一种卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法转让专利
申请号 : CN201010216277.X
文献号 : CN101876651B
文献日 : 2012-11-07
发明人 : 张洪非 , 侯宏卫 , 庞永强 , 姜兴益 , 唐纲岭 , 陈再根 , 胡清源
申请人 : 中国烟草总公司郑州烟草研究院
摘要 :
本发明公开了一种卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法，用溶液捕集卷烟主流烟气中主要羰基化合物，通过高效液相色谱仪配合紫外检测器进行检测，采用外标法对卷烟主流烟气中主要羰基化合物进行定量分析。本发明提供的测定方法采用溶液捕集卷烟主流烟气中主要羰基化合物，检测时间短，一个检测周期仅需要35分钟左右，检测效率大大提高，同时还降低了有机溶剂的损耗，减少了对环境的污染。本发明的测定方法操作简单、方便，准确性、灵敏度高并且重复性好。采用本发明提供的卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法可以快速、高效、准确地测定卷烟主流烟气中主要羰基化合物的含量。
权利要求 :
1.一种卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法，其特征在于，用溶液捕集卷烟主流烟气中主要羰基化合物，通过高效液相色谱仪配合紫外检测器检测，采用外标法对卷烟主流烟气中主要羰基化合物进行定量分析，该测定方法包括以下步骤：萃取溶液的配制：称取4.755g重结晶的2,4-二硝基苯肼至2L的容量瓶中，向该容量瓶中加入1L乙腈，摇动并加热容量瓶使2,4-二硝基苯肼完全溶解，之后向容量瓶中加入58ml的磷酸溶液并摇匀，然后用去离子水定容至刻度；所述磷酸溶液的配制方法为：在
200ml容量瓶中加入28ml质量百分比浓度为85％的磷酸，然后用去离子水定容；
样品溶液的准备：按照GB/T 5606.1抽取卷烟样品，用2个串联的装有35mL所述萃取溶液的吸收瓶吸收2支卷烟的全部主流烟气，用洗耳球吹洗吸收瓶3次，静置5分钟，之后将2个吸收瓶中的吸收液合并入100mL锥形瓶中，然后吸取4mL捕集有主流烟气的吸收液，经0.45μm有机相滤膜过滤，转移至10mL容量瓶中，移取6mL氨基甲烷溶液至所述10mL容量瓶中，摇匀，之后转移1～6mL所述10mL容量瓶中的混合溶液至色谱瓶中于4℃存放，待测，其中所述氨基甲烷溶液的配制方法是：称取2.00g的氨基甲烷于1L的容量瓶中，加入
200ml的去离子水使其溶解，用乙腈定容至刻度；
标准工作溶液的制备：准确称取30mg的丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的
2，4－二硝基苯腙衍生物标准品，40mg的甲醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品和50mg的乙醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品，精确至0.1mg，之后分别放入8个不同的25mL的容量瓶中，用乙腈定容，作为一级储备液，然后分别移取1.0mL的乙醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.75 mL的丙酮的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.5mL的甲醛、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液至25mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，作为二级储备液，然后分别移取0.05mL、0.2mL、0.4mL、0.8mL、
2.0mL、4.0mL、7.0mL和10.0mL的二级储备液至8个不同的10mL的容量瓶中，分别用乙腈定容，配置成8级具有一定浓度梯度的标准工作溶液；
高效液相色谱测定：利用高效液相色谱仪配合紫外检测器对标准工作溶液和样品溶液进行检测；
卷烟主流烟气中主要羰基化合物的定量分析：根据高效液相色谱的测定结果，用外标法对卷烟主流烟气中主要羰基化合物进行定量分析。
2.根据权利要求1所述的卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法，其特征在于，所述重结晶的2,4-二硝基苯肼的重结晶方法为：称取35g的2,4－二硝基苯肼放入2L烧瓶中，加入750ml的无水乙醇，加热并摇动烧瓶，然后加入1000ml的乙酸乙酯，2,4－二硝基苯肼完全溶解，形成均相溶液，之后将该溶液真空过滤至另一2L烧瓶中，密封避光并静置过夜，使2,4－二硝基苯肼重结晶，真空抽滤重结晶的2,4－二硝基苯肼，称重并密封干燥存放，浓缩抽滤液进一步得到重结晶的2,4－二硝基苯肼，称重并密封干燥存放，得到重结晶的2,4-二硝基苯肼。
说明书 :
一种卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法
技术领域
[0001] 本发明涉及卷烟主流烟气的理化检验技术领域，具体涉及一种卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法。
背景技术
[0002] 卷烟主流烟气中的羰基化合物是卷烟主流烟气中一类重要的有害成分，已被列入加拿大政府46种有害成分名单和WHO“烟草制品管制研究小组”建议的管制成分清单，因此，准确测定卷烟主流烟气中的主要羰基化合物含量对于评价卷烟危害性有重要意义。目前，卷烟主流烟气中主要羰基化合物的检测普遍采用《YC/T 254-2008》所规定的高效液相色谱法，该方法的缺点是样品测定的准备工作繁琐，特别是需要对捕集滤片作加衍生化试剂处理，并且需要在真空干燥箱中静置过夜晾干，耗时较长，因此在批量样品分析过程中易导致目标化合物的损失，影响测试结果的准确性，并且检测效率低下。同时，较长的检测周期也使有机溶剂消耗量增大，造成环境污染。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法，该测定方法能快速、高效、准确检测卷烟主流烟气中主要羰基化合物的含量。
[0004] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法，该测定方法用溶液捕集卷烟主流烟气中主要羰基化合物，通过高效液相色谱仪配合紫外检测器检测，采用外标法对卷烟主流烟气中主要羰基化合物进行定量分析，具体包括以下步骤：
[0005] 萃取溶液的配制：称取4.755g重结晶的2,4-二硝基苯肼至2L的容量瓶中，向该容量瓶中加入1L乙腈，摇动并加热容量瓶使2,4-二硝基苯肼完全溶解，之后向容量瓶中加入58ml的磷酸溶液并摇匀，然后用去离子水定容至刻度；
[0006] 样品溶液的准备：按照GB/T 5606.1抽取卷烟样品，用2个串联的装有35mL所述萃取溶液的吸收瓶吸收2支卷烟的全部主流烟气，用洗耳球吹洗吸收瓶3次，静置5分钟，之后将2个吸收瓶中的吸收液合并入100mL锥形瓶中，然后吸取4mL捕集有主流烟气的吸收液，经0.45μm有机相滤膜过滤，转移至10mL容量瓶中，移取6mL氨基甲烷溶液至所述10mL容量瓶中，摇匀，之后转移1～6mL所述10mL容量瓶中的混合溶液至色谱瓶中于4℃存放，待测，其中所述氨基甲烷溶液的配制方法是：称取2.00g的氨基甲烷于1L的容量瓶中，加入200ml的去离子水使其溶解，用乙腈定容至刻度；
[0007] 标准工作溶液的制备：准确称取30mg的丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品，40mg的甲醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品和50mg的乙醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品，精确至0.1mg，之后分别放入8个不同的
25mL的容量瓶中，用乙腈定容，作为一级储备液，然后分别移取1.0mL的乙醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.75 mL的丙酮的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.5mL的甲醛、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液至
25mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，作为二级储备液，然后分别移取0.05mL、0.2mL、0.4mL、
0.8mL、2.0mL、4.0mL、7.0mL和10.0mL的二级储备液至8个不同的10mL的容量瓶中，分别用乙腈定容，配制成8级具有一定浓度梯度的标准工作溶液；
25mL的容量瓶中，用乙腈定容，作为一级储备液，然后分别移取1.0mL的乙醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.75 mL的丙酮的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.5mL的甲醛、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液至
25mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，作为二级储备液，然后分别移取0.05mL、0.2mL、0.4mL、
0.8mL、2.0mL、4.0mL、7.0mL和10.0mL的二级储备液至8个不同的10mL的容量瓶中，分别用乙腈定容，配制成8级具有一定浓度梯度的标准工作溶液；
[0008] 高效液相色谱测定：利用高效液相色谱仪配合紫外检测器对标准工作溶液和样品溶液进行检测，高效液相色谱的分离检测条件如下：
[0009] 色谱柱：Merck Lichrosphere RPC18，5μm，4×250mm；
[0010] 保护柱：Lichrocart 4×4mm，Lichrosphere RPC18，5μm；
[0011] 柱温：30℃；
[0012] 流动相A：水/乙腈/四氢呋喃/异丙醇（59:30:10:1，v/v/v/v）；
[0013] 流动相B：水/乙腈/四氢呋喃/异丙醇（33:65:1:1，v/v/v/v）；
[0014] 流动相C：乙腈；
[0015] 柱流量：1.5ml/min；
[0016] 进样体积：20μL；
[0017] 梯度：三元溶剂流动相梯度如表1所示：
[0018] 表1 三元溶剂流动相梯度表
[0019]
[0020] 检测器：紫外检测器，选优的，检测器检测波长为365nm；
[0021] 卷烟主流烟气中主要羰基化合物的定量分析：根据高效液相色谱的测定结果，用外标法对卷烟主流烟气中主要羰基化合物进行定量分析，即以测得的标准工作溶液中主要羰基化合物的色谱峰面积对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线，对制备好的样品溶液进行测定，测得样品溶液中主要羰基化合物的色谱峰面积，代入标准曲线，得到样品溶液中的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的浓度，再根据下式计算出每支卷烟主流烟气中主要羰基化合物的传输量，即每支卷烟中主要羰基化合物的含量，单位为微克/支。计算公式如下：
[0022]
[0023] 式中：
[0024] m—每支卷烟主流烟气中主要羰基化合物的传输量，单位为微克/支（μg/cig）；
[0025] A—测得的样品溶液中主要羰基化合物的浓度（μg/mL）。
[0026] 进一步地，所述重结晶的2,4-二硝基苯肼的重结晶方法为：称取35g的2,4－二硝基苯肼放入2L烧瓶中，加入750ml的无水乙醇，加热并摇动烧瓶，然后加入1000ml的乙酸乙酯，2,4－二硝基苯肼完全溶解，形成均相溶液，之后将该溶液真空过滤至另一2L烧瓶中，密封避光并静置过夜，使2,4－二硝基苯肼重结晶，真空抽滤重结晶的2,4－二硝基苯肼，称重并密封干燥存放，浓缩抽滤液进一步得到重结晶的2,4－二硝基苯肼，称重并密封干燥存放，得到重结晶的2,4-二硝基苯肼。
[0027] 所述磷酸溶液的配制方法为：在200ml容量瓶中加入28ml质量百分比浓度为85％的磷酸，然后用去离子水定容。
[0028] 本发明提供的测定方法采用溶液捕集卷烟主流烟气中主要羰基化合物，检测时间短，一个检测周期仅需要35分钟左右，检测效率大大提高，同时还降低了有机溶剂的损耗，减少了对环境的污染。本发明的测定方法操作简单、方便，准确性、灵敏度高并且重复性好。采用本发明提供的卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定方法可以快速、高效、准确地测定卷烟主流烟气中主要羰基化合物的含量。
附图说明
[0029] 图1是实施例样品溶液的色谱图。
具体实施方式
[0030] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例
[0031] 1. 试剂与仪器
[0032] 试剂：甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品，购自TCI公司；乙腈，购自德国CNW公司；乙酸乙酯购自德国默克公司；无水乙醇购自美国ROE公司；以上试剂均达到HPLC纯。所有实验用水均为超纯水仪处理后的去离子水；2,4-二硝基苯肼（DNPH）为分析纯试剂；磷酸为分析纯试剂；氨基甲烷为分析纯试剂。
[0033] 仪器：SM450型20通道直线型吸烟机；Agilent 1200 高效液相色谱仪；紫外检测器(VWD)；四元溶剂管理器；瑞士Mettler公司AE163电子天平，感量为0.0001 g。
[0034] 2. 利用本发明提供的测定方法测定国产某卷烟样品的卷烟主流烟气中主要羰基化合物的含量，具体包括以下步骤：
[0035] 萃取溶液的配制：称取4.755g重结晶的2,4-二硝基苯肼至2L的容量瓶中，向该容量瓶中加入1L乙腈，摇动并加热容量瓶使2,4-二硝基苯肼完全溶解，之后向容量瓶中加入58ml的磷酸溶液并摇匀，然后用去离子水定容至刻度；
[0036] 样品溶液的准备：按照GB/T 5606.1抽取卷烟样品，用2个串联的装有35mL所述萃取溶液的吸收瓶吸收2支卷烟的全部主流烟气，用洗耳球吹洗吸收瓶3次，静置5分钟，之后将2个吸收瓶中的吸收液合并入100mL锥形瓶中，然后吸取4mL捕集有主流烟气的吸收液，经0.45μm有机相滤膜过滤，转移至10mL容量瓶中，移取6mL氨基甲烷溶液至所述10mL容量瓶中，摇匀，之后转移1～6mL所述10mL容量瓶中的混合溶液至色谱瓶中于4℃存放，待测，其中所述氨基甲烷溶液的配制方法是：称取2.00g的氨基甲烷于1L的容量瓶中，加入200ml的去离子水使其溶解，用乙腈定容至刻度；
[0037] 标准工作溶液的制备：准确称取30mg的丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品，40mg的甲醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品和50mg的乙醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品，精确至0.1mg，之后分别放入8个不同的
25mL的容量瓶中，用乙腈定容，作为一级储备液，然后分别移取1.0mL的乙醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.75 mL的丙酮的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.5mL的甲醛、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液至
25mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，作为二级储备液，然后分别移取0.05mL、0.2mL、0.4mL、
0.8mL、2.0mL、4.0mL、7.0mL和10.0mL的二级储备液至8个不同的10mL的容量瓶中，分别用乙腈定容，配制成8级具有一定浓度梯度的标准工作溶液，配制好的标准工作溶液的浓度见表2：
25mL的容量瓶中，用乙腈定容，作为一级储备液，然后分别移取1.0mL的乙醛的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.75 mL的丙酮的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液，0.5mL的甲醛、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的的2，4－二硝基苯腙衍生物标准品溶液至
25mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，作为二级储备液，然后分别移取0.05mL、0.2mL、0.4mL、
0.8mL、2.0mL、4.0mL、7.0mL和10.0mL的二级储备液至8个不同的10mL的容量瓶中，分别用乙腈定容，配制成8级具有一定浓度梯度的标准工作溶液，配制好的标准工作溶液的浓度见表2：
[0038] 表2 标准工作溶液浓度
[0039]
[0040] ；
[0041] 高效液相色谱测定：利用高效液相色谱仪配合紫外检测器对标准工作溶液和样品溶液进行检测，测得的样品溶液色谱图见图1所示，其中高效液相色谱的分离检测条件如下：
[0042] 色谱柱：Merck Lichrosphere RPC18，5μm，4×250mm；
[0043] 保护柱：Lichrocart 4×4mm，Lichrosphere RPC18，5μm；
[0044] 柱温：30℃；
[0045] 流动相A：水/乙腈/四氢呋喃/异丙醇（59:30:10:1，v/v/v/v）；
[0046] 流动相B：水/乙腈/四氢呋喃/异丙醇（33:65:1:1，v/v/v/v）；
[0047] 流动相C：乙腈；
[0048] 柱流量：1.5ml/min；
[0049] 进样体积：20μL；
[0050] 梯度：三元溶剂流动相梯度如表1所示；
[0051] 检测器：紫外检测器，选优的，检测器检测波长为365nm；
[0052] 卷烟主流烟气中主要羰基化合物的定量分析：根据高效液相色谱的测定结果，用外标法对卷烟主流烟气中主要羰基化合物进行定量分析，即以测得的标准工作溶液中主要羰基化合物的色谱峰面积对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线，即回归方程，见表3所示，对制备好的样品溶液进行测定，得到样品溶液的色谱图，见附图1所示，测得色谱图中主要羰基化合物的色谱峰面积，代入回归方程，即可得到样品溶液中的甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2－丁酮、丁醛的浓度，再根据下式计算出每支卷烟主流烟气中主要羰基化合物的传输量，即每支卷烟中主要羰基化合物的含量，计算结果见表4所示。计算公式如下：
[0053]
[0054] 式中：
[0055] m—每支卷烟主流烟气中主要羰基化合物的传输量，单位为微克/支；
[0056] A—测得的样品溶液中主要羰基化合物的浓度。
[0057] 表3 卷烟主流烟气羰基化合物的标准曲线和检测限
[0058]
[0059] 注：①检测限以3倍信噪比（S/N = 3）计算。
[0060] 表4 卷烟主流烟气中主要羰基化合物的检测结果
[0061]
[0062] 本实施例测定方法的检测限见表3所示，检测限为利用最低浓度标液信噪比为3时计算得出。由表3可知，所采用的高效液相色谱条件使8种羰基化合物的色谱峰都分离较好，并且均具有较好的相关性,检测限在0.04 μg/cig～0.12 μg/cig之间。
[0063] 本实施例测定方法的重复性和加标回收率见表5所示，对样品溶液进行高、中、低不同浓度水平的标准工作溶液加标回收率试验，每个样品分别测定5次，计算卷烟主流烟气中主要羰基化合物的回收率及加标后测定值的相对标准偏差，结果见表5。由表5可以看出，在3个加标水平上，利用此方法检测卷烟主流烟气中主要羰基化合物的平均回收率在86%～94%之间，样品测试结果的平均相对偏差小于7%，说明本发明方法的回收率高，重复性好。
[0064] 表5卷烟主流烟气羰基化合物的回收率和重复性（n=5）
[0065]
[0066] 在本实施例中，所述重结晶的2,4-二硝基苯肼的重结晶方法为：称取35g的2,4－二硝基苯肼放入2L烧瓶中，加入750ml的无水乙醇，加热并摇动烧瓶，然后加入
1000ml的乙酸乙酯，2,4－二硝基苯肼完全溶解，形成均相溶液，之后将该溶液真空过滤至另一2L烧瓶中，密封避光并静置过夜，使2,4－二硝基苯肼重结晶，真空抽滤重结晶的
2,4－二硝基苯肼，称重并密封干燥存放，浓缩抽滤液进一步得到重结晶的2,4－二硝基苯肼，称重并密封干燥存放，得到重结晶的2,4-二硝基苯肼。
1000ml的乙酸乙酯，2,4－二硝基苯肼完全溶解，形成均相溶液，之后将该溶液真空过滤至另一2L烧瓶中，密封避光并静置过夜，使2,4－二硝基苯肼重结晶，真空抽滤重结晶的
2,4－二硝基苯肼，称重并密封干燥存放，浓缩抽滤液进一步得到重结晶的2,4－二硝基苯肼，称重并密封干燥存放，得到重结晶的2,4-二硝基苯肼。
[0067] 所述磷酸溶液的配制方法为：在200ml容量瓶中加入28ml质量百分比浓度为85％的磷酸，然后用去离子水定容。