一种测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法
【专利摘要】本发明公开了一种测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法，包括内标溶液、标准工作溶液和样品溶液的制备，气相色谱-串联质谱法分析，以及测定结果的计算等步骤。本发明采用3，4-亚甲二氧苯乙酮为内标物进行定量，经优化后的检测方法操作较为简便，响应灵敏、定量分析准确，有效地减少了因样品基质复杂带来的干扰，所采用的色谱和质谱条件使得目标物具有较好的信号响应，并且具有较好的线性相关性，检出限为0.31ng/支，相对标准偏差为4.30%，加标回收率在94.85%～112.51%之间，说明本方法的灵敏度高、重复性好，回收率高，适合于烟气复杂基质中痕量目标物的定量分析。
【专利说明】一种测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于卷烟理化指标检测【技术领域】，具体涉及一种测定卷烟主流烟气中甲基 丁香酚的方法。
【背景技术】
[0002] 甲基丁香酚，又名丁香酚甲醚、左旋玫瑰醚、丁子香酚甲醚、0-甲基丁香酚、4-烯 丙藜芦素、4-烯丙藜芦醚、丁香酚基甲基醚、丁子香基甲基醚、诱蝇醚，英文名为Methyl Eugenol(Eugenyl Methyl Ether)。CAS 号为 93-15-2,分子式为 CnH1402，分子量为 178. 23， 无色至微黄色液体。沸点249°C，相对密度1. 032-1. 036,折射率1. 532-1. 536,闪点99°C， 溶于乙醇及油类。有清甜的丁香-茴香辛香气,似香石竹气息，香气较透发而持久,有茶样 的温和辛香味。按照毒性等级分类，甲基丁香酚为中毒。按照MSDS数据资料，其LD50(大 鼠，经口）为1179毫克/公斤，LD50(小鼠，腹腔）为540毫克/公斤。但是，甲基丁香酚 的潜在危害已被国内外所认识，甲基丁香酚已经列入我国"化妆品卫生规范"的禁用物名单 中。
[0003] 对于甲基丁香酚的分析检测而言，在国外，烯烃基苯类芳香物质在一些香料植物 中被鉴定和量化分析。在分析植物中的烯烃基苯类芳香物质时，所采用的仪器分析方法主 要有GC或GC-MS，以及HPLC。比如1985年，Carman A S等人使用GC方法对新鲜和冷冻 胡萝卜中的甲基丁香酚、肉豆蘧醚进行了快速定量分析；1988年，Archer A W使用HPLC方 法对肉豆蘧树及肉豆蘧干皮中的甲基丁香酚、肉豆蘧醚进行了量化分析；在分析植物中的 烯烃基苯类芳香物质时，所采用的样品前处理技术，依据样品基质的不同，主要有溶剂萃 取（Schmelta, 1967 年），固相萃取（Yates and England, 1982 年），蒸气蒸馈（Lavoie et al, 1985年），超临界流体萃取（Heikes, 1994年），固相微萃取（Clark and Bunch, 1997 年）。此外，也有对烟草中的烯烃基苯类芳香物质进行分析的报告，比如1999年，Stanfill and Ashley使用SPME-GC-MS方法对比迪烟和丁香烟中的烯烃基苯类芳香物质进行了定量 分析。但是，对于卷烟烟气来说，由于烟气基质的复杂性以及目标物含量较低的原由，烯烃 基苯类芳香物质的定量分析一直被认为是值得挑战的课题。1964年，Rodgman和Cook收 集20560支无滤嘴卷烟烟气的粒相物，采用合适的前处理方法，分离鉴定出丁香酚、异丁香 酚和甲基丁香酚。1966年，Schmelta收集lkg卷烟烟气粒相物（相当于50000支卷烟燃 烧的产物），分析其中的肉豆蘧醚。1986年，Lavoie et al等人使用GC-MS方法对丁香烟 中的丁香酚进行了分析测定。直至2000年，Stephen等人采用固相萃取-GC-MS方法，对美 国市场上销售的卷烟进行包括丁香酚、甲基丁香酚等8种烯烃基苯类芳香物质进行分析测 定，并分析不同滤嘴通风度对烯烃基苯类芳香物质释放量的影响。其中在样品前处理时，按 照目标物的不同含量，分成两部分，即萃取液不过固相萃取柱（Pre-SPE)和过固相萃取柱 (Post-SPE)。
[0004] 在国内，一些科研工作者对植物、化妆品以及香精香料中的烯烃基苯类芳香物质 进行了分析研究。比如，1997年，王栋等人对北细辛不同生长期所含甲基丁香酚和黄樟醚用 气相色谱法进行了定量分析。1999年，周长征等人采用内标法对国产药用细辛12个种共 24个样品挥发油中甲基丁香酚和黄樟醚的含量进行了气相色谱分析。2009年，吴婷等人建 立了不同加香食品中以1，4-二溴苯和乙酸苯乙酯为内标测定天然有害物侧柏酮、龙蒿脑 和甲基丁香酚含量的气相色谱方法，保留时间定性，内标法定量。2012年，陈建伟等人采 用超临界流体萃取法和水蒸气蒸馏法分别对北细辛根及根茎进行提取分离，分别得5. 5% SFE萃取物和2. 8%挥发油。应用GC-MS分析，从北细辛SFE萃取物中鉴定出7种化学成 分，占萃取物总量的72. 70 %，其中甲基丁香酚为44. 62% ;从细辛挥发油中鉴定出19种化 学成分，占挥发油总量的88. 53%，其中甲基丁香酚为43. 02%。两种方法有6种成分完全 相同，其中致癌物质黄樟油素 SFE法比蒸馏法低2. 8倍。2012年，朱晓兰等人建立了超声 溶剂提取和分散液液微萃取（DLLME)相结合的提取、净化前处理技术，采用气相色谱一质 谱法分析了烟用添加剂中的侧柏酮、龙蒿脑、胡薄荷酮、甲基丁香酚、香豆素、6-甲基香豆素 和7-甲氧基香豆素等8种烷基苯类香味有害物。周相娟等人建立了气相色谱-质谱法测 定香水中甲基丁香酚的分析方法。
[0005] 综上所述，国内外对甲基丁香酚等烯烃基苯类芳香物质的检测主要采用GC-MS、 HPLC等方法进行分析。依据样品基质的不同，所用的前处理方法主要有溶剂萃取、固相萃 取、蒸气蒸馏、超临界流体萃取、固相微萃取以及同时蒸馏萃取。
[0006] 以上分析检测涉及的样品主要是香料植物，缺乏对卷烟烟气中甲基丁香酚的分析 研究，仅有的报道是2000年St印hen和Ashley采用固相萃取-GC/MS方法，对美国市场上销 售的卷烟烟气中甲基丁香酚在内的8种烯烃基苯类芳香物质进行分析测定。但是，基于对 该方法的重复验证，发现甲基丁香酚在文献所采用的CN键合的固相萃取柱上保留性不强， 达不到选择性洗脱的目的，根本无法准确定量分析目标物。
【发明内容】
[0007] 发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种测定卷烟主流 烟气中甲基丁香酚的方法，以期能快速、准确检测卷烟主流烟气中甲基丁香酚的含量，测定 结果准确、基质干扰少。
[0008] 技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
[0009] -种测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法，包括以下步骤：
[0010] ⑴内标溶液的制备：以3,4_亚甲二氧苯乙酮为内标物，用乙醇作溶剂，制备内标 溶液；
[0011] (2)标准工作溶液的制备：以甲基丁香酚为标准品，用乙醇作溶剂，经逐级稀释制 备成标准储备溶液，然后分别加入一定量的内标溶液，制备成标准工作溶液；
[0012] (3)样品溶液的制备：收集好卷烟烟气中的目标物，准确加入一定量的内标溶液 以及萃取溶剂，振荡提取；提取部分萃取液，经固相萃取柱净化，净化液浓缩后，得样品溶 液；
[0013] (4)气相色谱-串联质谱分析：用气相色谱-串联质谱仪（GC-MS/MS)对标准工作 溶液和样品溶液进行检测分析；色谱分析条件为：采用HP-5MS(30mX0. 25mmX0. 25^)毛 细管色谱柱；载气为氦气，恒流速度为lmL/min ;进样量为1 μ L，采用脉冲不分流进样；进样 口温度为250°C ;传输线温度为280°C ;升温程序为初始温度为60°C，以4°C /min的速率升 高至160°C，再以10°C /min的速率升高至300°C;质谱分析条件为：电离方式为El源，正离 子模式；离子源温度：230°C ;四极杆温度：均为150°C ;碰撞气：氮气，流速1. 5mL/min，载气 (氦气）流速为2. 25mL/min ;多反应监测（MRM)模式，详细参数列于表1 ;
[0014] 表1目标物的MRM参数
[0015]
【权利要求】
1. 一种测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法，其特征在于，包括如下步骤： ⑴内标溶液的制备：以3,4_亚甲二氧苯乙酮为内标物，用乙醇作溶剂，制备内标溶 液； (2) 标准工作溶液的制备：以甲基丁香酚为标准品，用乙醇作溶剂，经逐级稀释制备成 标准储备溶液，然后分别加入定量的内标溶液，制备成标准工作溶液； (3) 样品溶液的制备：收集好卷烟烟气中的目标物，准确加入定量的内标溶液以及萃 取溶剂，振荡提取；提取部分萃取液，经固相萃取柱净化，净化液浓缩后，得样品溶液； (4) 气相色谱-串联质谱分析：用气相色谱-串联质谱仪对标准工作溶液和样品溶 液进行检测分析；色谱分析条件为：采用HP-5MS毛细管色谱柱；载气为氦气，恒流速度为 lmL/min ;进样量为1 μ L，采用脉冲不分流进样；进样口温度为250°C ;传输线温度为280°C ; 升温程序为初始温度为60°C，以4°C /min的速率升高至160°C，再以10°C /min的速率升高 至300°C ;质谱分析条件为：电离方式为EI源，正离子模式；离子源温度：230°C ;四极杆温 度：均为150°C ;碰撞气：氮气，流速1. 5mL/min，载气流速为2. 25mL/min ;多反应监测模式， 详细参数列于表1 ; 表1目标物的MRM参数
(5) 标准工作曲线的绘制及样品结果的计算：以标准工作溶液中甲基丁香酚与内标的 浓度之比为横坐标，以色谱图中甲基丁香酚与内标的峰面积之比为纵坐标，进行线性回归 分析，得到标准工作曲线。将相同条件下测得的样品溶液中甲基丁香酚与内标的色谱峰面 积比，代入标准工作曲线，换算求得卷烟样品主流烟气中甲基丁香酚的含量。
2. 根据权利要求1所述的测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法，其特征在于：步骤 (1)中，所述的内标溶液的制备具体包括以下步骤：1)内标储备液：准确称取l〇〇mg内标物 3,4-亚甲二氧苯乙酮，用乙醇定容到100mL，得浓度为1000 μ g/mL的内标储备液；2)内标 溶液：准确移取lmL内标储备液，用乙醇定容到100mL，得浓度为10μ g/mL的内标储备液。
3. 根据权利要求1所述的测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法，其特征在于：步 骤（2)中，所述的标准工作溶液的制备具体包括以下步骤：1) 一级标准储备液：准确称取 100mg甲基丁香酚，用乙醇定容到100mL，得浓度为1000 μ g/mL的一级标准储备液；2)二级 标准储备液：准确移取0. 5mL -级标准储备液，用乙醇定容到100mL，得浓度为5 w g/mL的 二级标准储备液；3)标准工作溶液：分别准确移取二级标准储备液10 μ L、20 μ L、50 μ L、 100 μ L和200 μ L，以及内标溶液各100 μ L，用乙醇作溶剂定容至lOmL的容量瓶中，得浓度 分别为5ng/mL、10ng/mL、25ng/mL、50ng/mL和100ng/mL的系列标准工作溶液，其中内标浓 度为 100ng/mL。
4. 根据权利要求1所述的测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法，其特征在于：步骤 (3)中，所述的样品溶液的制备具体包括以下步骤：1)卷烟抽吸：按照GB/T19609标准的要 求收集20支卷烟的总粒相物；2)样品萃取：将上步骤得到的捕集有总粒相物的玻璃纤维滤 片放置于l〇〇mL锥形瓶中，准确加入0. 4mL内标溶液在，并加入40mL正己烷，置于回旋式振 荡器内于160转/min条件下振荡萃取40min，静置片刻；3)萃取液净化：准确移取10mL样 品萃取液至固相萃取柱，待萃取液往下移至萃取小柱的顶端后，分2次加入10mL正己烷进 行淋洗，淋洗速度保持在1?2mL/min，收集所有淋洗液；4)淋洗液浓缩：将盛有所有淋洗 液的浓缩瓶连接到旋转蒸发仪上，在80°C、高纯氮气保护下旋转蒸发，或者在55°C、真空条 件下旋转蒸发，浓缩到lmL左右，得到样品进样液，待进行GC-MS/MS分析。
5. 根据权利要求1所述的测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法，其特征在于：步骤 (5)中，与标准工作曲线相对应的回归方程为Y = 0. 2017X-0. 0012,相关系数R2为0. 9997、 检出限为〇· 31ng/支，浓度范围为5. 25?105ng/mL。
6. 根据权利要求1所述的测定卷烟主流烟气中甲基丁香酚的方法，其特征在于：步骤 (5)中，然后，求得卷烟样品中甲基丁香酚的含量的计算公式如下：
式中：W为卷烟样品中甲基丁香酚的含量，单位为ng/支；A为甲基丁香酚的峰面积；As 为内标3,4_亚甲二氧苯乙酮的峰面积；b为标准工作曲线的截距；Ms为样品溶液中内标的 质量，单位为ng ;a为标准工作曲线的斜率；Μ为烟支的数量，单位为支。
【文档编号】G01N30/02GK104090043SQ201410337790
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】廖惠云, 庄亚东, 石怀彬, 曹毅, 刘献军, 李朝建, 王珂清, 张媛, 韩开冬, 朱龙杰, 朱莹, 刘琪 申请人:江苏中烟工业有限责任公司