CN105136931A - 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 - Google Patents
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Abstract
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，所述多环芳烃为以下13种：萘、1-甲基萘、2-甲基萘、芴、菲、蒽、荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a，h)蒽、苯并(g,h,i)苝，其特征在于：采用装有环己烷的三角瓶萃取无烟气烟草制品中的多环芳烃，利用在线固相萃取高效液相色谱分析测定无烟气烟草制品中的多环芳烃含量。其优点在于：采用本发明方法检测无烟气烟草制品中多环芳烃的含量，快速有效，前处理简单，平均相对标准偏差小于5%，各指标的平均回收率在83.6%~104.1%之间。具有快速准确、灵敏度高及重复性好的特点。
Description
技术领域
本发明属于无烟气烟草制品的理化检验技术领域，具体说是涉及无烟气烟草制品中多环芳烃的测定技术。
背景技术
随着越加严格的控烟措施的实施，无烟气烟草制品正在成为一种重要的烟草消费品。但对其中含有的有害成分的研究还较少。多环芳烃在卷烟烟气研究中被广泛关注，并且被国际癌症研究机构(IARC)认为是人体致癌物质(第l类)或为可疑的人体致癌成分(2B类)，因此有必要对无烟气烟草制品中的多环芳烃进行分析研究。苯并[a]芘（BaP）是多环芳烃（PAHs）中致癌活性最强的成分,准确测定BaP对于卷烟危害性评价有重要意义。目前，国内外报道的BaP分析方法有荧光分光光度法、气相色谱法、气相色谱/质谱（GC/MS）联用法、纸色谱法和高效液相色谱法等。国内烟草行业普遍采用夏巧玲等开发的GC/MS法检测卷烟主流烟气中BaP。然而，此方法是样品经溶剂萃取后，还需要固相萃取小柱净化，浓缩，才能进行GC/MS分析，既耗费较多溶剂，又易造成环境污染；张峻松等建立的乙醇和乙醚混合溶剂萃取，中性氧化铝柱层析净化，高效液相色谱法测定的方法也较为繁琐。
发明内容：
本发明的目的旨在克服现有技术缺陷，提供一种使用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，本发明采用在线固相萃取净化高效液相色谱分析建立了无烟气烟草制品中的多环芳烃的分析方法，在提高检测效率的同时大大降低前处理有机试剂的使用，减少对环境的污染。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
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，所述多环芳烃为以下13种：萘、1-甲基萘、2-甲基萘、芴、菲、蒽、荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a，h)蒽、苯并(g,h,i)苝，包括以下具体测定步骤
a、样品的准备：称取1g无烟气烟草制品放入100mL锥形瓶中，然后加入10-15mL环己烷，超声萃取40min，然后静置至室温，取上清液用0.22μm聚醚砜微孔滤膜过滤至2mL色谱瓶中，进行在线固相萃取高效液相色谱分析；
b、标准工作溶液制备：配制具有浓度梯度的含有13种多环芳烃的甲醇溶液作为混合标准工作溶液，具体配制方法如下：分别准确称取10mg的1-甲基萘和2-甲基萘至10mL的容量瓶中，精确至0.1mg，分别用甲醇定容作为一级储备液，取1-甲基萘、2-甲基萘甲醇溶液和11个多环芳烃混合物配制成混合标样溶液,用甲醇稀释,配制成13个多环芳烃组分均为1μg/mL的混合标准储备溶液，分别取适量的混合标准储备溶液,用甲醇并定容,得到多环芳烃组分浓度分别为0.0001,0.001,0.005,0.01,0.05和0.1μg/mL的6个混合标准工作溶液；有效期为30天。标准溶液置于冰箱保存，取用时置于常温下，达到常温后方可使用。
c、在线固相萃取高效液相色谱测定：在线固相萃取高效液相色谱配荧光检测器对标准工作溶液和样品处理液进行检测，在线固相萃取高效液相色谱的在线净化和分离条件如下：
在线固相萃取（OnlineSPE）富集柱：AcclaimPA2(50mm×4.6mm,3μm,)；
流动相：纯水和乙腈，进样体积100μL；
分离分析柱：HypersilGreenPAH(150mm×3mm,3μm);
流动相为纯水和乙腈;在线富集柱和分析柱洗脱梯度如表1所示；
柱温：30℃；
检测器：荧光检测器，荧光激发和发射波长如表2所示。
表1用于在线固相萃取和分离的梯度
表2各个多环芳烃化合物的荧光检测最大激发/发射波长
与现有技术相比本发明克服了现有技术样品处理方法的不足，优化了仪器检测条件，本发明具有如下效果：
（1）样品前处理简单：采用本发明测定无烟气烟草制品中多环芳烃不需要前处理净化，直接上高效液相色谱在线净化；
（2）检测目标物多：采用本发明可以测定无烟气烟草制品中13种多环芳烃；
（3）本发明具有操作准确、灵敏度高及重复性好的优点，且能快速、高效、环保地检测无烟气烟草制品中多环芳烃的含量。
①本发明方法的标准曲线和检测限：
以萘、1-甲基萘、2-甲基萘、芴、菲、蒽、荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a;h)蒽和苯并(g;h;i)苝为检测指标，配制13种多环芳烃的工作标准溶液，经在线固相萃取高液相色谱分析，以目标物色谱峰面积对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线及其回归方程、相关系数，利用最低浓度标液信噪比为S/N=3时计算出检测限（LOD）（表3）。由表3可知，所采用的色谱条件使13种多环芳烃色谱峰都分离较好，并且均具有较好的相关性（R>0.98）,检出限在0.13~2.56ng/g之间。
表3无烟气烟草制品羰基化合物的标准曲线和检出限
注：①检出限以3倍信噪比（S/N=3）计算。
②本发明方法的重复性和加标回收率：
表4方法的回收率与重复性(n=5)
| 序号 | 多环芳烃 | 回收率（%） | RSD（%） |
| 1 | 萘 | 104.1 | 2.6 |
| 2 | 1-甲基萘 | 88.3 | 3.6 |
| 3 | 2-甲基萘 | 100.1 | 4.9 |
| 4 | 芴 | 98.1 | 3.5 |
| 5 | 菲 | 89.8 | 2.3 |
| 6 | 蒽 | 94.4 | 2.6 |
| 7 | 荧蒽 | 96.8 | 2.8 |
| 8 | 苯并(a)蒽 | 83.6 | 3.8 |
| 9 | 苯并(b)荧蒽 | 95.5 | 2.8 |
| 10 | 苯并(k)荧蒽 | 95.5 | 2.2 |
| 11 | 苯并(a)芘 | 99.3 | 2.5 |
| 12 | 二苯并(a，h)蒽 | 95.3 | 3.3 |
| 13 | 苯并(g,h,i)苝 | 95.0 | 2.6 |
对样品进行高、中、低不同浓度水平的标准溶液加标回收率试验，每个样品分别测定5次，计算本方法各种无烟气烟草制品中多环芳烃的平均回收率及加标后测定值的平均相对标准偏差，结果见表4。由表4可以看出，在3个加标水平上，利用此方法检测无烟气烟草制品中多环芳烃的平均回收率在83.6%~104.1%之间。样品测试结果的平均相对偏差小于5%；说明本法的回收率较高，重复性较好。
附图说明
图1本发明的测定方法流程图，
图2在线固相萃取示意图。
具体实施方式
本发明以下结合具体实施例做进一步描述：
实例1：
1．试剂与仪器：
标准品：11个多环芳烃的混合标样(１１个多环芳烃的浓度均为2.0mg/ml）,溶于二氯甲烷,包括：萘,芴,菲,蒽,荧蒽,苯并(a)蒽,苯并(b)荧蒽,苯并(k)荧蒽,苯并(a)芘,二苯并(a,h)蒽,苯并(g,h,i)苝,安谱公司);1-甲基萘,2-甲基萘,均购自AccuStandard公司；
试剂：乙腈（色谱纯，韩国Duksanpurechemicals公司），环己烷（色谱纯，美国JTBaker公司）。实验用水为Milli-Q纯水系统所制去离子水。
仪器：ThermoUltiMate3000高效液相色谱仪,配置六通道在线脱气机、双三元梯度泵、自动进样器(带大体积进样组件)、柱温箱(带一个2p-6p切换阀,即2位六通阀)、荧光检测器(FLD),变色龙色谱管理软件Chromeleon7.2(美国赛默飞世尔公司)。
2．样品处理：
称取1g无烟气烟草制品放入100mL锥形瓶中，然后加入11mL环己烷，超声萃取40min，然后静置至室温，取上清液用0.22μm聚醚砜微孔滤膜过滤至2mL色谱瓶中，进行在线固相萃取高效液相色谱分析。
3.标准工作溶液制备：
分别准确称取10mg的1-甲基萘和2-甲基萘至10mL的容量瓶中，精确至0.1mg，分别用甲醇定容作为一级储备液，取适量1-甲基萘、2-甲基萘甲醇溶液和11个多环芳烃混合物配制成混合标样溶液,用甲醇稀释,配制成13个多环芳烃组分均为1ug/mL的混合标准储备溶液。分别取适量的混合标准储备溶液,用甲醇并定容,得到多环芳烃组分浓度分别为0.0001,0.001,0.005,0.01,0.05和0.1μg/mL的6个混合标准工作溶液，有效期为30天。标准溶液置于冰箱保存，取用时置于常温下，达到常温后方可使用。
4.测定方法:
以目标多环芳烃的色谱峰面积对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线。对制备好的样品进行测定，测得检出目标多环芳烃的色谱峰面积，代入标准曲线，分别得到样品中的萘、1-甲基萘、2-甲基萘、芴、菲、蒽、荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a;h)蒽和苯并(g;h;i)苝的含量，结果见表5。
表5无烟气烟草制品中多环芳烃检测结果
| 化合物 | 含量（ng/g） |
| 萘 | 19.8 |
| 1-甲基萘 | 8.0 |
| 2-甲基萘 | 4.2 |
| 芴 | 7.8 |
| 菲 | 15.6 |
| 蒽 | 66.0 |
| 荧蒽 | 32.0 |
| 苯并(a)蒽 | N.D. |
| 苯并(b)荧蒽 | N.D. |
| 苯并(k)荧蒽 | N.D. |
| 苯并(a)芘 | N.D. |
| 二苯并(a，h)蒽 | N.D. |
| 苯并(g,h,i)苝 | 11.9 |
注：N.D.表示未检出。
在线固相萃取高效液相色谱的在线净化和分离检测条件如前面发明内容中所列。
实例2：
具体步骤如实施例1所述，选择另一样品B，测得无烟气烟草制品中多环芳烃的含量见表6。
表6无烟气烟草制品中多环芳烃检测结果
| 化合物 | 含量（ng/g） |
| 萘 | 17.8 |
| 1-甲基萘 | 48.2 |
| 2-甲基萘 | 71.0 |
| 芴 | 11.8 |
| 菲 | N.D. |
| 蒽 | 143.9 |
| 荧蒽 | N.D. |
| 苯并(a)蒽 | 33.7 |
| 苯并(b)荧蒽 | N.D. |
| 苯并(k)荧蒽 | 877.9 |
| 苯并(a)芘 | N.D. |
| 二苯并(a，h)蒽 | N.D. |
| 苯并(g,h,i)苝 | N.D. |
注：N.D.表示未检出。
实例3：
具体步骤如实施例1所述，选择另一样品C，测得无烟气烟草制品中多环芳烃的含量见表7。
表7无烟气烟草制品中多环芳烃检测结果
| 化合物 | 含量（ng/g） |
| 萘 | 22.5 |
| 1-甲基萘 | 158.9 |
| 2-甲基萘 | 0.3 |
| 芴 | 20.8 |
| 菲 | N.D. |
| 蒽 | 210.5 |
| 荧蒽 | 3.8 |
| 苯并(a)蒽 | 38.9 |
| 苯并(b)荧蒽 | 9.0 |
| 苯并(k)荧蒽 | 814.5 |
| 苯并(a)芘 | N.D. |
| 二苯并(a，h)蒽 | N.D. |
| 苯并(g,h,i)苝 | 4.9 |
注：N.D.表示未检出。
实例4：
具体步骤如实施例1所述，选择另一样品D，测得无烟气烟草制品中多环芳烃的含量见表8。
表8无烟气烟草制品中多环芳烃检测结果
| 化合物 | 含量（ng/g） |
| 萘 | 20.1 |
| 1-甲基萘 | N.D. |
| 2-甲基萘 | 4.2 |
| 芴 | 6.8 |
| 菲 | 0.2 |
| 蒽 | 173.5 |
| 荧蒽 | N.D. |
| 苯并(a)蒽 | N.D. |
| 苯并(b)荧蒽 | N.D. |
| 苯并(k)荧蒽 | N.D. |
| 苯并(a)芘 | N.D. |
| 二苯并(a，h)蒽 | N.D. |
| 苯并(g,h,i)苝 | N.D. |
注：N.D.表示未检出。
Claims (3)
1.一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，所述多环芳烃为以下13种：萘、1-甲基萘、2-甲基萘、芴、菲、蒽、荧蒽、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a，h)蒽、苯并(g,h,i)苝，其特征在于：包括以下具体测定步骤
a、样品的准备：称取1g无烟气烟草制品放入100mL锥形瓶中，然后加入10-15mL环己烷，超声萃取40min，然后静置至室温，取上清液用0.22μm聚醚砜微孔滤膜过滤至2mL色谱瓶中，进行在线固相萃取高效液相色谱分析；
b、标准工作溶液制备：配制具有浓度梯度的含有13种多环芳烃的甲醇溶液作为混合标准工作溶液；
c、在线固相萃取高效液相色谱测定：在线固相萃取高效液相色谱配荧光检测器对标准工作溶液和样品处理液进行检测，在线固相萃取高效液相色谱的条件如下：
在线固相萃取富集柱：AcclaimPA2，规格50mm×4.6mm,3μm，
流动相：纯水和乙腈，进样体积100μL；
分离分析柱：HypersilGreenPAH，规格150mm×3mm,3μm；
流动相为纯水和乙腈，梯度洗脱。
2.根据权利要求1所述的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，其特征在于：标准工作溶液的具体配制方法如下：分别准确称取10mg的1-甲基萘和2-甲基萘至10mL的容量瓶中，精确至0.1mg，分别用甲醇定容作为一级储备液，取1-甲基萘、2-甲基萘甲醇溶液和11个多环芳烃混合物配制成混合标样溶液,用甲醇稀释,配制成13个多环芳烃组分均为1μg/mL的混合标准储备溶液，分别取适量的混合标准储备溶液,用甲醇并定容,得到多环芳烃组分浓度分别为0.0001,0.001,0.005,0.01,0.05和0.1μg/mL的6个混合标准工作溶液。
3.根据权利要求1所述的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，其特征在于：在线富集柱和分析柱洗脱梯度如下表所示；
表1用于在线固相萃取和分离的梯度
。
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