烟草薄片中高氯酸盐的分析方法、试剂盒及其应用与流程

本发明属于烟草检测
技术领域：
，具体涉及一种烟草薄片中高氯酸盐的分析方法，还涉及一种试剂盒，以及试剂盒在分析或检测烟草薄片中高氯酸盐中的应用。
背景技术：
：目前，高氯酸盐作为原料可用于固体推进剂、航天器材、军火、烟花爆竹、爆破剂、纺织品固定剂、电镀制品、橡胶制品、染料、涂料、冶炼工件、安全气囊和镁电池等众多产品，应用范围比较广泛。由于高氯酸盐易溶于水，因此，在产品加工或使用过程中，高氯酸盐极易溶解在水中，例如溶解在地下水、地表水和饮用水中；并且水中的高氯酸盐也容易在动植物体内进一步富集。高氯酸盐的化学结构较为稳定，不易降解。并且，有研究表明，高氯酸盐与碘在进入甲状腺过程中会发生竞争，其抑制了甲状腺对碘的正常吸收，影响了甲状腺的正常功能，容易造成新陈代谢紊乱、胎儿和婴幼儿神经中枢发育不正常，甚至高浓度的高氯酸盐还会引发甲状腺癌。2002年美国国家环保署(usepa)规定，饮用水中高氯酸盐的最大容许含量为1μg/l。2015年5月26日欧洲食品安全局重新发布了“食品中高氯酸盐对公众健康风险的科学意见”，意见中设定每公斤体重每天0.3μg的高氯酸盐容许摄入量。近年来，陆续出现了奶粉、茶叶和饮用水中高氯酸盐超标的报道，这引发了人们对监控食品中高氯酸盐含量的关注。迄今，有关高氯酸盐检测分析的研究主要还是针对于饮用水、奶制品等成分简单的样品。常见分析方法包括分光光度法、电极法和离子色谱法。烟草薄片又称再造烟叶，主要由烟末、烟碎片、烟梗和/或低次烟叶等原料与胶粘剂及其它添加剂组成。常用胶粘剂包括羧甲基纤维素、各类纤维素衍生物、果胶、树胶及其它天然原料萃取物。烟草薄片的制备工艺中较为常用的是造纸法，具体是：用水萃取原料后，将不溶性物质单独或添加天然纤维后制浆、造纸，形成纸网，水溶性萃取物浓缩后，与添加剂混合涂覆在纸网上，干燥后即得到烟草薄片。烟草薄片的制备过程中可能会富集高氯酸盐，因此有必要对烟草薄片中的高氯酸盐进行监控。与饮用水、奶制品等样品不同的是，烟草薄片的成分极为复杂，这主要由于烟草薄片的原料多样、添加剂种类也比较繁多。采用饮用水和奶制品中常见的高氯酸盐分析方法对烟草薄片进行分析时发现：用分光光度法和电极法检测烟草薄片中的高氯酸盐时杂质干扰都比较严重，准确度较低；用离子色谱法检测时，样品的前处理非常复杂，并且样品中的氯化物和硫酸盐干扰较为严重，无法消除。因此，尚无有效分析烟草薄片中高氯酸盐的方法。目前，亟需一种有效分析烟草薄片中高氯酸盐的方法，以实现对烟草薄片中高氯酸盐含量的监控。技术实现要素：本发明提供了一种能有效分析烟草薄片中高氯酸盐的方法，实现了对烟草薄片中高氯酸盐含量的监控。并且，本发明还提供了一种用于检测、分析烟草薄片中高氯酸盐的试剂盒。本发明一方面涉及一种烟草薄片中高氯酸盐的分析方法，包括如下步骤：(1)用水浸提烟草薄片样品，得到提取液；(2)用液相色谱串联质谱检测提取液；(3)根据检测结果定性分析烟草薄片样品中的高氯酸盐；步骤(3)中，通过计算检测结果中98.9/82.8(m/z)和100.9/84.8(m/z)两个离子对的丰度比进行定性分析。本发明的一个实施方式中，98.9/82.8(m/z)和100.9/84.8(m/z)的丰度比为2.8～3.2(优选为3.08)时，则烟草薄片样品中含有高氯酸盐。本发明的一个实施方式中，缺少离子对98.9/82.8(m/z)和/或100.9/84.8(m/z)或者98.9/82.8(m/z)和100.9/84.8(m/z)的丰度比不在2.8～3.2范围内时，则烟草薄片样品中不含高氯酸盐。本发明的一个实施方式中，当定性分析出烟草薄片样品中含高氯酸盐时，所述分析方法还包括步骤(4)：定量分析烟草薄片样品中的高氯酸盐，采用的定量离子对为98.9/82.8(m/z)；优选地，定量分析采用外标法。本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，液相色谱的流动相由流动相a和流动相b组成，其中，流动相a为水，流动相b为氨水溶液。本发明的一个实施方式中，氨水溶液的摩尔浓度为20～80mmol/l，优选为35～65mmol/l，更优选为47mmol/l、50mmol/l或55mmol/l。本发明的一个实施方式中，水为超纯水。本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，液相色谱采用等度洗脱；优选地，等度洗脱过程中，流动相a与流动相b的体积比为(92～98):(3～7)，更优选为95:5、93:6或97:4；优选地，洗脱时间为0～12分钟，更优选为0～10分钟，例如4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟或11分钟。本发明的一个实施方式中，还包括如下1)至7)中的一项或多项：1)步骤(1)中，水为超纯水；2)步骤(1)中，水与烟草薄片样品的重量比为(40～170):1，优选为(60～140):1，更优选为50:1、70:1、90:1、100:1或120:1；3)步骤(1)中，浸提的时间为10～60分钟，优选为20～40分钟，更优选为25分钟、30分钟、36分钟或40分钟；4)步骤(1)中，浸提的温度为20℃～40℃，优选为25℃、30℃、32℃、37℃或40℃；5)步骤(1)中，浸提在超声条件下进行；6)在步骤(1)和(2)之间还包括步骤(1-a)：将提取液过滤，收集滤液作为提取液；优选地，所述过滤包括：将提取液经定性滤纸过滤，收集滤液，再将滤液进行微滤；更优选地，微滤的滤膜孔径为0.1～0.4μm，进一步优选为0.2～0.3μm；7)所述高氯酸盐为高氯酸钠和/或高氯酸钾。本发明的一个实施方式中，步骤(2)中液相色谱的操作条件包括如下(a)至(d)中的一项或多项：(a)色谱柱为戴安ionpacas11-hg色谱柱；(b)色谱柱的规格为4mm×250mm；(c)色谱柱的温度为30～50℃，优选为32℃、37℃、40℃、43℃、45℃或48℃；(d)流速为700～900μl/分钟，优选为750μl/分钟、780μl/分钟、800μl/分钟、820μl/分钟、860μl/分钟或890μl/分钟。本发明的一个实施方式中，步骤(2)中质谱的操作条件包括如下(a)至(h)中的一项或多项：(a)离子源为电喷雾电离源；(b)扫描方式为负离子扫描；(c)检测方式为多反应监测；(d)电喷雾电压为-5000～-4000v，优选为-4700v、-4500v、-4300v、-4100v；(e)离子源温度为300～400℃，优选为320℃、330℃、350℃、370℃或390℃；(f)辅助气gas1和/或gas2的压力为40～70psi，优选为50psi或60psi；(g)去簇电压为-50～-30v，优选为-40v；(h)碰撞能为-30～-10v，优选为-27v、-24v、-20v、-19v、-17v、-15v或-13v。本发明另一方面涉及一种试剂盒，包含：水、氨水溶液、定性滤纸、孔径0.1～0.4μm的滤膜和戴安ionpacas11-hg色谱柱。本发明的一个实施方式中，所述试剂盒包括如下(ⅰ)至(ⅲ)中的一项或多项：(ⅰ)氨水溶液的摩尔浓度为20～80mmol/l，优选为35～65mmol/l，更优选为47mmol/l、50mmol/l或55mmol/l；(ⅱ)滤膜的孔径为0.2～0.3μm；(ⅲ)色谱柱的规格为4mm×250mm。本发明又一方面涉及本发明前述方面任一的所述试剂盒在分析或检测烟草薄片中高氯酸盐中的用途。本发明中，如无特别说明，术语“烟草薄片”又称再造烟叶，主要由烟末、烟碎片、烟梗和/或低次烟叶等原料与胶粘剂及其它添加剂组成。常用胶粘剂包括羧甲基纤维素、各类纤维素衍生物、果胶、树胶及其它天然原料萃取物。术语“浸提”是指用液体溶剂浸泡固体样品以提取其中溶质的方法。术语“定性分析”是指对研究对象进行“质”的方面的分析，主要是解决研究对象“有没有”、“是不是”的问题。术语“定量分析”是指用以测定物质中各种成分的含量。术语“丰度”是指研究体系中被研究对象的相对含量，用质量百分比表示。术语“超纯水”是指水的温度为25℃时，电导率小于0.1μs/cm，ph值为6.8-7.0及去除其他杂质和细菌的水。术语“等度洗脱”是指在样品组分的分析周期中，流动相的组成比例和流速恒定不变的洗脱方式。术语“超声”是指是指频率高于20000赫兹的声波。术语“过滤”是指推动力或者其他外力作用下悬浮液中的液体透过介质，固体颗粒及其他物质被过滤介质截留，从而使固体及其他物质与液体分离的操作。术语“定性滤纸”是指“定性分析滤纸”，定性分析滤纸是相对于定量分析滤纸和层析定性分析滤纸来说的。定性分析滤纸一般残留灰分较多，仅供一般的定性分析和用于过滤沉淀或溶液中悬浮物用，不能用于质量分析。术语“微滤”又称微孔过滤，是以多孔膜(微孔滤膜)为过滤介质进行的过滤。术语“色谱柱”是指装填有固定相用以分离混合组分的柱管。术语“流动相”是指在色谱分离中用以携带试样及洗脱组分的气体或液体。术语“外标法”是指以待测成分的对照品作为对照物质，相对比较以求得供试品含量。术语“离子源”是指质谱分析粒子加速器中，使样品分子发生离解产生快速运动的离子的部件。术语“试剂盒”是指用于盛放所需要的化学试剂及实验室用品的盒子。本发明取得了如下有益效果中的至少一项：1、本发明方法能有效定性出烟草薄片中的高氯酸盐。2、本发明方法能准确测定烟草薄片中的高氯酸盐含量。3、本发明试剂盒可用于检测分析烟草薄片中高氯酸盐的含量。附图说明为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1为本发明实施例1中s5标准溶液的色谱图。图2为本发明实施例1中提取液的色谱图。具体实施方式实施例11、材料烟草薄片：购买自金闽再造烟叶有限公司。滤膜：购买自希波氏科技公司，孔径为0.22μm。高氯酸钠标准品：购买自国药控股股份有限公司。50mm氨水溶液：购买自国药控股股份有限公司。2、检测方法(1)制备提取液：取0.5g烟草薄片(精确至0.000lg)作为样品，放入250ml磨口三角瓶中，加入50.0ml超纯水，盖上瓶塞，在超声条件下提取30分钟，提取温度控制在室温，收集液体。液体经定性滤纸过滤并弃去前5毫升的滤液，收集续滤液。将续滤液经孔径为0.22μm的滤膜过滤，得到的滤液即为提取液。(2)配制标准溶液：取多份高氯酸钠标准品，分别加入超纯水，配制成系列浓度标准溶液s1-s6，浓度分别为0.05μg/l、0.l0μg/l、0.50μg/l、1μg/l、5μg/l和l0μg/l。(3)液相色谱串联质谱分析：用液相色谱串联质谱仪(ab公司，qtrap5500)分别对提取液和系列浓度标准溶液进行检测分析。其中，s5标准溶液的色谱图如图1所示；提取液的色谱图如图2所示(其中，保留时间较短的弱峰表示杂质)。其中，液相色谱的操作条件如下：色谱柱：戴安ionpacas11-hg色谱柱，规格为4mm×250mm；色谱柱温度：40℃；流动相：流动相a为超纯水，流动相b为50mm氨水溶液；等度洗脱：洗脱时间为10分钟；并且，洗脱过程中，流动相a与流动相b体积比为95:5；流速：800μl/min；进样量：5μl。质谱操作条件如下：离子源：电喷雾电离源(esi)；扫描方式：负离子扫描；检测方式：多反应监测(mrm)；电喷雾电压：-4500v；离子源温度：350℃；辅助气gas1压力：60psi；辅助气gas2压力：50psi；去簇电压(dp)：-40v；碰撞能(ce)：-20v；高氯酸盐的定性离子对为98.9/82.8(m/z)和100.9/84.8(m/z)，并且，98.9/82.8(m/z)和100.9/84.8(m/z)离子对的丰度比为3.08时，定性为含有高氯酸盐；高氯酸盐的定量离子对：98.9/82.8(m/z)。(4)计算样品中的高氯酸盐含量：根据(3)中系列浓度标准溶液的检测结果，以高氯酸钠的峰面积y，对其质量浓度x线性回归，得到标准工作曲线：y＝217778x+55222，r2＝0.9997。由此可见，在0.05～10μg/l浓度范围内，曲线的线性良好，适合定量分析。将s1标准溶液连续稀释，按照(3)中的方法检测，分别按信噪比s/n>10和s/n＝3计算，高氯酸(钠)盐的定量限为0.02μg/l，检出限为0.005μg/l。将由提取液检测出的高氯酸盐的峰面积代入上述标准工作曲线，得到提取液中高氯酸盐的含量a。再通过下式计算得到烟草薄片样品中高氯酸盐的含量。m＝(a×s)/n其中，m-烟草薄片样品中高氯酸盐的含量(μg/kg)；a-提取液中高氯酸盐的含量(μg/l)；s-提取液的体积与弃去滤液的体积之和(l)；n-烟草薄片样品的重量(kg)。经计算，本实施例的烟草薄片样品中高氯酸盐的含量为10.73μg/kg。实施例2参照实施例1的方法，对实施例1烟草薄片样品重复检测，每天检测6次，重复3天，共进行18次平行测定，结果如表1所示。表1由表1可知，本发明方法分析烟草薄片样品中高氯酸盐的日内相对标准偏差和日间相对标准偏差均小于5％，表明本发明分析方法的重复性良好。实施例3向多份质量相同的实施例1烟草薄片样品中按质量分别加入三个浓度水平的高氯酸钠标准品(厂家和型号同实施例1)，混匀，参照实施例1的方法测定加标样品的高氯酸盐含量。每一浓度水平平行测定三次。计算回收率，结果见表2。表2由表2可知，本发明分析方法对高氯酸盐的回收率在93.8％～97.1％之间，符合化学检测的要求。对比例1色谱柱的影响用agilentc18色谱柱(规格为100mm×3mmi.d.,2.6μm)代替实施例1中的戴安ionpacas11-hg色谱柱，其余参照实施例1进行。结果发现，其它阴离子的色谱峰与高氯酸盐的色谱峰无法分离开，因而无法检测高氯酸盐。对比例2流动相的影响(1)用超纯水代替实施例1中的流动相，其余参照实施例1进行。检测结果表明：以超纯水作流动相时，目标物的峰面积为16900，明显低于以50mm氨水作流动相时的目标物峰面积(27800)。(2)用不同氨水溶液代替实施例1中的流动相b，检测到的目标物峰面积如下表所示：氨水浓度10mm30mm50mm70mm90mm峰面积2120025300278002740026500随着氨水浓度的增加，目标物峰面积逐渐增加。当氨水浓度为50mm峰面积达到最大，继续增加氨水浓度，目标物峰面积有所下降。对比例3定性分析方法的影响参照实施例1(3)中的方法，对除高氯酸盐外的其它物质进行液相色谱串联质谱检测时，也会出现98.9/82.8(m/z)或100.9/84.8(m/z)离子对；或者，也会同时出现98.9/82.8(m/z)和100.9/84.8(m/z)离子对，但两离子对的丰度比不在2.8～3.2范围内。因此，单独采用98.9/82.8(m/z)离子对或100.9/84.8(m/z)离子对定性，或者尽管采用98.9/82.8(m/z)和100.9/84.8(m/z)两个离子对定性，但不考察其丰度比是否在2.8～3.2范围内，都无法正确定性出高氯酸盐。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。当前第1页12