测定卷烟主流烟气总粒相物中烟碱含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及烟草领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种采用免 试剂离子色谱法测定卷烟主流烟气总粒相物中烟碱含量的方法。
【背景技术】
[0002] 烟碱约占烟草生物碱总量的90%以上，是烟草中最重要的1种生物碱。烟草之所 以用作各种形式的消费品，主要是因为烟草中的烟碱可作用于人的中枢神经系统，能使吸 烟者感到兴奋和刺激。准确测定卷烟主流烟气总粒相物中的烟碱含量，是卷烟质量控制的 一项重要措施。
[0003]目前，卷烟主流烟气总粒相物中烟碱的测定主要采用的是气相色谱 (Gas Chromatography ;GC)或气相色谱一质谱联用法（Gas Chromatography-Mass Spectrometry ;GC-MS)。采用这两种方法检测时，烟碱的提取一般采用异丙醇，有时也使用 二氯甲烷、乙酸乙酯等有机溶剂。由于仪器的信号响应受操作条件的影响较大，GC或GC-MS 两种方法测定卷烟主流烟气总粒相物中的烟碱时一般采用内标法定量，正十七碳烷、喹哪 啶和茴香脑等是常用的内标试剂。采用GC-MS或使用毛细管柱进行分离的气相色谱法测定 时，待测溶液在注入仪器分析前采用无水硫酸钠等试剂进行脱水处理，操作比较麻烦。
[0004]也有一些学者米用高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography ; HPLC)或超高效液相色谱法（Ultra Performance Liquid Chromatography ;UPLC)测定卷烟 主流烟气总粒相物中的烟碱。烟碱是一种二元弱碱，其pKbl=6. 13，pKb2=10. 85。在水溶 液中，当pH > 6. 0时，烟碱才能以游离态存在；当pH = 7. 8时，游离态烟碱约占烟碱总量的 50%。采用高效液相色谱或超高效液相色谱法测定烟碱时，如果流动相的pH值较高，烟碱 在流动相中能以游离态、单质子态和双质子态3种状态存在，洗脱时容易出现烟碱的色谱 峰很宽和拖尾现象，因而在谢笑天（高效液相色谱法测定卷烟烟气总粒相物中的烟碱.分 析化学，2000, 28(9) : 1085-1087)和黄注传（用HPLC法测定卷烟总粒相物及烟碱盐中的烟 碱含量.烟草科技，1997 (4) :29-30)等人的研宄中，所采用的流动相pH值分别为3.0和 1.95,均很低。刘正聪（超高效液相色谱法测定卷烟生物碱向主流烟气的迀移率.光谱实 验室，2009, 26 (2) : 357-361)等人则采用pH值较高的碱性流动相进行洗脱，其流动相A为 乙腈，流动相B为0. 5%的乙酸钠溶液，梯度洗脱时A的含量从10%增加到12. 5%，此时烟 碱主要以游离态存在。这种方法虽然采用了柱效较高的Waters ACQUITYUPLC?BEH C18 1. 7 ym色谱柱进行分离，但由于卷烟主流烟气总粒相物中的成分复杂，种类众多，其萃取液 在进行仪器分析前仍然采用了固相萃相柱进行净化，操作也比较麻烦。
[0005] 离子色谱（Ion Chromatography ;IC)是高效液相色谱法的一种，其分离是基于淋 洗液与固定相上的离子交换基团之间发生的离子交换反应，对于易极化和疏水性较强的离 子，分离机理还包括非离子交换的吸附过程。离子色谱法不仅可以解决常规无机阴、阳离子 的有效分析，对于氨基酸、有机胺和糖类等一些采用常规高效液相色谱法无法分析或难以 解决的化合物的检测也具有优势。免试剂离子色谱（Reagent Free Ion Chromatography; RFIC)是离子色谱的一种新运行方式，其分析时只需加入水，然后水通过一个特殊装置，就 可以产生离子色谱分析时所需要的不同浓度淋洗液，无需再外加任何试剂或配制溶液。免 试剂离子色谱法减少了手工配制淋洗液时所带来的操作误差，在减化离子色谱操作过程的 同时提高了分析的重现性，而且在单泵上即可实现梯度淋洗，提升了仪器的性能。目前，尚 未见到有人采用离子色谱法检测卷烟主流烟气总粒相物中的烟碱。
【发明内容】
[0006] 本发明克服了现有技术的不足，提供一种采用免试剂离子色谱法测定卷烟主流烟 气总粒相物中烟碱含量的方法，以简单的操作方法准确测定烟碱的含量，分析时烟草中去 甲基烟碱和新烟草碱对测定没有干扰。
[0007] 为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
[0008] 一种测定卷烟主流烟气总粒相物中烟碱含量的方法，它包括以下步骤：
[0009]⑴待测卷烟样品预处理
[0010] 按照烟支重量和吸阻要求对卷烟进行分选获得多种待测卷烟样品，然后按照ISO 3402 :1999中规定的要求将待测卷烟样品平衡48h，接着按照ISO 3308 :2000中规定的要 求对待测卷烟样品进行抽吸，每个抽吸孔道抽吸同一种样品的5支卷烟，获得分别捕集有 每种样品粒相成分的滤片；
[0011] ⑵烟碱的提取
[0012] 取其中一种样品的所述滤片放入萃取瓶中，加入100ml浓度0. 025~0. 030mol/L 的H2S04，然后超声萃取30~35min，接着用水系滤膜过滤获得含有烟碱的滤液；
[0013] (3)烟碱含量的检测
[0014] 采用配置了 CS19色谱柱和紫外检测器的离子色谱仪对步骤（2)获得的滤液进行 分析，离子色谱仪的进样量为10 y L，紫外检测器的检测波长为255~265nm，淋洗液是由 免试剂离子色谱的Dionex EGCIIIMSA Eluent Generator Cartridge自动生成的甲烧磺 酸溶液，流速为1. 〇ml/min，其起始浓度为0. 040~0. 045mol/L，15min后增加到0. 055~ 0? 065mol/L，然后在0? lmin内迅速降低到0? 040~0? 045mol/L，获得该样品的烟碱的离子 色谱图后平衡5min再继续分析下一个样品。
[0015] 进一步的技术方案是：步骤（3)所述紫外检测器的检测波长为260nm。
[0016] 更进一步的技术方案是：步骤（3)所述离子色谱图根据保留时间定性，采用外标 法进行定量。
[0017] 更进一步的技术方案是：步骤（3)所述甲烷磺酸溶液的起始浓度为0.040mol/L， 15min后增加到0. 060mol/L，然后在0. lmin内迅速降低到0. 040mol/L。
[0018] 优选的，步骤（3)所述CS19色谱柱的尺寸为4mmX250mm。CS19色谱柱由Dionex IonPac?公司生产。
[0019] 优选的，步骤（3)所述配置了 CS19色谱柱和紫外检测器的离子色谱仪的色谱柱柱 温为30°C，检测池池温为35°C。
[0020] 更进一步的技术方案是：步骤⑵所述职04的浓度为0. 025mol/L。
[0021] 更进一步的技术方案是：步骤（2)所述超声萃取使用超声波清洗器。
[0022] 更进一步的技术方案是：步骤（2)所述水系滤膜的孔径为0. 45 ym。
[0023] 下面对本发明技术方案进行详细说明。
[0024]在本发明的步骤（1)中按照烟支重量和吸阻要求对卷烟进行分选是为了减少烟 支的个体差异，使测定结果的重现性更好，将分选后的卷烟平衡48h是因为含水量的差异 会影响卷烟燃烧时产生的物质，导致不同含水量的同一样品种类的卷烟燃烧后主流烟气中 所含物质不同，在检测烟碱含量前对卷烟进行平衡可以使待测样品的含水量相同，使检测 结果更精确。本发明在平衡时采用的规则是ISO 3402 :1999中规定的要求，例如ISO 3402 : 1999中规定平衡的温度是20~24°C、相对湿度是55%~65%等。吸烟机可以模拟人抽烟 从而获得卷烟燃烧后的主流烟气，按照ISO 3308 :2000中规定的要求对待测卷烟样品进行 抽吸，同一个孔道抽吸同种样品的5支卷烟即可有效的测定烟碱的含量，如果抽吸过少，则 误差增大，如果抽吸过多也会使得滤片捕集的粒相成分不完全从而增大误差。硫酸可与烟 碱生成盐，增大了烟碱的溶解度，也改变了游离态烟碱易与水蒸汽共挥发的性质，使烟碱在 酸溶液中更加稳定，而采用〇. 〇25mol/L 112504提取的卷烟主流烟气总粒相物样品溶液在放 置1个月后，烟碱的含量基本没有变化，说明在该条件下烟碱更加稳定。而且，烟碱此时以 稳定的质子态存在，对后续的离子色谱分离有利。超声萃取的作用是让烟碱溶解，超声萃取 时间太短则烟碱溶解不完全，测试结果不准确，超声时间过长则延长流程又没有达到更好 的溶解效果。本发明采用水系溶剂（弱酸）溶解烟碱，以水系滤膜过滤即可达到过滤的效 果。
[0025] 色谱柱柱温为30°C，检测池池温为35°C，仪器自动加热，维持恒温，在该恒温条件 下，离子色谱仪的重现性较好。
[0026] 由于在离子色谱分析时烟碱的电导响应很弱，而