一种超临界流体色谱‑气相色谱‑质谱测定卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法与流程

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种简单高效、准确灵敏的卷烟主流烟气中苯并[a]芘检测方法。

背景技术：

苯并[a]芘(B[a]P)是卷烟烟气中的一种强致癌物，是卷烟烟气安全性评价的一项重要指标，准确检测卷烟烟气中B[a]P的含量，对卷烟质量安全监控来说，具有非常重要的意义。目前检测卷烟主流烟气中B[a]P的主要方法为GC-MS和HPLC-FLD，现行国家标准GB/T 21130-2007采用的方法是GC/MS。卷烟的主流烟气成分非常复杂，B[a]P的释放量微少，卷烟烟气中还存在较多的干扰物质，因此卷烟烟气中B[a]P的准确定量检测比较困难，需要对样品进行一些前处理。现行国标方法将含B[a]P的卷烟主流烟气总粒相物用有机溶剂萃取后，需要用固相萃取柱进行样品纯化，然后再用GC-MS分析。需要耗费大量的有机溶剂，耗时较长，此外，由于手工操作，容易引起人为误差。因此建立一种更方便、环保的烟气B[a]P测定方法是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明提供了一种SFC-GC-MS测定卷烟主流烟气中B[a]P的方法，减少了溶剂消耗和环境污染，提高了分离速度和分析效率，能实现复杂基体中痕量待测成分与干扰物质的分离，排除了其他物质的干扰，提高了检测的精确性，前处理简单，定量准确。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种SFC-GC-MS测定卷烟主流烟气中B[a]P的方法，包括样品制备和分析，具体如下步骤：

(A)烟气捕集：按照ISO模式抽吸卷烟，采用直线吸烟机，采用44mm玻璃纤维滤片收集2-4支卷烟的总粒相物；

(B)样品提取：将步骤A得到的滤片加入含内标的有机溶剂中，超声震荡30～50min得样品；

(C)SFC分离：将步骤B得到的萃取液进入到SFC分离系统，由泵输送流动相经SFC柱分离，将含有B[a]P的流出组分切割到气相色谱瓶中；

(D)GC-MS分析：将步骤C得到的含有B[a]P的流出组分进入到气相色谱系统，质谱检测定量。

本发明技术方案中步骤B所述的有机溶剂为环己烷、二氯甲烷和丙酮中的一种。

本发明技术方案中步骤C中的SFC条件如下：

超临界流体色谱采用10mm×150mm，5μm的Silica 2-EP色谱柱，流动相二氧化碳/甲醇(90/10％，质量比)，流动相流速为40mL/min，紫外检测器检测波长为254nm，每次进样200～500μL，收集每次进样后色谱峰保留时间为3.6-4.4min时所对应的洗脱液。

本发明技术方案中步骤D中的GC-MS条件如下：

气相色谱色谱柱为HP-5MS毛细管色谱柱，0.25mm×30m，0.25μm；进样口温度280℃，不分流进样，载气为氦气，恒流流量1.2mL/min；色谱柱升温程序：初始温度150℃，以6℃/min升至280℃，保持20min；质谱检测器条件为：电子轰击源；离子源温度230℃，传输线温度280℃；扫描质量范围50～400amu，扫描间隔0.5s。

本发明技术方案中所述的样品卷烟是经过在温度22℃±1℃和相对湿度60±2％条件下平衡48h处理的。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、由于SFC的流动相主要是CO₂，只含有少量的有机溶剂(一般小于10％)经SFC分离纯化后的样品，CO₂从排除口排出，含B[a]P样品溶液不需浓缩，可直接进入GC-MS分析。

2、对于低含量的样品，可让经SFC分离组分多次累加，积累到理想分析量后再进入气相色谱分析，在实现样品高效净化的同时大大提高了分析灵敏度

3、减少了溶剂消耗和环境污染，提高了分离速度和分离效率，能实现复杂基体中痕量待测成分与干扰物质的分离，排除了其他物质的干扰，提高了检测的精确性，前处理简单，定量准确，检出限低。

附图说明

图1为本发明一种SFC-GC-MS测定卷烟主流烟气中B[a]P的方法中B[a]P标准溶液的SFC图。

图2为本发明一种SFC-GC-MS测定卷烟主流烟气中B[a]P的方法和GB\T21130-2007方法的气相色谱图对比。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明要求所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

实施例1

一种SFC-GC-MS测定卷烟主流烟气中B[a]P的方法，包括以下步骤：

(A)烟气捕集：按照ISO模式抽吸卷烟，采用直线吸烟机，采用44mm玻璃纤维滤片收集4支卷烟的总粒相物；

(B)样品提取：将步骤A得到的滤片放入150mL的带塞锥形瓶中，用移液管准确加人1mL氘代B[a]P溶液，准确加入40mL环己烷，超声震荡30min，经0.4μm滤头过滤后，供色谱分析用；

(C)SFC分离：将步骤B得到的萃取液进入到SFC分离系统，超临界流体色谱采用10mm×150mm，5μm的Silica 2-EP色谱柱，流动相二氧化碳/甲醇(90/10％，质量比)，流动相流速为40mL/min，紫外检测器检测波长为254nm，每次进样500μL，收集每次进样后色谱峰保留时间为3.6-4.4min时所对应的洗脱液。将含有B[a]P的流出组分切割到气相色谱瓶中；

(D)GC-MS分析：将步骤C得到的含有B[a]P的流出组分进入到气相色谱系统，质谱检测定量。气相色谱色谱柱为HP-5MS毛细管色谱柱，0.25mm×30m，0.25μm；进样口温度280℃，不分流进样，载气为氦气，恒流流量1.2mL/min；色谱柱升温程序：初始温度150℃，以6℃/min升至280℃，保持20min；质谱检测器条件为：电子轰击源；离子源温度230℃，传输线温度280℃；扫描质量范围50～400amu，扫描间隔0.5s。

对于8种卷烟样品，B[a]P的测定结果在5.9-13.2ng/支之间，回收率在92-102％之间。

实施例2

一种SFC-GC-MS测定卷烟主流烟气中B[a]P的方法，包括以下步骤：

(A)烟气捕集：按照ISO模式抽吸卷烟，采用直线吸烟机，采用44mm玻璃纤维滤片收集2支卷烟的总粒相物；

(B)样品提取：将步骤A得到的滤片放入150mL的带塞锥形瓶中，用移液管准确加人1mL氘代B[a]P溶液，准确加入40mL环己烷，超声震荡40min，经0.4μm滤头过滤后，供色谱分析用；

(C)SFC分离：将步骤B得到的萃取液进入到SFC分离系统，超临界流体色谱采用10mm×150mm，5μm的Silica 2-EP色谱柱，流动相二氧化碳/甲醇(90/10％，质量比)，流动相流速为40mL/min，紫外检测器检测波长为254nm，每次进样400μL，收集每次进样后色谱峰保留时间为3.6-4.4min时所对应的洗脱液。将含有B[a]P的流出组分切割到气相色谱瓶中；

(D)GC-MS分析：将步骤C得到的含有B[a]P的流出组分进入到气相色谱系统，质谱检测定量。气相色谱色谱柱为HP-5MS毛细管色谱柱，0.25mm×30m，0.25μm；进样口温度280℃，不分流进样，载气为氦气，恒流流量1.2mL/min；色谱柱升温程序：初始温度150℃，以6℃/min升至280℃，保持20min；质谱检测器条件为：电子轰击源；离子源温度230℃，传输线温度280℃；扫描质量范围50～400amu，扫描间隔0.5s。

对于6种卷烟样品，B[a]P的测定结果在5.9-13.0ng/支之间，回收率在93-101％之间。

实施例3

与实施例1相同，在相同条件下平行测定7次(同批次处理)，经计算7次平行测定结果的相对标准偏差，得到B[a]P的RSD为2.3％；另外用相同程序按传统的GB\T21130-2007法分析样本，测得B[a]P的RSD为3.6％，结果表明改进方法的测试结果精密度明显更高。如图2所示，其中图2a为本发明方法得到的样本的GC图，图2b为传统的GB\T21130-2007法的样本的GC图，可见，本发明的方法B[a]P峰明显突出，且丰度大，干扰峰也明显较少且较小，提高了分析精密度。同时进行了加标回收率实验，传统方法的回收率在88-105％之间，改进方法的回收率在92-102％之间，改进方法的回收率明显高。