CN112684034A

CN112684034A - 一种基于hplc-qtof ms技术检测烟草及烟草制品的非靶向分析方法

Info

Publication number: CN112684034A
Application number: CN202011438855.4A
Authority: CN
Inventors: 陈满堂; 王昇; 陈黎; 潘立宁; 刘瑞红; 余晶晶; 王冰; 刘克建; 谢复炜; 刘绍锋; 聂聪; 刘惠民
Original assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Current assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-04-20

Abstract

一种基于高效液相色谱‑四级杆飞行时间质谱（HPLC‑QTOF MS）技术检测烟草及烟草制品的非靶向分析方法，是将样品采用溶剂萃取后离心，并经有机相滤膜过滤，取滤液进行分析，样品经液相色谱柱分离后进入四级杆飞行时间质谱测定，实现烟草及烟草制品中初生和次生代谢物的全成分分析。本发明首次将HPLC‑QTOF MS技术应用于烟草及烟草制品的非靶向分析，尤其适用于烟草及烟草制品中大分子、难挥发物质的分析，并利用飞行时间质谱分辨率高的特点解决了色谱峰解析的难题。本发明相比现有技术的优点在于：可对烟草及烟草制品复杂样品的化学成分进行方便、快速、准确、全面的分析，为烟草及烟草制品风格特征剖析和质量安全监控提供了一种可靠、稳定、全新的方法。

Description

一种基于HPLC-QTOF MS技术检测烟草及烟草制品的非靶向分析方法

技术领域

本发明属于烟草分析检测技术领域，具体涉及一种基于HPLC-QTOF MS技术检测烟草及烟草制品的非靶向分析方法。

背景技术

烟草是世界上最广泛种植的商业性非食物叶用经济作物，属于嗜好性消费品，其质量决定着烟草及烟草制品的经济价值。采用分级因素和评吸的感官方式鉴定烟草及烟草制品的外观质量和内在质量具有一定的主观性和随意性。考虑到外观质量和内在质量是烟草化学成分在外观特征和烟气特征上的表现，且这种表现具有一定的规律性和普遍性，烟草化学成分是决定烟草质量的内在因素。不同产地、部位的烟草化学成分有显著差异，这使得烟草制品具有特定的风格特征。此外，随着公众对“吸烟与健康”问题的关注，烟草及烟草制品中烟草特有亚硝胺和农药残留等有害成分的监测已成为烟草制品质量控制中的重要内容。因此，获得全面系统的烟草及烟草制品化学成分数据对于烟草及烟草制品的风格特征剖析和质量安全监控具有重要意义。

目前烟草及烟草制品化学成分的检测主要是基于针对包括烟碱、糖、多酚、有机酸、茄尼醇、次级生物碱和氨基酸等常规化学成分、香精香料等添加剂以及烟草特有亚硝胺和农药残留等有害成分在内的特定化学成分的靶向方法。由于烟草及烟草制品的成分很复杂，受样品基质干扰、检测器灵敏度不足等问题制约，常规靶向方法覆盖的化学成分数量较为有限，且一般需要基于特定甚至是繁琐的前处理技术，这不利于全面系统了解烟草及烟草制品的化学成分。四级杆飞行时间质谱分辨率高的特点解决了色谱峰解析的难点，可在无标准品时对未知物进行准确筛查，并基于谱图库实现其准确定性。此外，四级杆飞行时间质谱对色谱的分离要求也较低，在降低样品前处理难度的同时也可实现复杂样品中各化学成分的区分。因此，迫切需要建立一种基于四级杆飞行时间质谱的检测方法用于烟草及烟草制品化学成分的非靶向分析。

发明内容

本发明的目的是针对以上现有问题而提供的一种基于HPLC-QTOF MS技术检测烟草及烟草制品的非靶向分析方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于HPLC-QTOF MS技术检测烟草及烟草制品的非靶向分析方法，该方法是将样品采用溶剂萃取后离心，并经有机相滤膜过滤，取滤液进行分析，样品经液相色谱柱分离后进入四级杆飞行时间质谱测定，实现烟草及烟草制品中初生和次生代谢物的全成分分析，具体步骤如下：

(1)样品前处理：

准确称取10～200mg样品于50mL具盖离心管中，再准确加入1～40mL溶剂萃取，振荡2～20min后离心，经有机相滤膜过滤，取滤液进行分析。

(2)样品分析：

色谱条件：色谱柱为反相色谱柱；柱温：40℃；流动相A：含0.1％甲酸的乙酸铵(5mmol/L)溶液，流动相B：乙腈；梯度洗脱；流速：0.3mL/min；进样体积：10μL。

质谱条件：ESI源；正/负离子模式分别扫描；离子源温度：500℃；簇裂解电压：40V；碰撞能量：10V；喷雾电压：+5500V/-4500V；雾化气压力：55psi；气帘气压力：35psi；辅助气压力：50psi；扫描范围：m/z 100～1000。

在本发明中，样品前处理中的所述的萃取溶剂可为甲醇、水或两者的混合溶剂等。样品离心前要充分振荡，可选择的振荡方式为涡旋振荡、超声振荡或机械振荡。

色谱条件中所述的反相色谱柱为Atlantis@T3柱(柱长150mm，内径2.1mm，固定相颗粒3μm)。所述的梯度洗脱条件为0～1min，97％A；1～1.5min，97％～85％A；1.5～18min，85％～2％A；18～25min，2％A；25～25.1min，2％～97％A；25.1～35min，97％A。

总体而言，与现有检测方法相比，本发明具有以下技术优势：

1、本发明首次将HPLC-QTOF MS技术应用于烟草及烟草制品的非靶向分析，尤其适用于烟草及烟草制品中大分子、难挥发物质的分析，并利用飞行时间质谱分辨率高的特点解决了色谱峰解析的难题，可对烟草及烟草制品复杂样品的化学成分进行方便、准确、全面的分析，为烟草及烟草制品的风格特征剖析和质量安全提供了一种可靠、稳定、全新的方法。

2、本发明的一个更重要的特征是为了在提取过程中不具有化合物选择性，这也是和目前靶向分析方法的一个很大区别；目前烟草及烟草制品的分析多为靶向分析方法，所检测的化合物极为有限，且操作繁琐、耗时较长，这严重限制了烟草及烟草制品的成分分析，该方法能够对烟草及烟草制品的化学成分进行方便、准确、全面的分析，为烟草及烟草制品风格特征剖析和质量安全监控提供了一种可靠、稳定、全新的方法。

3、本方法前处理简单，样品测定及分析效率高，适用于大批量样品的高通量分析。

附图说明

图1：实施例中烟叶正离子模式的提取离子流图。

图2：实施例中烟叶负离子模式的提取离子流图。

具体实施方式

结合实施例及附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

(1)样品前处理：

准确称取20mg烟叶于50mL具盖离心管中，再准确加入20mL 50％甲醇+水溶液萃取(即甲醇和水各占50％)，涡旋振荡10min后离心，经有机相滤膜过滤，取滤液进行分析。

(2)样品分析：

色谱条件：色谱柱为Atlantis@T3柱(柱长150mm，内径2.1mm，固定相颗粒3μm)；柱温：40℃；流动相A：含0.1％甲酸的乙酸铵(5mmol/L)溶液，流动相B：乙腈；梯度洗脱条件为0～1min，97％A；1～1.5min，97％～85％A；1.5～18min，85％～2％A；18～25min，2％A；25～25.1min，2％～97％A；25.1～35min，97％A；流速：0.3mL/min；进样体积：10μL。

实施例2

选择一种烟叶样品，按照实施例1所述的分析方法，对样品中的初生和次生代谢物进行非靶向分析，结果如表1所示。

表1实施例中烟叶的非靶向分析结果

Claims

1.一种基于高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱（HPLC-QTOF MS）技术检测烟草及烟草制品的非靶向分析方法，其特征在于：该方法是将样品采用溶剂萃取后离心，并经有机相滤膜过滤，取滤液进行分析，样品经液相色谱柱分离后进入四级杆飞行时间质谱测定，实现烟草及烟草制品中初生和次生代谢物的全成分分析，具体步骤如下：

（1）样品前处理：

准确称取10～200 mg样品于50 mL具盖离心管中，再准确加入1～40 mL 溶剂萃取，振荡2～20 min后离心，经有机相滤膜过滤，取滤液进行分析；

（2）样品分析：

色谱条件：色谱柱为反相色谱柱；柱温：40 ^oC；流动相A：含0.1%甲酸的乙酸铵溶液，流动相B：乙腈；梯度洗脱；流速：0.3 mL/min；进样体积：10 μL；

质谱条件：ESI源；正/负离子模式分别扫描；离子源温度：500 ^oC；簇裂解电压：40 V；碰撞能量：10 V；喷雾电压：+5500 V / -4500 V；雾化气压力：55 psi；气帘气压力：35 psi；辅助气压力：50 psi；扫描范围：m/z 100~1000。

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述溶剂为甲醇、水或两者的混合溶剂。

3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述振荡方式为涡旋振荡、超声振荡或机械振荡。

4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述反相色谱柱为Atlantis@T3柱，柱长150 mm，内径2.1 mm，固定相颗粒3 μm。

5.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述梯度洗脱条件为0～1 min，97%A；1～1.5 min，97% ～ 85% A；1.5 ～ 18 min，85% ～ 2% A；18 ～ 25 min，2%A; 25 ～25.1 min，2% ～ 97% A；25.1 ～ 35 min，97%A。

6.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：乙酸铵溶液的浓度为5 mmol/L。

7.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述烟草及烟草制品为烟叶或烟丝。