CN115856107A - 一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法，通过将样品剪碎混合均匀，称取样品置于锥形瓶，加入的硫酸水溶液水解，之后加水稀释硫酸浓度，在高压锅下继续水解n；反应后加入净化剂，将水解液定容至适当体积，经水膜过滤后，采用离子色谱法或液相色谱‑质谱法分析水解产物，内标法或外标法定量测定溶液中的半乳糖、甘露糖含量，并计算烟用纸张中的瓜尔胶含量。本发明针对离子色谱仪器管路死体积小、灵敏度高的特点，有针对性地开发了样品前处理方法，通过加入净化剂对水解液进行净化处理，降低了基质中非目标物的干扰。

Description

一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法

技术领域

本发明涉及分析测试技术领域，尤其涉及一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法。

背景技术

烟用纸张的化学成分是影响烟用纸张燃烧性质和上机适用性的重要物质基础，而植物纤维在烟用纸张产品中质量比重大、类型多、纤维素含量不一，是烟用纸张化学成分中的核心要素，因此，解析出烟用纸张样品纤维素形态(瓜尔胶和木质素等)及含量水平对于解释烟用纸张燃烧行为、不同样品间的质量差异，以及进一步研究烟用纸张上机适用性均具有重要意义。此外，建立烟用纸张中瓜尔胶的测定方法对于烟用纸张生产企业的质量控制以及采购方的原料监控同样重要。

常用液相色谱配套示差折光检测器或蒸发光散射检测器进行测定，二者属于通用型检测器，对于在目标峰附近出峰的杂质难以识别，会造成一定比例的假阳性或含量偏高；而利用离子色谱进行检测时，可以利用特定的糖分析柱本身具备一定的选择性，再加上安培检测器特有的氧化-还原电化学过程，也具备了较好的选择性，二者联合使用(糖分析柱+安培检测器)就大大降低了假阳性或含量偏高的概率，液相色谱-质谱法也是同理，将离子色谱法或液相色谱-质谱法用于烟用纸张中瓜尔胶的测定可简单、快速、准确地测定烟用纸张中瓜尔胶的含量，水解液的仪器分析可在20min内完成。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法，本发明利用离子色谱法或液相色谱-质谱法作为仪器分析手段，并配套建立相应的样品前处理方法，以期获得干净的上机溶液，减小基质对测定目标物的干扰。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法，包括以下步骤：

将样品剪碎混合均匀，称取0.1～0.5g样品置于锥形瓶，加入2～5mL 50～78％的硫酸水溶液于20～40℃下水解20～60min，之后加水稀释到硫酸浓度为1～5％，在高压锅110～130℃下继续水解20～60min；

反应后加入0.1～2％的净化剂(聚合氯化铝、聚丙烯酰胺)，将水解液定容至适当体积，经水膜过滤后，采用离子色谱法或液相色谱-质谱法分析水解产物，内标法或外标法定量测定溶液中的半乳糖、甘露糖含量，并计算烟用纸张中的瓜尔胶含量。

进一步方案为，其中色谱条件为：色谱柱填料为疏水性高聚物薄壳型阴离子交换剂；流动相为2～10mmol/L氢氧化钠水溶液，等度洗脱13～20min；柱温：20～40℃；流速：0.5～1.5mL/min；进样量：5～50μL，检测器为积分脉冲安培检测器。

进一步方案为，其中液相色谱-质谱法条件包括：色谱柱填料为亚乙基桥杂化颗粒的三键键合酰胺基；流动相选择为乙腈、水、氨水混配溶剂，等度洗脱10～30min；柱温：20～40℃；流速：0.5～1.5mL/min；进样量：5～50μL；检测器为三重四级杆检测器。

进一步方案为，内标法、外标法标准曲线按下述过程制作：配制如下5个浓度的半乳糖、甘露糖标准工作溶液(0.1mg/mL、0.5mg/mL、1mg/mL、2mg/mL和5mg/mL)，以峰面积为纵坐标，以半乳糖、甘露糖标准工作溶液的浓度为横坐标，绘制标准曲线。每次试验应制作标准曲线，每20次样品测定后应加入一个中等浓度的标准溶液，如果测得的值与原值相差超过3％，则应重新进行标准曲线的绘制。

进一步方案为，烟用纸张样品、纤维原料的水解液中半乳糖、甘露糖含量按下式进行计算：

式中：

C—由标准曲线得出的烟用纸张样品水解液中半乳糖、甘露糖的浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

C0—由标准曲线得出的空白样品中的半乳糖、甘露糖浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

V—萃取液体积，单位为毫升(mL)；

k—稀释倍数；

m—样品质量，单位为克(g)；

以两次平行测定的平均值为最终测定结果，精确至0.1mg/kg；

平行测量结果其相对平均偏差应小于10％；

若待测试样溶液的浓度超出标准工作曲线的浓度范围，则改变萃取液的稀释倍数后重新测定；

同法测出纤维本底含量，扣除本底含量后，根据脱水率乘以系数0.9计算烟用纸张中瓜尔胶含量。

本发明的有益效果在于：

本发明针对离子色谱仪器管路死体积小、灵敏度高的特点，有针对性地开发了样品前处理方法，通过加入净化剂对水解液进行净化处理，降低了基质中非目标物的干扰；

本发明根据目标化合物特点，通过对离子色谱、液相色谱-质谱的条件的优化，建立了快速分析新方法，水解液的测定可在20min内完成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本发明实施例1色谱条件下mg/L标准工作溶液色谱图；

图2：本发明实施例1色谱条件下烟用纸张水解液色谱图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

1.仪器与试剂：

半乳糖、甘露糖(纯度均大于99％，DR.E公司)、浓硫酸(优级纯95～98％，北京化工厂)；NaOH溶液(50％，赛默飞公司)；水应符合GB/T6682中一级水的规定。

ICS-5000离子色谱仪(配有积分脉冲安培检测器)、Carbo Pac PA 10色谱柱(4mm×250mm，带4mm×50mm PA 10保护柱，美国戴安公司)；0.22μm聚醚砜微孔滤膜(上海安谱)；Milli-Q超纯水机(美国Millipore公司)；BSA2245-CW电子天平(感量0.001g，赛多利斯)；烘箱101-1-BS(上海跃进医疗器械厂)。

2.样品处理：

第一步酸解：准确称取烟用纸张试样0.3g(精确至0.0001g)，量取3mL浓度为50～78％的浓硫酸，在30℃水解1小时，磁力搅拌速度为400转/分钟。

第二步酸解：将浓硫酸水解液全部转移至三角瓶，加入84ml水，将三角瓶放入高压灭菌锅，设定反应温度为121℃，反应时间为30min，反应结束后加入1％的净化剂(聚合氯化铝)，定容至250mL容量瓶中，经水膜过滤后，采用离子色谱法分析水解产物。

3.标准工作溶液：

配制如下5个浓度的半乳糖、甘露糖标准工作溶液(0.1mg/mL、0.5mg/mL、1mg/mL、2mg/mL和5mg/mL)。

4.样品测定：

测定采用的色谱条件为：色谱柱：疏水性高聚物薄壳型阴离子交换剂(4mm×250mm，带4mm×50mm保护柱)；柱温：30℃；柱流速：1.0mL/min；进样量：25μL；检测器为积分脉冲安培检测器。流动相：2mmol/L NaOH水溶液，等度洗脱13min。

各取约1mL不同浓度的标准工作溶液，按照浓度由低到高的顺序分别进行UPLC-UV测定，将测得的峰面积(y)与标准溶液的质量浓度(x，mg/L)进行线性回归分析，得到各目标化合物的标准曲线方程。

对提取后的样品进行测定，以保留时间定性，以测得目标物峰面积值，代入标准曲线方程，求得水解液中的半乳糖、甘露糖的含量；同法测出纤维本底含量，扣除本底含量后，根据脱水率乘以系数0.9计算烟用纸张中瓜尔胶含量。(水解液色谱图参见图2)

表1 样品A中各目标物的检测结果

本方法的检测限：

以3倍信噪比作为测定的检出限。测试结果表明半乳糖检测限为0.000206mg/L、甘露糖检测限为0.000375mg/L。

本方法的回收率和重复性：

采用标准加入法测定方法的回收率。称取0.3g样品，按照上述处理方法进行处理。后加入与其含量相当或略大的混合标准溶液，测定其加标回收率和重复性，重复2次，结果如表1所示。回收率范围在94.6％～109.2％之间，重复性实验RSD范围为1.7％～11.5％之间，可以满足定量分析需要。

表2 方法的回收率和重复性

实施例2：

选择另一烟用纸张样品B，采用液相色谱-质谱法进行测定。

1～3步同实例1。

4.样品测定

测定采用的色谱条件为：色谱柱：填料为亚乙基桥杂化颗粒的三键键合酰胺基(4.6mm×150mm，3.5μm)；柱温：30℃；柱流速：0.5mL/min；进样量：10μL；检测器为三重四极杆。流动相：乙腈：水：氨水为50:49.9:0.1，等度洗脱20min。检测器参数为：母离子检测的质量数为179.2、子离子检测的质量数为58.8、89.1；去簇电压(DP)-90V、碰撞能量(CE)-20V。

各取约1mL不同浓度的标准工作溶液，按照浓度由低到高的顺序分别进行UPLC-UV测定，将测得的峰面积(y)与标准溶液的质量浓度(x，mg/L)进行线性回归分析，得到各目标化合物的标准曲线方程。

对提取后的样品进行测定，以保留时间定性，以测得目标物峰面积值，代入标准曲线方程，求得水解液中的半乳糖、甘露糖的含量；同法测出纤维本底含量，扣除本底含量后，根据脱水率乘以系数0.9计算烟用纸张中瓜尔胶含量。

表3 样品B中各目标物的检测结果

使用本方法可简单、快速、准确地测定烟用纸张中瓜尔胶的含量，水解液的仪器分析可在20min内完成。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

将样品剪碎混合均匀，称取0.1～0.5g样品置于锥形瓶，加入2～5mL 50～78％的硫酸水溶液于20～40℃下水解20～60min，之后加水稀释到硫酸浓度为1～5％，在高压锅110～130℃下继续水解20～60min；

反应后加入0.1～2％的净化剂，将水解液定容至适当体积，经水膜过滤后，采用离子色谱法或液相色谱-质谱法分析水解产物，内标法或外标法定量测定溶液中的半乳糖、甘露糖含量，并计算烟用纸张中的瓜尔胶含量。

2.如权利要求1所述的一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法，其特征在于，其中色谱条件为：色谱柱填料为疏水性高聚物薄壳型阴离子交换剂；流动相为2～10mmol/L氢氧化钠水溶液，等度洗脱13～20min；柱温：20～40℃；流速：0.5～1.5mL/min；进样量：5～50μL，检测器为积分脉冲安培检测器。

3.如权利要求1所述的一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法，其特征在于，其中液相色谱-质谱法条件包括：色谱柱填料为亚乙基桥杂化颗粒的三键键合酰胺基；流动相选择为乙腈、水、氨水混配溶剂，等度洗脱10～30min；柱温：20～40℃；流速：0.5～1.5mL/min；进样量：5～50μL；检测器为三重四级杆检测器。

4.如权利要求1所述的一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法，其特征在于，内标法、外标法标准曲线按下述过程制作：配制如下5个浓度的半乳糖、甘露糖标准工作溶液，以峰面积为纵坐标，以半乳糖、甘露糖标准工作溶液的浓度为横坐标，绘制标准曲线。每次试验应制作标准曲线，每20次样品测定后应加入一个中等浓度的标准溶液，如果测得的值与原值相差超过3％，则应重新进行标准曲线的绘制。

5.如权利要求1所述的一种烟用纸张中瓜尔胶含量的测定方法，其特征在于，烟用纸张样品、纤维原料的水解液中半乳糖、甘露糖含量按下式进行计算：

式中：

C—由标准曲线得出的烟用纸张样品水解液中半乳糖、甘露糖的浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

C0—由标准曲线得出的空白样品中的半乳糖、甘露糖浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

V—萃取液体积，单位为毫升(mL)；

k—稀释倍数；

m—样品质量，单位为克(g)；

以两次平行测定的平均值为最终测定结果，精确至0.1mg/kg；

平行测量结果其相对平均偏差应小于10％；

若待测试样溶液的浓度超出标准工作曲线的浓度范围，则改变萃取液的稀释倍数后重新测定；

同法测出纤维本底含量，扣除本底含量后，根据脱水率乘以系数0.9计算烟用纸张中瓜尔胶含量。

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