苯并[a]蒽(B[a]A)、环戊二烯[c,d]芘(CP[cd]P)、屈(CHR)、5-甲基屈(5MC)、苯并[b]荧蒽(B[b]F)、苯并[k]荧蒽(B[k]F)、苯并[j]荧蒽(B[j]F)、苯并[j]醋蒽(B[j]A)、苯并[a]芘(B[a]P)、二苯并[a,h]蒽(DB[ah]A)、茚并[1,2,3-c,d]芘(I[cd]P)、苯并[g,h,i]芘(B[ghi]P)、二苯并[a,l]芘(DB[al]P)、二苯并[a,e]芘(DB[ae]P)、二苯并[a,i]芘(DB[ai]P)和二苯并[a,h]芘(DB[ah]P)；
其中，所述同位素内标为苯并[a]蒽-d12(B[a]A-d12)、屈-d12(CHR-d12)、苯并[b]荧蒽-d12(B[b]F-d12)、苯并[k]荧蒽-d12(B[k]F-d12)、苯并[a]芘-d12(B[a]P-d12)、二苯并[a,h]蒽-d14(DB[ah]A-d14)、茚并[1,2,3-c,d]芘-d12(I[cd]P-d12)、苯并[g,h,i]芘-d12(B[ghi]P-d12)和二苯并[a,i]芘-d14(DB[ai]P-d14)；
其中，所述B[c]F、B[c]PA、B[a]A和CP[cd]P使用的同位素内标为B[a]A-d12；所述CHR和5MC使用的同位素内标为CHR-d12；所述B[b]F使用的同位素内标为B[b]F-d12；所述B[k]F、B[j]F和B[j]A使用的同位素内标为B[k]F-d12；所述B[a]P使用的同位素内标为B[a]P-d12；所述I[cd]P使用的同位素内标为I[cd]P-d12；所述DB[ah]A使用的同位素内标为DB[ah]A-d14；所述B[ghi]P使用的同位素内标为B[ghi]P-d12；所述DB[al]P、DB[ae]P、DB[ai]P和DB[ah]P素内标为DB[ai]P-d14；
其中，所述标准系列溶液中多环芳烃的浓度梯度为0.2、0.5、2.0、10.0、50、125.0和250.0ng/mL；所述每一浓度水平中CHR-d12、B[b]F-d12、B[k]F-d12、B[a]P-d12、DB[ah]A-d14、I[cd]P-d12或B[ghi]P-d12的浓度分别为50ng/mL，DB[ai]P-d14的浓度为150ng/mL；
(2)样品提取液的制备：将烟草、捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片或捕集有加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的滤片置于具塞离心管中，加入步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和第二提取液，提取、离心、取上清液即为样品提取液，备用；
其中，所述的卷烟主流烟气总粒相物按照GB/T 19609-2004、ISO 4387：2000规定的捕集方法获得；
其中，所述的加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的捕集方法包括：将加热不燃烧烟弹的一端插入烟草加热棒中，并将烟弹滤嘴端插入含有剑桥滤片的捕集器上；打开烟草加热棒开关对烟弹进行加热，在加热过程中进行抽吸，同时捕集其气溶胶；
(3)样品溶液的制备：固相萃取柱用第三活化溶剂活化，然后使在步骤(2)中得到的样品提取液在自然重力作用下流经固相萃取柱，再依次用第二清洗溶剂、第三清洗溶剂和第四清洗溶剂清洗固相萃取柱，弃去清洗液后以洗脱溶剂洗脱固相萃取柱，收集所有洗脱液，待测；
(4)将步骤(1)得到的标准系列溶液和步骤(3)得到的样品溶液在相同条件下进行气相色谱-串联质谱或气相色谱-质谱分析：
(5)多环芳烃的定量：由多环芳烃的峰面积和内标峰面积之比进行定量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述烟草包括烟叶、卷烟填充物、无烟气烟草制品；
优选地，在步骤(2)中，所述烟草的质量为0.5-2g；
优选地，在步骤(2)中，所述产生主流烟气总粒相物的卷烟支数为2-5支；
优选地，在步骤(2)中，所述产生加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的加热不燃烧卷烟为2-5支；
优选地，在步骤(2)中，所述第二提取液为甲醇或乙酸乙酯，优选为甲醇；
优选地，在步骤(2)中，所述第二提取液的体积为10-50mL；
优选地，在步骤(2)中，所述提取方式为超声或振荡；
优选地，在步骤(2)中，所述提取方式为超声时，所述步骤(2)包括将烟草、捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片或捕集有加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的滤片置于具塞离心管中，依次加入步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和10-50mL优选10mL的第二提取液后进行超声提取30min，再以转速为4000-12000rpm/min，优选10000rpm/min离心2-15min，优选5min，取上层清液即为样品提取液，备用；
优选地，在步骤(2)中，所述提取方式为振荡提取时，所述步骤(2)包括将烟草、捕集有卷烟主流烟气总粒相物的滤片或捕集有加热不燃烧卷烟气溶胶捕集物的滤片置于具塞离心管中，依次加入步骤(1)所述的同位素内标标准品的混合溶液和10-50mL优选30mL的第二提取液后，置于恒温振荡器上以50-300rpm/min，优选200rpm/min的速率萃取30min，静置，以4000-12000r/min，优选10000r/min的速度离心2-15min，优选5min，取清液即为样品提取液，备用。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述固相萃取柱为StrataTM-X聚合物固相萃取(SPE)小柱；
优选地，在步骤(3)中，所述固相萃取柱的填料的用量为20-200mg，优选为50-100mg，最优选为60mg；
优选地，在步骤(3)中，所述第三活化溶剂选自甲醇、乙腈、异丙醇中的一种或多种，优选为甲醇；
优选地，在步骤(3)中，所述第三活化溶剂的体积用量为1.0-5.0mL，优选为3.0mL；
优选地，在步骤(3)中，所述第二清洗溶剂、第三清洗溶剂和第四清洗溶剂分别独立地选自乙腈、甲醇、异丙醇、正己烷和水中的一种或多种；
优选地，在步骤(3)中，所述第二清洗溶剂、第三清洗溶剂和第四清洗溶剂的体积用量比为1-5:1-5:0.1-0.5，优选为1:1:0.15；
优选地，在步骤(3)中，所述第二清洗溶剂为甲醇/水溶液(50/50，v/v)；所述第二清洗溶剂的体积用量为2.0mL；
优选地，在步骤(3)中，所述第三清洗溶剂为异丙醇，其体积用量为2.0mL；
优选地，在步骤(3)中，所述第四清洗溶剂为正己烷，其体积用量为0.3mL；
优选地，在步骤(3)中，所述洗脱溶剂选自甲苯、乙苯、异辛烷、正己烷和环己烷中的一种或多种，优选为甲苯/异辛烷溶液(50/50，v/v)；
优选地，在步骤(3)中，所述洗脱溶剂的体积用量为0.5-3.0mL，优选为1.0mL。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，采用所述气相色谱-串联质谱进行分析时，所述参数条件为：
色谱柱为DB-EUPAH(20m×0.18mm,0.14μm)或等效柱；
色谱柱升温程序为：初始温度110℃，保持0.8min，以70℃/min升至180℃，再以7℃/min升至230℃并保持6min，再以40℃/min升至280℃并保持5min，再以5℃/min升至300℃，再以25℃/min升至335℃并保持4min，运行时间为30.6min；
溶剂延迟时间为6min；采用不分流进样方式，进样量为2μl；以高纯He为载气，载气流量为1.8mL/min；
进样口温度：325℃；四极杆温度和离子源温度分别为180和340℃，传输线温度为350℃；
质谱电离源为EI源；电离电压为70ev；多反应监测模式；碰撞气为Ar，压力为200kPa；
优选地，所述多环芳烃及同位素内标的保留时间及多反应监测参数如下表所示：
Figure FDA0002564978280000041
Figure FDA0002564978280000051
优选地，在步骤(4)中，采用所述气相色谱-质谱进行分析时，所述条件为：监测模式为选择离子监测，其中，选择离子监测的定量离子为进行气相色谱-串联质谱分析时多反应监测模式中定量离子对的母离子，定性离子为进行气相色谱-串联质谱分析时多反应监测模式中定量离子对的子离子，其余参数条件如采用所述气相色谱-串联质谱进行分析时所述。
5.根据其权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述多环芳烃的定量过程包括：以标准系列溶液中多环芳烃的峰面积和相应内标峰面积之比为纵坐标，标准系列溶液中多环芳烃的浓度为横坐标，绘制工作曲线；根据样品溶液中多环芳烃峰面积和相应内标峰面积之比，依据工作曲线，得到样品中多环芳烃的含量；
优选地，所述计算公式为
Figure FDA0002564978280000052
其中，x为目标物与内标物的峰面积之比，m为样品中目标物的含量(单位为ng/g或ng/支)，a和b为工作曲线中的斜率和截距，均由工作曲线求出，V为提取液的体积(单位为mL)，n为样品质量或数量(单位为克或支)；
优选地，所述方法中，检测限和定量限为多环芳烃信噪比(S/N)为3和10时所对应的浓度。
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