CN205910161U

CN205910161U - 一种多维液相色谱质谱联用装置

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Publication number: CN205910161U
Application number: CN201620827261.5U
Authority: CN
Inventors: 陈敏; 刘百战; 王磊君; 吴达
Original assignee: Shanghai Tobacco Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Tobacco Group Co Ltd
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2026-08-02

Abstract

本实用新型属于卷烟主流烟气中重要化学成分分析的技术领域，涉及一种多维液相色谱质谱联用装置。本实用新型提供一种多维液相色谱质谱联用装置，包括有经管线依次连通的第一维液相色谱泵、第一维色谱柱、紫外检测器、第二维捕集柱、第二维液相色谱泵、第二维色谱柱、质谱仪。本实用新型提供的一种多维液相色谱质谱联用装置，整个装置为全在线连接，可以避免离线处理的损失和干扰，其检测通量高、灵敏度高、检测简便快捷，满足实际样品的检测要求。

Description

一种多维液相色谱质谱联用装置

技术领域

本实用新型属于卷烟主流烟气中重要化学成分分析的技术领域，涉及一种多维液相色谱质谱联用装置，具体涉及一种分析卷烟烟气中亚硝胺类化合物释放量的多维液相色谱质谱联用装置。

背景技术

烟草特有亚硝胺(TSNAs，Tobacco-Specific Nitrosamines)是发现仅存在于烟草和烟气中的非挥发性亚硝胺。烟草特有亚硝胺是在烟草调制过程中通过烟草生物碱硝化作用形成的。烟草特有亚硝胺(TSNAs)主要包括是4-(N-甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基降烟碱(NNN)、N-亚硝基假木贼碱(NAB)和N-亚硝基新烟碱(NAT)，其结构如下图。

其中，NNN和NNK被国际癌症研究署(IARC)认定为一类致癌物，而NAB和NAT被证实对动物有致癌性。由于卷烟烟气有超过五千种成分且组成复杂，目前主流的方法主要有高效气相色谱-热能分析(GC-TEA)法和液相色谱质谱联用法(LC-MS)。但是，GC-TEA法存在前处理步骤烦琐、样品分析时间长等缺点，而LC-MS法有基质干扰严重，方法的灵敏度、检测限较低等问题。因此，有必要对卷烟烟气中亚硝胺的测定装置进行进一步的研究。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种多维液相色谱质谱联用装置，用于解决现有技术中缺乏灵敏度高、抗干扰能力强的分析卷烟烟气中特有亚硝胺释放量的装置的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种多维液相色谱质谱联用装置，包括有经管线依次连通的第一维液相色谱泵、第一维色谱柱、紫外检测器、第二维捕集柱、第二维液相色谱泵、第二维色谱柱、质谱仪。

优选地，所述多维液相色谱质谱联用装置还包括有进样二位六通阀，所述进样二位六通阀设有第1接口、第2接口、第3接口、第4接口、第5接口、第6接口，所述第4接口为进样口，所述第4接口经管线依次连通第5接口、第2接口、第3接口，由第3接口经管线连通第一维液相色谱泵的进样端，所述第1接口经管线连通第一维液相色谱泵的出样端，所述第6接口经管线连通第一维色谱柱，所述第1接口与第6接口相连通。

优选地，所述多维液相色谱质谱联用装置还包括有连通阀，所述连通阀为二位十通阀或二位六通阀。

更优选地，所述二位十通阀设有第1接口、第2接口、第3接口、第4接口、第5接口、第8接口、第9接口、第10接口，所述第1接口与第10接口相连通，所述第1接口经管线与紫外检测器的出样端相连通，所述第10接口经管线与第二维捕集柱的进样端相连通，所述第二维捕集柱的出样端经管线依次连通第3接口、第2接口、第二维液相色谱泵的进样端，所述第二维液相色谱泵的出样端经管线依次连通第9接口、第8接口、第5接口、第4接口、第二维色谱柱进样端，所述第二维色谱柱的出样端经管线与质谱仪相连通。所述二位十通阀中将第8接口与第5接口短接后，即第9接口与第4接口直接连接，其结构与所述二位六通阀相同，但是预留第8接口、第5接口可以在需要两个捕集柱切换时使用。

更优选地，所述二位六通阀设有第1接口、第2接口、第3接口、第4接口、第9接口、第10接口，所述第1接口与第10接口相连通，所述第1接口经管线与紫外检测器的出样端相连通，所述第10接口经管线与第二维捕集柱的进样端相连通，所述第二维捕集柱的出样端经管线依次连通第3接口、第2接口、第二维液相色谱泵的进样端，所述第二维液相色谱泵的出样端经管线依次连通第9接口、第4接口、第二维色谱柱进样端，所述第二维色谱柱的出样端经管线与质谱仪相连通。

优选地，所述第一维液相色谱泵为常规液相色谱泵，具体为Waters ACQUITY UPLC系统的液相色谱泵。

优选地，所述第一维色谱柱为强阳离子交换色谱(SCX)柱，具体为WatersSpherisorb S5SCX柱(5μm,4.6×150mm i.d.)。

优选地，所述紫外检测器为常规液相色谱的紫外检测器，具体为Waters ACQUITYUPLC系统的紫外检测器。

优选地，所述第二维捕集柱为常规C18柱，具体为Waters Cortecs C18柱(2.7μm,2.1×10mm i.d.)。

优选地，所述第二维液相色谱泵为常规液相色谱泵，具体为AgilentTechnologies 1260Infinity系统的液相色谱泵。

优选地，所述第二维色谱柱为反相色谱C18柱，具体为Waters Cortecs C18(2.7μm,2.1×150mm i.d.)。

优选地，所述多维液相色谱质谱联用装置中的第一维液相色谱泵、第一维色谱柱、紫外检测器、第二维捕集柱、第二维液相色谱泵、第二维色谱柱、质谱仪要相匹配。所述匹配是指上述各部件经连通后作为一个整体使用时，能够有效运行。

更优选地，所述第一维液相色谱泵、第一维色谱柱、紫外检测器要相匹配。所述匹配是指上述各部件经连通后作为一个整体使用时，所述第一维液相色谱泵、第一维色谱柱、紫外检测器能够有效运行，具体可使用同一家公司生产的仪器。

优选地，所述第二维液相色谱泵、第二维色谱柱要相匹配。所述匹配是指上述各部件经连通后作为一个整体使用时，所述第二维液相色谱泵、第二维色谱柱能够有效运行，具体可使用同一家公司生产的仪器。

优选地，所述质谱仪为常规的三重四极杆质谱仪，具体为Agilent Technologies6460Triple Quad MS。

如上所述，本实用新型的一种多维液相色谱质谱联用装置，采用在线多维液相色谱与质谱联用来分析卷烟烟气中亚硝胺释放量，包括第一维强阳离子交换色谱分离除去烟气中影响亚硝胺准确定量的干扰物质、第二维反相色谱分离得到TSNAs以及采用质谱系统进行TSNAs类物质的定量分析，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的一种多维液相色谱质谱联用装置，整个装置为全在线连接，可以避免离线处理的损失和干扰。

(2)本实用新型提供的一种多维液相色谱质谱联用装置，第一维SCX分离可有效除去烟气中影响亚硝胺准确定量的干扰物质。

(3)本实用新型提供的一种多维液相色谱质谱联用装置，检测通量高、灵敏度高、检测简便快捷，其中的色谱系统、质谱系统、色谱柱、连通阀(可在六通阀与十通阀之间更换)可根据需要进行更换，满足实际样品的检测要求。

附图说明

图1显示为本实用新型的一种多维液相色谱质谱联用装置的整体结构示意图。

图中，

1、第一维液相色谱泵，

2、进样二位六通阀，

21、第1接口，

22、第2接口，

23、第3接口，

24、第4接口，

25、第5接口，

26、第6接口，

3、第一维色谱柱，

4、紫外检测器，

5、第二维捕集柱，

6、连通阀，

61、第1接口，

62、第2接口，

63、第3接口，

64、第4接口，

65、第5接口，

66、第8接口，

67、第9接口，

68、第10接口，

7、第二维液相色谱泵，

8、第二维色谱柱，

9、质谱仪。

图2显示为两维分离后对应的TSNAs保留时间变化图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种多维液相色谱质谱联用装置，包括有经管线依次连通的第一维液相色谱泵1、第一维色谱柱3、紫外检测器4、第二维捕集柱5、第二维液相色谱泵7、第二维色谱柱8、质谱仪9。

在一个优选地实施例中，如图1所示，所述多维液相色谱质谱联用装置还包括有进样二位六通阀2，所述进样二位六通阀2设有第1接口21、第2接口22、第3接口23、第4接口24、第5接口25、第6接口26，所述第4接口24为进样口，所述第4接口24经管线依次连通第5接口25、第2接口22、第3接口23，由第3接口23经管线连通第一维液相色谱泵1的进样端，所述第1接口21经管线连通第一维液相色谱泵1的出样端，所述第6接口26经管线连通第一维色谱柱3，所述第1接口21与第6接口26相连通。

在一个优选地实施例中，所述多维液相色谱质谱联用装置还包括有连通阀6，所述连通阀为二位十通阀或二位六通阀。

进一步优选地，如图1所示，所述二位十通阀设有第1接口61、第2接口62、第3接口63、第4接口64、第5接口65、第8接口66、第9接口67、第10接口68，所述第1接口61与第10接口68相连通，所述第1接口61经管线与紫外检测器4的出样端相连通，所述第10接口68经管线与第二维捕集柱5的进样端相连通，所述第二维捕集柱5的出样端经管线依次连通第3接口63、第2接口62、第二维液相色谱泵7的进样端，所述第二维液相色谱泵7的出样端经管线依次连通第9接口67、第8接口66、第5接口65、第4接口64、第二维色谱柱8进样端，所述第二维色谱柱8的出样端经管线与质谱仪9相连通。

进一步优选地，所述二位六通阀设有第1接口61、第2接口62、第3接口63、第4接口64、第9接口67、第10接口68，所述第1接口61与第10接口68相连通，所述第1接口61经管线与紫外检测器4的出样端相连通，所述第10接口68经管线与第二维捕集柱5的进样端相连通，所述第二维捕集柱5的出样端经管线依次连通第3接口63、第2接口62、第二维液相色谱泵7的进样端，所述第二维液相色谱泵7的出样端经管线依次连通第9接口67、第4接口64、第二维色谱柱8进样端，所述第二维色谱柱8的出样端经管线与质谱仪9相连通。

在一个优选地实施例中，如图1所示，所述多维液相色谱质谱联用装置中的第一维液相色谱泵1、第一维色谱柱3、紫外检测器4、第二维捕集柱5、第二维液相色谱泵7、第二维色谱柱8、质谱仪9要相匹配。

在一个优选地实施例中，如图1所示，所述第一维液相色谱泵1、第一维色谱柱3、紫外检测器4要相匹配。所述第一维液相色谱泵1为常规液相色谱泵，具体为Waters ACQUITYUPLC系统的液相色谱泵。所述第一维色谱柱3为强阳离子交换色谱(SCX)柱，具体为WatersSpherisorb S5SCX柱(5μm,4.6×150mm i.d.)。所述紫外检测器4为常规液相色谱的紫外检测器，具体为Waters ACQUITY UPLC系统的紫外检测器。

在一个优选地实施例中，如图1所示，所述第二维捕集柱5为常规C18柱，具体为Waters Cortecs C18柱(2.7μm,2.1×10mm i.d.)。

在一个优选地实施例中，如图1所示，所述第二维液相色谱泵7、第二维色谱柱8要相匹配。所述第二维液相色谱泵7为常规液相色谱泵，具体为Agilent Technologies1260Infinity系统的液相色谱泵。所述第二维色谱柱8为反相色谱C18柱，具体为WatersCortecs C18(2.7μm,2.1×150mm i.d.)。

在一个优选地实施例中，如图1所示，所述质谱仪9为常规的三重四极杆质谱仪，具体为Agilent Technologies 6460Triple Quad MS。

下面结合图1-2，说明本实用新型中一种多维液相色谱质谱联用装置的使用过程。

烟气样品预处理：称取3.85g乙酸铵，用水完全溶解后，转移至500mL容量瓶中，加水定容得到0.1mol/L NH4Ac萃取溶液。采用专门仪器将一包某品牌香烟点燃并将烟气吸附于剑桥滤片上。将剑桥滤片准确加入到50.0mL萃取溶液中，置于超声波发生器超声萃取40min，静置5min后，取2mL萃取液置于离心机上离心5min，取1mL上层清液经0.22μm水相滤膜过滤后，移至色谱分析瓶中，即为待分析的样品溶液。

将样品溶液放入本实用新型中一种多维液相色谱质谱联用装置进行分析，即将待分析的样品溶液由进样二位六通阀2的第4接口24进入，样品溶液依次通过第5接口25、第2接口22、第3接口23，进入第一维液相色谱泵1的进样端，再由第一维液相色谱泵1的出样端经第1接口21、第6接口26进入第一维色谱柱3，在第一维色谱柱3中有效去除干扰物质后，通过紫外检测器4，进入连通阀6，通过二位十通阀的第1接口61经第10接口68进入第二维捕集柱5，再从第二维捕集柱5的出样端经第3接口63、第2接口62、第二维液相色谱泵7、第9接口67、第8接口66、第5接口65、第4接口64进入第二维色谱柱8，在第二维色谱柱8分离出TSNAs，进入质谱仪9进行测定。或者通过二位六通阀的第1接口61经第10接口68进入第二维捕集柱5，再从第二维捕集柱5的出样端经第3接口63、第2接口62、第二维液相色谱泵7、第9接口67、第4接口64进入第二维色谱柱8，在第二维色谱柱8分离出TSNAs，进入质谱仪9进行测定。

本实用新型中一种多维液相色谱质谱联用装置的具体参数如下：

1)第一维SCX分离部分：

色谱仪：Waters ACQUITY UPLC系统。

色谱柱：Waters Spherisorb S5SCX柱(5μm,4.6×150mm i.d.)。

流动相A:10mmol/L KH₂PO₄,5mmol/L H₃PO4,85％H₂O,15％CH₃CN,pH＝3；

流动相B:10mmol/L KH₂PO₄,5mmol/L H₃PO4,85％H₂O,15％CH₃CN,pH＝3,0.5mol/LKCl。

流速：1mL/min。

检测波长：230nm。

SCX洗脱程序：见下表1。上述百分比％为体积百分比。

表1

T(min)	A	B
			0	100	0
5	90	10
			5.1	60	40
10	60	40
			20	0	100
20.1	100	0
			40	100	0

2)第二维RPLC分离部分

色谱仪：Agilent Technologies 1260Infinity

反相色谱柱：Waters Cortecs C18(2.7μm,2.1×150mm i.d.)。

流动相A：95％H₂O,5％CH₃CN,5mmol NH₄Ac；

流动相B：95％CH₃CN,5％H₂O,5mmol NH₄Ac。

流速：0.25mL/min。

RPLC洗脱程序：见下表2。上述百分比％为体积百分比。

表2

t(min)	A	B
			0	100	0
10	100	0
			20	0	100
22	0	100
			22.1	100	0
25	100	0

3)质谱部分

质谱仪：Agilent Technologies 6460Triple Quad LC/MS。

MRM条件：见下表3。

表3

	母离子	子离子	Fragmentor	CE
					NNK	208.1	122.1	60	8
NAB	192.1	162.1	60	4
					NAT	190.1	160.1	60	4
NNN	178.1	148.1	50	5

4)第二维捕集柱为Waters Cortecs C18柱(2.7μm,2.1×10mm i.d.)。

采用上述多维液相色谱质谱联用装置对所得的烟气样品溶液进行卷烟烟气中亚硝胺释放量的分析测定，采用添加内标的标准曲线法对样品进行定量分析，两维分离后对应的TSNAs保留时间变化图对应情况如图2所示。

由图2可知，采用多维液相色谱质谱联用技术得到的谱图，基质干扰效应明显降低，并且对所得的烟气样品溶液进行卷烟烟气中亚硝胺释放量的测定得到TSNA释放量：NNK4.23ng/cig，NAB 1.99ng/cig，NAT 1.97ng/cig，NNN 3.05ng/cig，与经典方法样品的含量水平一致。

综上所述，本实用新型提供的一种多维液相色谱质谱联用装置，整个装置为全在线连接，可以避免离线处理的损失和干扰，其检测通量高、灵敏度高、检测简便快捷，满足实际样品的检测要求。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种多维液相色谱质谱联用装置，其特征在于，包括有经管线依次连通的第一维液相色谱泵(1)、第一维色谱柱(3)、紫外检测器(4)、第二维捕集柱(5)、第二维液相色谱泵(7)、第二维色谱柱(8)、质谱仪(9)。

2.根据权利要求1所述的多维液相色谱质谱联用装置，其特征在于，所述多维液相色谱质谱联用装置还包括有进样二位六通阀(2)，所述进样二位六通阀(2)设有第1接口(21)、第2接口(22)、第3接口(23)、第4接口(24)、第5接口(25)、第6接口(26)，所述第4接口(24)为进样口，所述第4接口(24)经管线依次连通第5接口(25)、第2接口(22)、第3接口(23)，由第3接口(23)经管线连通第一维液相色谱泵(1)的进样端，所述第1接口(21)经管线连通第一维液相色谱泵(1)的出样端，所述第6接口(26)经管线连通第一维色谱柱(3)，所述第1接口(21)与第6接口(26)相连通。

3.根据权利要求1所述的多维液相色谱质谱联用装置，其特征在于，所述多维液相色谱质谱联用装置还包括有连通阀(6)，所述连通阀(6)为二位十通阀或二位六通阀。

4.根据权利要求3所述的多维液相色谱质谱联用装置，其特征在于，所述二位十通阀设有第1接口(61)、第2接口(62)、第3接口(63)、第4接口(64)、第5接口(65)、第8接口(66)、第9接口(67)、第10接口(68)，所述第1接口(61)与第10接口(68)相连通，所述第1接口(61)经管线与紫外检测器(4)的出样端相连通，所述第10接口(68)经管线与第二维捕集柱(5)的进样端相连通，所述第二维捕集柱(5)的出样端经管线依次连通第3接口(63)、第2接口(62)、第二维液相色谱泵(7)的进样端，所述第二维液相色谱泵(7)的出样端经管线依次连通第9接口(67)、第8接口(66)、第5接口(65)、第4接口(64)、第二维色谱柱(8)进样端，所述第二维色谱柱(8)的出样端经管线与质谱仪(9)相连通。

5.根据权利要求3所述的多维液相色谱质谱联用装置，其特征在于，所述二位六通阀设有第1接口(61)、第2接口(62)、第3接口(63)、第4接口(64)、第9接口(67)、第10接口(68)，所述第1接口(61)与第10接口(68)相连通，所述第1接口(61)经管线与紫外检测器(4)的出样端相连通，所述第10接口(68)经管线与第二维捕集柱(5)的进样端相连通，所述第二维捕集柱(5)的出样端经管线依次连通第3接口(63)、第2接口(62)、第二维液相色谱泵(7)的进样端，所述第二维液相色谱泵(7)的出样端经管线依次连通第9接口(67)、第4接口(64)、第二维色谱柱(8)进样端，所述第二维色谱柱(8)的出样端经管线与质谱仪(9)相连通。