基于脉冲火焰光度检测器测定烟草及烟草制品中磷化氢残留的方法
【专利摘要】本发明涉及基于脉冲火焰光度检测器测定烟草及烟草制品中磷化氢残留的方法，该方法检测的目标物为烟草及烟草制品中痕量结合态磷化氢，包括以下的步骤：1）样品前处理；2）标准磷化氢气体制备；3）磷化氢标准气体含量的测定；4）标准工作曲线：取未经熏蒸的烟草及烟草制品约0.5g放入20mL顶空瓶中，从磷化氢标准储备气中移取标准气注入其中，包括空白和五个浓度水平，进行GC/PFPD分析；本发明相比NPD、FPD、MS检测器在稳定性、灵敏度、检测限和选择性方面更具优势。
【专利说明】基于脉冲火焰光度检测器测定烟草及烟草制品中磷化氢残留的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及烟草及烟草制品成分测定方法，具体涉及一种烟草及烟草制品中磷化氢残留的GC/PFPD测定方法。
【背景技术】
[0002]1975年，磷化氢开始作为烟草工业的熏蒸剂，由于其杀虫效果好、残留低、成本低等优点，且目前尚未发现可取代它的方法，预期在今后仍将是仓储杀虫最常用的措施。在2009年，C0RESTA烟草储存害虫和卫生分学组发布了《用于烟草甲和烟草粉螟控制的磷化氢熏蒸参数》指南，指导熏蒸技术规范。由于磷化氢是剧毒物质，粮食卫生标准给出了残留最高限量，联合国粮农组织FAO规定谷物最大残留量(MRL)为0.1 mg/kg，我国规定不大于
0.05 mg/kg。
[0003]我国烟草行业尚无“烟草及烟草制品磷化氢检测方法标准”和“残留限量”规定。随着烟草行业对产品安全性日益关注，开展磷化氢在烟草中残留的测试方法及限量的研究是必要的。文献报道烟草在熏蒸后磷化氢残留是痕量水平，不大于8.3 Pg/kg。1997年，匈牙利规定烟草磷化氢最大残留为0.1 mg/kg。
【发明内容】
[0004]针对痕量结合态磷化氢分析高灵敏度的要求，本发明的目的是提供一种基于脉冲火焰光度检测器测定烟草及烟草制品中磷化氢残留的方法。该方法适用于烟草和烟草制品磷化氢残留的检测方法，无碳元素基体干扰，操作方便，相比NPD、FPD、MS检测器在稳定性、灵敏度、检测限和选择性方面更具优势。
[0005]为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案:
基于脉冲火焰光度检测器测定烟草及烟草制品中磷化氢残留的方法，该方法检测的目标物为烟草及烟草制品中痕量结合态磷化氢，包括以下的步骤:
1)样品前处理:称取约0.5 g烟草或烟草制品，放入20 mL顶空瓶中，密封，在烘箱中60 °C加热3 min后，冷却至室温，置于静态顶空进样器进样，进行GC/PFH)分析；
2)标准磷化氢气体制备:磷化铝片剂压碎，称取0.250 g粉末，放入250 mL顶空瓶中，顶空瓶预先用氮气吹扫，加入2.5 mL超纯水，旋转振荡5 h使反应完全，用注射器移取ImL顶空瓶中气体注入20 mL顶空瓶，作为磷化氢标准储备气；
3)磷化氢标准气体含量的测定:在150mL顶空瓶中加入10 mL95%乙醇、25 mLl.5%氯化汞溶液和两滴甲基红指示剂，从250 mL顶空瓶中移取5.0 mL气体注入其中，高速涡旋振荡2 min，用0.05 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至黄色，记录氢氧化钠溶液消耗量；
4)标准工作曲线:取未经熏蒸的烟草及烟草制品约0.5 g放入20 mL顶空瓶中，从磷化氢标准储备气中移取标准气注入其中，包括空白和五个浓度水平，进行GC/PFPD分析；
静态顶空进样器条件如下:定量环体积I mL ；
炉温40 °C加热I min ；
传输线温度80 V ；
阀温度110 0C ；
瓶压 500 mbar ；
气相色谱条件如下:
色谱柱:PoraPLOT Q + Particle Traps, 25 mX 0.32 mmX0.45incl.2X2.5 mParticle trap,膜厚 10 μ m ；
载气:氮气，纯度≥99.999%，恒流流速:2 mL/min ；
进样口温度:200 V ；
检测器温度:200 V ；
程序升温:初温50 °C，保持I min，以30 °C/min升至125 °C，保持3 min ；
分流进样，分流比10:1 ;
运行时间8.5 min ；
PFPD检测器条件:
磷滤光片中心透过波长530 nm;空气I为17.0 mL/min，氢气为13.0 mL/min，空气2为10.0 mL/min，灵敏度Range为9，光电倍增管电压PMT 500 V，门延迟4.0 ms，门宽10 ms;气路净化过滤器:水分捕积阱，活性碳捕积阱和CO2捕积阱。
[0006]本发明建立了一种新的测定烟草和烟草制品磷化氢分析方法，与现有其他技术相t匕，有以下优点:
1.本发明方法前处理过程中将装于密封顶空瓶的烟草或烟草制品在烘箱中短时间加热，有助于结合态磷化氢残留达到气相/基质平衡，且操作方便；
2.本发明方法将配置标准磷化氢的顶空瓶预先用氮气吹扫，可减少氧气与磷化氢的反
应；
3.本发明方法采用PoraPLOTQ +捕积阱色谱柱，适于气体分析，且降低了色谱柱填料对检测器的污染；
4.本发明方法采用PFro检测器测定磷化氢，灵敏度高，检测限低，色谱峰没有拖尾，且不需要长时间稳定预热，有很强的实际应用价值；
5.本发明方法采用水分捕积阱，活性碳捕积阱，CO2捕积阱净化气路，提高灵敏度，延长检测器寿命；
6.本发明方法的检出限及定量限。
[0007]本发明通过顶空气相色谱外标法快速测定熏蒸后烟草中残留的痕量结合态磷化氢，采用PoraPLOT Q + Particle Traps毛细管色谱柱,该柱两端带捕积讲,防止污染物进入检测器，使用脉冲火焰光度检测器(PFPD) P模式进行分析测定，PFPD检测器对空气纯度和比例要求高，在气路中安装水分捕积阱，活性碳捕积阱，CO2捕积阱净化空气，无碳元素基体干扰，操作方便，相比NPD、FPD、MS检测器在稳定性、灵敏度、检测限和选择性方面更具优势。
【专利附图】
【附图说明】[0008]图1为磷化氢标准气色谱图。
[0009]图2为熏蒸后烟草及烟草制品磷化氢色谱图。
【具体实施方式】
[0010]本发明通过以下具体实例作进一步描述，但不限制本发明。
[0011]1.仪器及试剂
采用布鲁克GC456气相色谱仪，脉冲火焰光度检测器PFPD，磷滤光片中心透过波长530nm;布鲁克SHS-40顶空进样器；250 mL和150 mL顶空瓶(国产)，20 mL顶空瓶(布鲁克);带锁头进样针5 mL、I mL(安捷伦)各一支，10 μ LUOO μ L注射器各一支；ΑΕ163电子天平(感量:0.0001 g,瑞士 Mettler公司)；HY-8调速振荡器(常州国华电器有限公司);Troemner涡漩混合器；氮吹气。
[0012]气路净化过滤器(安捷伦):水分捕积阱，活性碳捕积阱，CO2捕积阱。
[0013]分析纯试剂:氯化汞、 氢氧化钠、磷化铝(56%片剂，3.2±0.1 g/片)、甲基红、酚酞、95%乙醇、超纯水。
[0014]2.色谱条件
米用安捷伦 PoraPLOT Q + Particle Traps (25 mX 0.32 mmX 0.45incl.2X2.5 mParticle trap,膜厚10 μ m)毛细管色谱柱；氮气做载气,流速2 mL/min ;进样口、检测器温度均为200 °C，程序升温:初温50 °C，保持I min，以30 °C/min升至125 °C，保持3 min ;分流比10:1 ;PFPD检测器:空气I为17.0 mL/min，氢气为13.0 mL/min，空气2为10.0 mL/min，灵敏度 Range 为 9，PMT 电压 500 V,门延迟 4.0 ms,门宽 10 ms。
[0015]顶空进样器参数:定量环体积I mL,炉温40 ?加热I min,传输线80 O ,阀110°C,瓶压 500 mbar。
[0016]3.磷化氢标准储备气的制备方法
磷化铝片剂压碎，称取0.250 g粉末，放入250 mL顶空瓶(预先用氮气吹扫)中，加入2.5 mL超纯水，旋转振荡5 h使反应完全，用注射器移取I mL顶空瓶中气体注入20 mL顶空瓶(预先用氮气吹扫)，作为磷化氢标准储备气。
[0017]4.磷化氢标准气体含量的测定
在150 mL顶空瓶(预先用氮气吹扫)中加入10 mL95%乙醇、25 mLl.5%氯化汞溶液和两滴甲基红指示剂，从250 mL顶空瓶中移取5.0 mL气体注入其中，高速涡旋2 min，用0.05mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至黄色，记录氢氧化钠溶液消耗量。磷化铝遇水反应放出磷化氢气体，磷化氢与氯化汞溶液反应生成氯化氢，用0.05 mol/L氢氧化钠标定得到磷化氢标准气体浓度。
[0018]5.标准工作曲线和样品前处理
取未经熏蒸的烟丝或片烟约0.5 g放入20 mL顶空瓶中，从磷化氢标准储备气中移取标准气注入其中，包括空白和五个浓度水平(例如，2 μ 1,4 μ 1,8 μ 1,20 μ 1,30 μ I)。样品瓶在60 °C烘箱中加热3 min，取出冷却至室温。
[0019]6.磷化氢标准工作曲线
用外标法、峰面积计算标准工作曲线，PFPD检测器P模式下，响应为线性关系，相关系数R2不小于99.5% (本实验方法测得R2为99.98%，符合要求)。每进行20次样品测定后，应加入一个中等浓度的标准气控制样，如果测定值相差超过5%，则应重新进行标准曲线的制作。
[0020]7.样品测定
本实验试样是磷化氢熏蒸作业完成后，散气通风72 h，从第4天连续三天取样进行测
试，结果表明熏蒸后烟草及烟草制品有微量磷化氢残留(见表1)。
[0021]表1熏蒸后烟草及烟草制品磷化氢残留量检测结果
【权利要求】
1.基于脉冲火焰光度检测器测定烟草及烟草制品中磷化氢残留的方法，该方法检测的目标物为烟草及烟草制品中痕量结合态磷化氢，其特征在于该方法包括以下的步骤: . 1)样品前处理:称取约0.5 g烟草或烟草制品，放入20 mL顶空瓶中，密封，在烘箱中.60 °C加热3 min后，冷却至室温，置于静态顶空进样器进样，进行GC/PFPD分析； . 2)标准磷化氢气体制备:磷化铝片剂压碎，称取0.250 g粉末，放入250 mL顶空瓶中，顶空瓶预先用氮气吹扫，加入2.5 mL超纯水，旋转振荡5 h使反应完全，用注射器移取ImL顶空瓶中气体注入20 mL顶空瓶，作为磷化氢标准储备气； .3)磷化氢标准气体含量的测定:在150mL顶空瓶中加入10 mL95%乙醇、25 mLl.5%氯化汞溶液和两滴甲基红指示剂，从250 mL顶空瓶中移取5.0 mL气体注入其中，高速涡旋振荡2 min，用0.05 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至黄色，记录氢氧化钠溶液消耗量； . 4)标准工作曲线:取未经熏蒸的烟草及烟草制品约0.5 g放入20 mL顶空瓶中，从磷化氢标准储备气中移取标准气注入其中，包括空白和五个浓度水平，进行GC/PFPD分析； 静态顶空进样器条件如下: 定量环体积I mL ；
炉温40 °C加热I min ； 传输线温度80 V ； 阀温度110 0C ；
瓶压 500 mbar ； 气相色谱条件如下: 色谱柱:PoraPLOT Q + Particle Traps, 25 mX 0.32 mmX0.45incl.2X2.5 mParticle trap,膜厚 10 μ m ； 载气:氮气，纯度≥99.999%，恒流流速:2mL/min ； 进样口温度:200 V ； 检测器温度:200 V ； 程序升温:初温50 °C，保持I min，以30 V /min升至125 °C，保持3 min ； 分流进样，分流比10:1 ; 运行时间8.5 min ； PFPD检测器条件: 磷滤光片中心透过波长530 nm;空气I为17.0 mL/min,氢气为13.0 mL/min,空气.2为10.0 mL/min，灵敏度Range为9，光电倍增管电压PMT 500 V，门延迟4.0 ms，门宽10ms ； 气路净化过滤器:水分捕积阱，活性碳捕积阱和CO2捕积阱。
【文档编号】G01N30/88GK103728406SQ201410005475
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】周国俊, 卢昕博, 张云莲, 黄健, 边腾飞, 金光辉, 肖卫强, 周小忠, 丁伟, 储国海 申请人:浙江中烟工业有限责任公司