一種基于磁性固相萃取的卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的測定方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于化學(xué)檢驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種基于磁性固相萃取的卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的測定方法。本方法以吸煙機(jī)抽吸卷煙，并用劍橋?yàn)V片捕集卷煙主流煙氣，以含氘代苯并[a]芘內(nèi)標(biāo)的溶液萃取濾片，萃取液經(jīng)磁性固相萃取處理后以氣相色譜-質(zhì)譜檢測，建立了卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的磁性固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜測定方法。與國標(biāo)方法相比，本方法具有樣品預(yù)處理操作簡單快速的優(yōu)點(diǎn)，適合大量樣品的快速分析。
【專利說明】-種基于磁性固相萃取的卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的測 定方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明屬于化學(xué)檢驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于磁性固相萃取的卷煙主流煙氣 中苯并[a]芘的測定方法。 【背景技術(shù)】
[0002] 稠環(huán)芳烴是煙草在高溫缺氧條件下不完全燃燒的產(chǎn)物，目前已經(jīng)在卷煙主流煙氣 中鑒別出大約30個(gè)有致癌性的稠環(huán)芳烴，其中最典型的是致癌性最高的苯并[a]芘。苯并 [a]芘是目前所關(guān)注的7種代表性的卷煙煙氣有害成分之一，因此檢測卷煙主流煙氣中苯 并[a]芘的釋放量對吸煙與健康的研究有重要意義。
[0003] 卷煙燃燒過程所產(chǎn)生的煙氣成分十分復(fù)雜，目前已經(jīng)檢測出的煙氣成分已經(jīng)超過 5000余種，其中苯并[a]芘的含量通常在ng/支級別，且存在大量的干擾物質(zhì)。因此，如何 去除其它共存物質(zhì)的干擾、有效地凈化樣品并富集目標(biāo)分析物成了準(zhǔn)確測定卷煙主流煙氣 苯并[a]芘釋放量的重要基礎(chǔ)，而且一直都是國內(nèi)外煙草行業(yè)研究的熱門課題和技術(shù)難題 之一。
[0004] 目前，比較成熟的卷煙煙氣中苯并[a]芘的測定方法為固相萃取-氣相色譜/質(zhì) 譜法（即中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21130-2007)。該方法首先對含有卷煙煙氣粒相物 的濾片進(jìn)行超聲萃取得到提取液，然后采用固相萃取技術(shù)對提取液進(jìn)行處理，之后再進(jìn)行 氣相色譜/質(zhì)譜分析。但是該方法存在樣品前處理時(shí)間長、操作繁瑣、需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮等 不足。因此，有必要開發(fā)一種操作簡單、快速準(zhǔn)確、靈敏穩(wěn)定的卷煙主流煙氣中苯并[a]芘 的測定方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)狀況進(jìn)行改進(jìn)，而專門設(shè)計(jì)的基于磁性固相萃取的卷煙 主流煙氣中苯并[a]芘的測定方法，本發(fā)明與國標(biāo)方法相比，樣品前處理操作過程更加簡 便快速、省時(shí)省力。
[0006] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下： 一種基于磁性固相萃取的卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的測定方法： 第一步，標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制：以環(huán)己烷為溶劑、苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)品為溶質(zhì)、氘代苯并 [a]芘為內(nèi)標(biāo)，配制如下述濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：0. 5、1. 0、2. 0、5. 0、10. 0、15. 0 ng/mL，且標(biāo) 準(zhǔn)系列溶液中內(nèi)標(biāo)濃度為8. 125 ng/mL ; 弟-步，樣品溶液的制備： (1)、卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的捕集和萃?。壕頍煱凑誈B/T 19609-2004, ISO 4387 . 2000規(guī)定的條件抽吸完后，將捕集有王流煙氣總粒相物的濾片直于各器中，加入卒 取劑和內(nèi)標(biāo)氘代苯并[a]芘，內(nèi)標(biāo)濃度和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中內(nèi)標(biāo)濃度相同，進(jìn)行超聲萃??；所 述萃取劑為環(huán)己烷或正己烷； (2)、卷煙主流煙氣萃取物的富集和純化：移取萃取液，加入磁性吸附劑，渦旋；之后在 外借磁場作用下將磁性吸附劑吸附在瓶壁或瓶底，棄去清液；再加入清洗溶劑，渦旋，棄去 清洗液；最后加入解吸溶劑，再在外加磁場作用下將解吸液與磁性吸附劑分離，收集解吸液 作為樣品溶液；其中，每10 mL萃取液，至少添加1. 25 mg磁性吸附劑，至少添加0. 3mL清 洗溶劑，添加0. 1-lml解吸溶劑；所述磁性吸附劑為磁性富勒烯、磁性碳納米管或磁性石 墨烯，所述清洗溶劑為丙酮、乙酸乙酯、正己烷或環(huán)己燒，所述解吸溶劑為甲苯、二甲苯或乙 苯； 第三步，標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和樣品溶液在相同條件下進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析：色譜-質(zhì)譜 條件為：色譜柱為DB-5MS或等效柱，規(guī)格：30 m X 0. 25 mm X 0. 25 μ m ;程序升溫程序?yàn)椋?初始溫度不低于50° C，然后升溫至280-300° C，保持3 min以上；采用不分流進(jìn)樣模式，進(jìn) 樣量為0.2 yL以上，溶劑切割時(shí)間不少于3 min ;以高純He (純度彡99.999%)為載氣，流 速為0.8-1.2 111171^11;進(jìn)樣口、離子源和傳輸線的溫度分別為280°(：、230°(：和280°(：; 質(zhì)譜電離源為EI源；電離電壓為70 ev ;掃描模式為選擇離子掃描，苯并[a]芘和內(nèi)標(biāo)的監(jiān) 測離子的質(zhì)荷比分別為252和264。
[0007] 第四步，苯并[a]芘的定量：由苯并[a]芘峰面積和內(nèi)標(biāo)峰面積之比進(jìn)行定量。
[0008] 較好地，第二步之步驟（2)中，涉及的三處潤旋均至少0· 5 min。
[0009] 優(yōu)選地，第二步之步驟（2)中，磁性吸附劑以其分散液的形式加入，對應(yīng)的分散劑 為丙酮、環(huán)己烷或正己烷。
[0010] 較好地，第三步中，程序升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?50° C，先以6 ° C /min的速率 升溫至260° C并保持10 min，然后再繼續(xù)升溫至280° C，保持20 min。
[0011] 具體地，第四步的操作過程為：以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中苯并[a]芘峰面積和內(nèi)標(biāo)峰面 積之比為縱坐標(biāo)，苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度為橫坐標(biāo)，繪制工作曲線；根據(jù)樣品溶液 中苯并[a]芘峰面積和內(nèi)標(biāo)峰面積之比，依據(jù)工作曲線，得到樣品中苯并[a]芘的含量。
[0012] 本發(fā)明方法的檢測限和定量限為被測目標(biāo)物信噪比（S/N)為3和10時(shí)所對應(yīng)的 濃度。
[0013] 本發(fā)明采用磁性固相萃取技術(shù)(MSPE)對卷煙主流煙氣萃取物進(jìn)行快速處理，利用 苯并[a]芘與磁性吸附劑之間的π-π相互作用實(shí)現(xiàn)苯并[ a]芘的富集和凈化，再采用氣 相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法定量測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的含量。
[0014] 本發(fā)明的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)樣品預(yù)處理方法前處理繁冗費(fèi)時(shí)的不足，針對卷煙 主流煙氣萃取物的特點(diǎn)和目標(biāo)分析物的性質(zhì)，改進(jìn)了樣品前處理方法。具體為：現(xiàn)有國標(biāo)方 法采用固相萃取凈化，以硅膠為吸附劑，包括柱活化、上樣、淋洗等步驟，然后用旋蒸方式將 40 mL洗脫液濃縮至約0. 5 mL ;本發(fā)明采用磁性固相萃取凈化，以磁性材料為吸附劑，在外 界磁場作用下實(shí)現(xiàn)整個(gè)樣品預(yù)處理過程。本發(fā)明方法具有操作簡單、易于高通量的優(yōu)點(diǎn)，能 同時(shí)處理多個(gè)樣品，降低了單個(gè)樣品的處理時(shí)間。而國標(biāo)還需對溶液進(jìn)行濃縮，不能實(shí)現(xiàn)樣 品的批量處理?？偟膩碚f，本發(fā)明方法能大大降低單個(gè)樣品的平均處理時(shí)間，適合大量樣品 的快速分析。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的基于磁性固相萃取測定卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的操作流程示 意圖。 【具體實(shí)施方式】
[0016] 本發(fā)明結(jié)合實(shí)例做進(jìn)一步描述，但并不限制本發(fā)明。
[0017] 實(shí)施例1 : 一種基于磁性固相萃取的卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的測定方法： 第一步，標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制：以環(huán)己烷為溶劑、苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)品為溶質(zhì)、氘代苯并 [a]芘為內(nèi)標(biāo)，配制如下述濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：0. 5、1. 0、2. 0、5. 0、10. 0、15. 0 ng/mL，且標(biāo) 準(zhǔn)系列溶液中內(nèi)標(biāo)濃度為8. 125 ng/mL ; 弟-步，樣品溶液的制備： (1)、卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的捕集和萃?。簩⑵胶饧昂Y選后的卷煙用轉(zhuǎn)盤型吸煙 機(jī)按照GB/T 19609-2004, ISO 4387 : 2000規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件抽吸，每次實(shí)驗(yàn)抽吸20支卷煙。 將捕集有主流煙氣總粒相物的濾片放入250 mL錐形瓶中，加入50 μ L濃度為6.5 μ g/mL的 氘代苯并[a]芘內(nèi)標(biāo)溶液（以環(huán)己烷為溶劑)，再加入40 mL環(huán)己燒，將錐形瓶置于振蕩器上 以200轉(zhuǎn)/分鐘的速度震蕩60 min，靜置待用。
[0018] (2)、卷煙主流煙氣萃取物的富集和純化：移取10 mL主流煙氣的環(huán)己烷萃取液于 15 mL具塞小瓶中，加入0. 3 mL磁性富勒烯的丙酮分散液(濃度為25 mg/mL)，并通過渦旋2 min完成材料對苯并[a]芘的快速吸附。在該過程中，目標(biāo)物苯并[a]芘通過π-π相互作 用保留在磁性吸附劑上，而基質(zhì)中的雜質(zhì)則保留在溶液中。之后在外界磁場的作用下將磁 性吸附劑吸在小瓶的底部，棄去上清液后加入〇. 5 mL丙酮繼續(xù)渦旋清洗0. 5 min，通過清洗 可以進(jìn)一步去除基質(zhì)中的干擾物質(zhì)。棄去清洗液后加入〇. 3 mL甲苯并渦旋解吸2 min，再 在外加磁場作用下將解吸液與吸附劑分離，收集解吸液作為樣品溶液。
[0019] 第三步，標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和樣品溶液在相同條件下進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析：色 譜-質(zhì)譜條件為：色譜柱為DB-5MS，規(guī)格：30 m X 0. 25 mm X 0. 25 μ m ;程序升溫程序?yàn)椋撼?始溫度為150° C，先以6° C/min的速率升溫至260° C并保持10 min，然后再繼續(xù)升溫至 280° C，保持20 min ;采用不分流進(jìn)樣模式，進(jìn)樣量為1. 0 μ L，溶劑切割時(shí)間為12 min ;以 高純He為載氣，流速為1.2mL/min;進(jìn)樣口、離子源和傳輸線的溫度分別為280° C、230° C 和280° C;質(zhì)譜電離源為EI源；電離電壓為70 ev;掃描模式為選擇離子掃描，苯并[a]芘 和內(nèi)標(biāo)的監(jiān)測離子的質(zhì)荷比分別為252和264。
[0020] 第四步，苯并[a]芘的定量：以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中苯并[a]芘峰面積和內(nèi)標(biāo)峰面積之 比為縱坐標(biāo)，苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度為橫坐標(biāo)，繪制工作曲線，見表1 ;根據(jù)樣品溶 液中苯并[a]芘峰面積和內(nèi)標(biāo)峰面積之比，依據(jù)工作曲線，得到樣品中苯并[a]芘的含量。
[0021] 表1.本發(fā)明方法的線性范圍、工作曲線、定量限和檢測限等。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于磁性固相萃取的卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的測定方法，其特征在于： 第一步，標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制：以環(huán)己烷為溶劑、苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)品為溶質(zhì)、氘代苯并 [a]芘為內(nèi)標(biāo)，配制不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：0. 5、1. 0、2. 0、5. 0、10. 0、15. 0 ng/mL，且標(biāo)準(zhǔn) 系列溶液中內(nèi)標(biāo)濃度為8. 125 ng/mL ; 弟-步，樣品溶液的制備： (1) 、卷煙主流煙氣中苯并[a]芘的捕集和萃?。壕頍煱凑誈B/T 19609-2004, ISO 4387 . 2000規(guī)定的條件抽吸完后，將捕集有王流煙氣總粒相物的濾片直于各器中，加入卒 取劑和內(nèi)標(biāo)氘代苯并[a]芘，內(nèi)標(biāo)濃度和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中內(nèi)標(biāo)濃度相同，進(jìn)行超聲萃??；所 述萃取劑為環(huán)己烷或正己烷； (2) 、卷煙主流煙氣萃取物的富集和純化：移取萃取液，加入磁性吸附劑，渦旋；之后在 外界磁場作用下將磁性吸附劑吸附在瓶壁或瓶底，棄去清液；再加入清洗溶劑，渦旋，棄去 清洗液；最后加入解吸溶劑，再在外界磁場作用下將解吸液與磁性吸附劑分離，收集解吸液 作為樣品溶液；其中，每10 mL萃取液，至少添加1. 25 mg磁性吸附劑，至少添加0. 3 mL清 洗溶劑，添加0. 1-1 mL解吸溶劑；所述磁性吸附劑為磁性富勒烯、磁性碳納米管或磁性石 墨烯，所述清洗溶劑為丙酮、乙酸乙酯、正己烷或環(huán)己燒，所述解吸溶劑為甲苯、二甲苯或乙 苯； 第三步，標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和樣品溶液在相同條件下進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析：色譜-質(zhì)譜 條件為：色譜柱為DB-5MS或等效柱，規(guī)格：30 m X 0. 25 mm X 0. 25 μ m ;程序升溫程序?yàn)椋?初始溫度不低于50° C，然后升溫至280-300° C，保持3 min以上；采用不分流進(jìn)樣模式， 進(jìn)樣量為〇. 2 μ L以上，溶劑切割時(shí)間不少于3 min ;以高純He為載氣，流速為0. 8-1. 2 mL/ min;進(jìn)樣口、離子源和傳輸線的溫度分別為280° C、230° C和280° C;質(zhì)譜電離源為EI 源；電離電壓為70 ev ;掃描模式為選擇離子掃描，苯并[a]芘和內(nèi)標(biāo)的監(jiān)測離子的質(zhì)荷比 分別為252和264 ; 第四步，苯并[a]芘的定量：由苯并[a]芘峰面積和內(nèi)標(biāo)峰面積之比進(jìn)行定量。
2. 如權(quán)利要求1所述的測定方法，其特征在于：第二步之步驟（2)中，涉及的三處渦旋 均至少〇. 5 min。
3. 如權(quán)利要求1所述的測定方法，其特征在于：第二步之步驟（2)中，磁性吸附劑以其 分散液的形式加入，對應(yīng)的分散劑為丙酮、環(huán)己烷或正己烷。
4. 如權(quán)利要求1所述的測定方法，其特征在于：第三步中，程序升溫程序?yàn)椋撼跏紲?度為150° C，先以6° C/min的速率升溫至260° C并保持10 min，然后再繼續(xù)升溫至 280。C，保持 20 min。
5. 如權(quán)利要求1所述的測定方法，其特征在于第四步的具體操作過程為：以標(biāo)準(zhǔn)系列 溶液中苯并[a]芘峰面積和內(nèi)標(biāo)峰面積之比為縱坐標(biāo)，苯并[a]芘標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度為 橫坐標(biāo)，繪制工作曲線；根據(jù)樣品溶液中苯并[a]芘峰面積和內(nèi)標(biāo)峰面積之比，依據(jù)工作曲 線，得到樣品中苯并[a]芘的含量。
【文檔編號】G01N30/06GK104049050SQ201410251656
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】羅彥波, 陳再根, 龐永強(qiáng), 姜興益, 李雪, 朱風(fēng)鵬, 侯宏衛(wèi), 邢軍, 胡清源 申請人:國家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心