专利名称：一种卷烟主流烟气中4种烟草特有氮亚硝胺TSNAs的测定方法
技术领域：
本发明涉及卷烟主流烟气中4种TSNAs的测定方法，具体涉及一种采用三重串联气质联用色谱法测定卷烟主流烟气中4种烟草特有氮亚硝胺TSNAs含量的方法。
背景技术：
烟草特有亚硝胺(TSNAs)是卷烟烟气中诱发癌症的主要活性成分之一，现已发现包括N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1_ 丁酮(NNK)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)、N-亚硝基假木贼碱(NAB)等四种。其中NNK于1977年由Hecht等首次在卷烟烟气中发现。Hoffmann等在1981年对叙利亚金色仓鼠进行了皮下注射研究后认为NNK对哺乳动物有较强的致癌作用，且其致癌性在已发现的四种烟草特有N-亚硝胺中最 强。国际癌症研究机构(IARC)根据一系列动物实验研究的结果，有充分的证据确定NNK是人体致癌物，并确定其致癌性等级(IARC GroupDo现NNK已被国内烟草行业列为七种主要有害成分之一重点监控。随着人们对吸烟与健康问题的关注，卷烟产品的安全、卫生越来越得到各方面的重视，因此准确测定卷烟烟气中NNK的含量具有重要的意义。由于卷烟烟气中的烟草特有亚硝胺含量极微，一般浓度均在ng/cig数量级，卷烟烟气又是非常复杂的混合物，因此卷烟烟气中的烟草特有N-亚硝胺的定量分析有相当的难度。目前，检测卷烟烟气中TSNAs的分析方法主要有气相色谱-热能分析仪法(GC-TEA)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)和液相色谱-多级质谱联用法(LC-MS/MS)等。TEA是专一性的检测器，只对亚硝胺和亚硝酸脂响应，因此GC-TEA成为了卷烟主流烟气中烟草特有N-亚硝胺含量测定的经典方法，并以此技术制订了相关国家标准。但是GC-TEA在检测卷烟主流烟气中TSNAs的方法局限于当时仪器水平，要求的前处理方法复杂，试剂消耗和工作量较大，其次该方法信噪比、灵敏度不够理想，定量下限一般在2. 5ng/cig左右，并不能完全满足烤烟型卷烟的检测需要；GC-MS —般只适用于TSNAs含量很高的卷烟烟气样品；LCMS/MS灵敏度高，是现在国内外检测TSNAs的一种主要方法，但总体来看其检测数据与GC-TEA法相比仍有一定偏差。随着近些年来分析仪器的飞速发展，其它的一些检测方法也在烟草和烟气中N-亚硝胺的分析上得到了应用。特别是近期出现的三重四极杆气相质谱联用仪因其具有超高的灵敏度，可大大简化卷烟烟气样品的前处理过程，而且它比普通的四极杆气相质谱联用仪对于特征碎片离子具有更强的选择性，可极大的降低背景干扰，提高检测结果的准确性。此外通过商品化固相萃取柱碱性氧化铝采用同TEA类似的前处理方法，可以与GC-TEA法的检测结果取得较好的一致性。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中存在的问题而提供的一种准确分析、操作简便的卷烟主流烟气中4种烟草特有氮亚硝胺TSNAs的测定方法，即采用三重串联四级杆气质联用色谱法，测定卷烟主流烟气中4种TSNAs的含量，以便卷烟生产企业的技术人员对TSNAs进行定性定量测定控制。为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案来实现一种卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，为采用三重串联四级杆气质联用色谱法测定卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺(TSNAs)的含量。进一步的，采用三重串联四级杆气质联用色谱法进行测定时，采用三重串联四级杆气质联用仪作为测定仪器，并用内标法定量测定卷烟主流烟气中4中烟草特有的氮亚硝胺(TSNAs)的含量。更进一步的，使用三重串联四级杆气质联用仪时，采用模式为氨气作反应气的正化学离子(PCI)模式。本发明的4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs为N-亚硝基降烟碱(NNN)、4_ (甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1_ 丁酮(NNK)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)以及N-亚硝基假木贼碱(廳)。本发明所采用的三重串联四级杆气质联用仪为美国Agilent公司的7000B型号的三重串联四级杆气质联用仪产品。本发明的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，主要包括以下步骤I)配置标准工作溶液和内标溶液并绘制标准工作曲线 A、配置五级标准工作溶液，每级标准工作溶液均为含有NNN、NNK, NAT和NAB的二氯甲烷溶液；配置内标溶液，所述内标溶液为含有D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的二氯甲烷溶液；B、将每级标准工作溶液中加入相同体积的内标溶液，将加有内标物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的五级标准工作溶液分别采用三重串联四级杆气质联用仪进行测定，获得氮亚硝胺的标准色谱图，分别以标准化合物NNN、NNK、NAT或NAB的峰面积与相应内标物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT或D4-NAB的峰面积之比为Y轴、以标准化合物的浓度与相应内标化合物的浓度之比为X轴绘制标准工作曲线，分别获得NNN、NNK, NAT和NAB四条标准工作曲线。较佳的，步骤I)的A中，所述每级标准工作溶液均为含有NNN、NNK, NAT和NAB的二氯甲烷溶液，其中，第一级工作溶液中NNN、NNK, NAT和NAB的浓度均为5ng/mL ;第二级工作溶液中NNN、NNK、NAT和NAB的浓度均为25ng/mL ;第三级工作溶液中NNN、NNK、NAT和NAB的浓度均为50ng/mL ;第四级工作溶液中NNN、NNK、NAT和NAB的浓度均为75ng/mL ;第五级工作溶液中NNN、NNK, NAT和NAB的浓度均为500ng/mL.较佳的，步骤I)的A中，所述内标溶液为含有D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的二氯甲烷溶液，其中，内标溶液中D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的浓度均为400ng/
mLo较佳的，步骤I)的B中，加有内标物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的各级标准工作溶液中的内标化合物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的浓度均为20ng/mL。2)采用滤片捕集方式捕集卷烟烟气，滤片采用二氯甲烷萃取，萃取时加入内标溶液并超声萃取，获得加有内标化合物的萃取液。较佳的，所述滤片捕集方式根据GBT19609-2004标准方法捕集卷烟烟气；所述滤片，如可以为剑桥滤片。较佳的，所述加有内标化合物的萃取液中的内标化合物D4NNN、D4-NNK、D4NAT和D4-NAB的质量均为400ng，即加入Iml含有D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4NAB的浓度均为400ng/mL的内标溶液。3)将加有内标化合物的萃取液采用碱性氧化铝SPE小柱洗脱纯化，获得洗脱液。较佳的，洗脱纯化时，先采用洗涤液对萃取液进行淋洗，再采用洗脱液对萃取液进行洗脱。较佳的，所述洗涤液为二氯甲烷；所述洗脱液为甲醇和二氯甲烷的混合液，该混合液中甲醇的体积百分比为8%。进一步的，洗脱纯化时，萃取液、洗涤液和洗脱液的体积比为1:1 I。如取3ml萃取液上碱性氧化铝SPE小柱，先采用3ml的二氯甲烷进行淋洗，再采用3ml甲醇体积百分比为8%的甲醇和二氯甲烷的混合液进行洗脱。·4)将步骤3)获得的洗脱液采用三重串联四级杆气质联用仪进行测定，获得氮亚硝胺的标准色谱图，分别以卷烟主流烟气中的待测化合物NNN、NNK、NAT或NAB的峰面积与相应内标物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT或D4-NAB的峰面积之比获得相应的Y值，根据相应的Y值、相应内标化合物的质量和相应的标准工作曲线计算获得卷烟主流烟气中4种氮亚硝胺NNN、NNK, NAT 和 NAB 的含量。上述步骤I)和步骤4)中采用三重串联四级杆气质联用仪进行测定时的色谱条件为三重串联四级杆气质联用仪配Cl源(也称为化学离子源)；其色谱柱为3011^25011111的08-35瓜色谱柱或相当于08系列的色谱柱；其色谱柱内的膜厚为0. 25 u m0三重串联四级杆气质联用仪的仪器条件为GC进样口温度为250°C，初始炉温为50 0C ;载气流速为I. 2ml/min ;进样量为2 ;传输线温度为290°C。三重串联四级杆气质联用仪的程序升温梯度如表I所示的升温梯度表I
Rate/°C Value/。。 Hold/min Runtime/min50II
3017005
~5230017
30290524
290024三重串联四级杆气质联用仪的MRM参数如表2所示表权利要求
1.一种卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，为采用三重串联四级杆气质联用色谱法测定卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺NNN、NNK、NAT和NAB的含量。
2.如权利要求I所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，其特征在于，采用三重串联四级杆气质联用色谱法进行测定时，采用三重串联四级杆气质联用仪作为测定仪器，并用内标法定量测定卷烟主流烟气中4中烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的含量。
3.如权利要求2所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，其特征在于，使用三重串联四级杆气质联用仪时，采用模式为氨气作反应气的正化学离子PCI模式。
4.如权利要求1-3任一所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，其特征在于，主要包括以下步骤 1)配置标准工作溶液和内标溶液并绘制标准工作曲线 A、配置五级标准工作溶液，每级标准工作溶液均为含有NNN、NNK,NAT和NAB的二氯甲烷溶液；配置内标溶液，所述内标溶液为含有D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的二氯甲烷溶液； B、将每级标准工作溶液中加入相同体积的内标溶液，将加有内标物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的五级标准工作溶液分别采用三重串联四级杆气质联用仪进行测定，获得氮亚硝胺的标准色谱图，分别以标准化合物NNN、NNK, NAT或NAB的峰面积与相应内标物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT或D4-NAB的峰面积之比为Y轴、以标准化合物的浓度与相应内标化合物的浓度之比为X轴绘制标准工作曲线，分别获得NNN、NNK, NAT和NAB四条标准工作曲线； 2)采用滤片捕集方式捕集卷烟烟气，滤片采用二氯甲烷萃取，萃取时加入内标溶液并超声萃取，获得加有内标化合物的萃取液； 3)将加有内标化合物的萃取液采用碱性氧化铝SPE小柱洗脱纯化，获得洗脱液； 4)将步骤3)获得的洗脱液采用三重串联四级杆气质联用仪进行测定，获得氮亚硝胺的标准色谱图，分别以卷烟主流烟气中的待测化合物NNN、NNK、NAT或NAB的峰面积与相应内标物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT或D4-NAB的峰面积之比获得相应的Y值，根据相应的Y值、相应内标化合物的质量和相应的标准工作曲线计算获得卷烟主流烟气中4种氮亚硝胺NNN、NNK、NAT和NAB的含量。
5.如权利要求4所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，其特征在于，步骤I)的A中，所述每级标准工作溶液均为含有NNN、NNK, NAT和NAB的二氯甲烷溶液，其中，第一级标准工作溶液中NNN、NNK、NAT和NAB的浓度均为5ng/mL ;第二级标准工作溶液中NNN、NNK、NAT和NAB的浓度均为25ng/mL ;第三级标准工作溶液中NNN、NNK、NAT和NAB的浓度均为50ng/mL ;第四级标准工作溶液中NNN、NNK, NAT和NAB的浓度均为75ng/mL ;第五级标准工作溶液中NNN、NNK、NAT和NAB的浓度均为500ng/mL。
6.如权利要求4所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，其特征在于，步骤I)的B中，加有内标物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的各级标准工作溶液中的内标化合物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的浓度均为20ng/mL。
7.如权利要求4所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，其特征在于，步骤3)中，所述加有内标化合物的萃取液中的内标化合物D4-NNN、D4-NNK、D4-NAT和D4-NAB的质量均为400ng。
8.如权利要求4所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，其特征在于，步骤4)中，洗脱纯化时，先采用洗涤液对萃取液进行淋洗，再采用洗脱液对萃取液进行洗脱。
9.如权利要求4所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，其特征在于，步骤4)中，所述洗涤液为二氯甲烷；所述洗脱液为甲醇和二氯甲烷的混合液，该混合液中甲醇的体积百分比为8%。
10.如权利要求4所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法，其特征在于，所述步骤I)和步骤4)中采用三重串联四级杆气质联用仪进行测定时的色谱条件为三重串联四级杆气质联用仪配Cl源；其色谱柱为30mX250um的DB-35W色谱柱或相当于DB系列的色谱柱。
11.如权利要求1-10任一所述的卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺TSNAs的测定方法在卷烟产品质量监测或TSNAs含量控制中的应用。
全文摘要
本发明涉及卷烟主流烟气中4种烟草特有氮亚硝胺TSNAs含量的方法。本发明采用三重串联四级杆气质联用色谱法测定卷烟主流烟气中4种烟草特有的氮亚硝胺的含量，以三重串联四级杆气质联用仪作为测定仪器，并用内标法定量测定卷烟主流烟气中4中烟草特有的氮亚硝胺NNN、NNK、NAT和NAB的含量。本发明提供了一种准确、操作简便的测定卷烟主流烟气中4种氮亚硝胺TSNAs的测定方法，克服了以往卷烟主流烟气中4种氮亚硝胺TSNAs相关标准检测方法的操作繁琐、费时等缺陷，且本发明测定方法的灵敏度与精密度高，重复性好，适用于烟草行业技术人员对卷烟主流烟气中4种氮亚硝胺TSNAs进行定性或定量测定。
文档编号G01N30/02GK102680603SQ20121016667
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者余翀天, 吴达, 周宛虹, 林华清, 陆怡峰, 顾文博 申请人:上海烟草集团有限责任公司, 安捷伦科技(中国)有限公司