烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的测定方法

摘要

本发明公开了一种烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的测定方法，将烟用纸质材料样品经前处理制备样品溶液，同时配制18种邻苯二甲酸酯类化合物的标准溶液，再采用液相色谱-串联质谱分别对所述样品溶液和标准溶液进行检测分析，然后以外标法进行定量分析，计算出烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的含量。本发明具有操作简单快捷、样品前处理简单、灵敏度更高、检测速度快、检出限更低、重现性更好、回收率更高、抗干扰能力更强和定性更准确等优点。本发明的测定方法可应对更为严格的烟草安全要求，为PAEs类增塑剂在烟草行业中的使用提供规范性指导。

权利要求

1.一种烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的测定方法，其特征在于：将烟用纸质材料样品剪碎成不大于0.5cm×0.5cm的碎片后，先加入20mL水浸润，再加入20mL乙醇，超声萃取30min，静置后过0.22μm有机相滤膜，得到样品溶液；

称取18种邻苯二甲酸酯类化合物标准品，用乙醇的水溶液溶解，所述水与乙醇的体积比为1：1～2，通过逐级稀释，配制标准品浓度分别为1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、20ng/ml、50ng/ml、100ng/ml、200ng/ml和500ng/ml的系列单标和混标溶液；所述18种邻苯二甲酸酯类化合物为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-甲氧基乙基)酯、邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯、邻苯二甲酸二(2-乙氧基乙基)酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸丁基苄酯、邻苯二甲酸二(2-丁氧基乙基)酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异壬酯；

再采用液相色谱-串联质谱分别对所述样品溶液和标准溶液进行检测分析，然后以外标法进行定量分析，计算出烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的含量；其中，液相色谱-串联质谱的检测条件：采用C18色谱柱，长度为100mm，内径为2.1mm，填料粒径为1.8μm，柱温为40℃；

采用梯度洗脱，流动相A为含5mmol/L乙酸铵的乙酸水溶液，乙酸和水体积比1：1000，流动相B为甲醇，流速0.4mL/min，进样量5μL，梯度洗脱程序如下，其中下述比例为体积比：

0min时，流动相A：流动相B＝30：70；

1.0min时，流动相A：流动相B＝30：70；

6.0min时，流动相A：流动相B＝5：95；

9.0min时，流动相A：流动相B＝5：95；

9.1min时，流动相A：流动相B＝30：70；

10.0min时，流动相A：流动相B＝30：70；

+

电离方式为电喷雾离子化正离子模式ESI；电喷雾电压：5500V；碰撞气压力：69kPa；

气帘气压力：172kPa；雾化气压力：414kPa；加热气压力：345kPa；离子源温度：450℃；监测方式：多反应监测MRM。

说明书

烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的测定方法

技术领域

[0001] 本发明涉及邻苯二甲酸酯类化合物的测定方法，具体地指一种烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的测定方法。

背景技术

[0002] 塑化剂又名增塑剂，是工业上使用的增强柔韧性的高分子材料助剂，邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)作为增塑剂已被广泛使用于包装材料的加工制造中。近年来，塑化剂在食品中的违法添加和造成环境污染的相关报道屡见不鲜。PAEs表现出积累性，长期暴露于PAEs可能引起生殖系统异常，甚至有致畸、致癌、致突变和生理毒性的危害。

[0003] PAEs的检测方法主要有液相色谱法(LC)、气相色谱法(GC)、气相色谱-质谱联用法(GC/MS)、液相色谱-质谱联用法(LC/MS)、气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)、液相色谱-串联质谱联用法(LC-MS/MS)等。

[0004] 在卷烟生产过程中，油墨材料和复合印刷包装纸加工中使用的粘合胶中都可能存在PAEs的残留。烟用纸质材料是卷烟直接接触口腔的部分，对其进行PAEs的检测十分重要。冯文宁等利用异丙醇-环己烷为溶剂超声提取烟用辅材，GC/MS法同时测定7种PAEs和4种己二酸酯类增塑剂的含量；刘泽春等采用异丙醇萃取-气相色谱的方法对烟用接装纸和包装纸中14种PAEs进行了测定；唐纲岭等利用水和乙醇对烟用接装纸、内衬纸和包装纸进行提取后用正己烷进行萃取，用GC/MS法同时测定了萃取液中的18种PAEs。

[0005] 而目前，未见使用LC-MS/MS法检测烟用纸质材料中PAEs的报道。

发明内容

[0006] 本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的测定方法。

[0007] 本发明所提供的烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的测定方法，将烟用纸质材料样品经前处理制备样品溶液，同时配制18种邻苯二甲酸酯类化合物的标准溶液，再采用液相色谱-串联质谱分别对所述样品溶液和标准溶液进行检测分析，然后以外标法进行定量分析，计算出烟用纸质材料中18种邻苯二甲酸酯类化合物的含量；其中，液相色谱-串联质谱的检测条件：

[0008] 采用C18色谱柱，长度为100mm，内径为2.1mm，填料粒径为1.8μm，柱温为40℃；

[0009] 采用梯度洗脱，流动相A为含5mmol/L乙酸铵的乙酸水溶液，乙酸和水体积比1：1000，流动相B为甲醇，流速0.4mL/min，进样量5μL，梯度洗脱程序如下，其中下述比例为体积比：

[0010] 0min时，流动相A：流动相B=30：70；

[0011] 1.0min时，流动相A：流动相B=30：70；

[0012] 6.0min时，流动相A：流动相B=5：95；

[0013] 9.0min时，流动相A：流动相B=5：95；

[0014] 9.1min时，流动相A：流动相B=30：70；

[0015] 10.0min时，流动相A：流动相B=30：70；

[0016] 电离方式为电喷雾离子化正离子模式ESI+；电喷雾电压：5500V；碰撞气压力：69kPa；气帘气压力：172kPa；雾化气压力：414kPa；加热气压力：345kPa；离子源温度：
450℃；监测方式：多反应监测MRM。

[0017] 本发明中，所述样品溶液的制备，是将烟用纸质材料剪碎后，先加入水浸润，再加入异丙醇或乙醇，超声萃取10～50min，所述水与异丙醇或乙醇的体积比为1：1～2，静置后过0.22μm有机相滤膜，即得。

[0018] 本发明中，所述标准溶液配制，称取18种邻苯二甲酸酯类化合物标准品，用异丙醇或乙醇的水溶液溶解，所述水与异丙醇或乙醇的体积比为1：1～2，通过逐级稀释，配制标准品浓度分别为1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、20ng/ml、50ng/ml、100ng/ml、200ng/ml和500ng/ml的系列单标或/和混标溶液。

[0019] 本发明中，所述18种邻苯二甲酸酯类化合物为邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二（2-甲氧基乙基）酯（DMEP）、邻苯二甲酸二（4-甲基-2-戊基）酯（BMPP）、邻苯二甲酸二（2-乙氧基乙基）酯（DEEP）、邻苯二甲酸二戊酯（DPP）、邻苯二甲酸二己酯（DHXP）、邻苯二甲酸丁基苄酯（BBP）、邻苯二甲酸二（2-丁氧基乙基）酯（DBEP）、邻苯二甲酸二环己酯（DCHP）、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二正辛酯（DNOP）、邻苯二甲酸二壬酯（DNP）、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）。

[0020] 本发明的有益效果在于：本发明所采用的LC-MS/MS条件使18种邻苯二甲酸酯类化合物在9min内得到很好分离，标准工作曲线具有良好的线性关系。本发明的测定方法快速可靠，线性范围为1～500ng/mL，定性检出限为0.01～1.85mg/kg(S/N=3)，回收率在82.8%～111.6%之间，相对标准偏差(RSD)小于10%。

[0021] 与现有的检测方法相比，本发明所采用的LC-MS/MS法，具有操作简单快捷、样品前处理简单、灵敏度更高、检测速度快、检出限更低、重现性更好、回收率更高、抗干扰能力更强和定性更准确等优点。本发明的测定方法可应对更为严格的烟草安全要求，为PAEs类增塑剂在烟草行业中的使用提供规范性指导。

附图说明

[0022] 图1为18种PAEs的标准溶液的MRM图。

[0023] 图2为DMEP标准溶液的MRM图。

[0024] 图3为DMP标准溶液的MRM图。

[0025] 图4为DEEP标准溶液的MRM图。

[0026] 图5为DEP标准溶液的MRM图。

[0027] 图6为DAP标准溶液的MRM图。

[0028] 图7为邻苯二甲酸二苯酯标准溶液的MRM图。

[0029] 图8为同分异构体DIBP和DBP标准溶液的MRM图。

[0030] 图9为BBP标准溶液的MRM图。

[0031] 图10为DBEP标准溶液的MRM图。

[0032] 图11为DPP标准溶液的MRM图。

[0033] 图12为DCHP标准溶液的MRM图。

[0034] 图13为同分异构体BMPP和DHXP标准溶液的MRM图。

[0035] 图14为同分异构体DEHP和DNOP标准溶液的MRM图。

[0036] 图15为同分异构体DINP和DNP标准溶液的MRM图。

[0037] 图16为样品经前处理时，萃取时间对萃取效率的影响曲线图。

具体实施方式

[0038] 为了更好地解释本发明，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但它们不对本发明构成限定。

[0039] 材料与试剂：所用烟用纸质材料包括烟用接装纸、内衬纸、卷烟条与盒包装纸；0.22μm有机相滤膜购于上海安谱科学仪器有限公司。乙酸铵（AR，购于国药集团化学试剂有限公司）；甲醇、乙醇（CP，购于德国CNW公司）。18种PAEs标准品的纯度≥99%，购于德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司。

[0040] 仪器：Agilent 1290 infinity-AB API4000超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪（美国AB SCIEX公司）；AL204电子天平（感量：0.0001g，瑞士METTLER TOLEDO公司）；Milli-Q Advantage A10超纯水仪（美国Millipore公司）；KQ-800KDE型高功率数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。

[0041] 实施例1

[0042] 1）样品溶液制备：将烟用纸质材料按照YC171—2009的规定进行裁剪，得到长200mm，宽40mm的试样。将试样置于天平上称量，精确至0.1mg，并以剪刀将试样剪成不大于
0.5cm×0.5cm的碎片；将碎片置于100mL具塞三角瓶中，准确加入20mL水，浸润30min；然后准确加入20mL乙醇，超声萃取30min，静置后过0.22μm有机相滤膜，得到样品溶液。

[0043] 2）标准溶液配制：称取18种PAEs标准品，用乙醇的水溶液溶解，所述水与乙醇的体积比为1：1～2，通过逐级稀释，配制标准品浓度分别为1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml、20ng/ml、50ng/ml、100ng/ml、200ng/ml和500ng/ml的系列单标和混标溶液。

[0044] LC-MS/MS的检测条件：

[0045] 色谱柱：Agilent ZORBAX Eclipse Plus-C18（100mm×2.1mmi.d.，1.8μm）；柱温：40℃；

[0046] 采用梯度洗脱，流动相A为含5mmol/L乙酸铵的乙酸水溶液，乙酸和水体积比1：1000，流动相B为甲醇，流速0.4mL/min，进样量5μL，分析总时间为10min，梯度洗脱程序如下，其中下述比例为体积比：

[0047] 0min时，流动相A：流动相B=30：70；

[0048] 1.0min时，流动相A：流动相B=30：70；

[0049] 6.0min时，流动相A：流动相B=5：95；

[0050] 9.0min时，流动相A：流动相B=5：95；

[0051] 9.1min时，流动相A：流动相B=30：70；

[0052] 10.0min时，流动相A：流动相B=30：70；

[0053] 电离方式为电喷雾离子化正离子模式ESI+；电喷雾电压：5500V；碰撞气压力：69kPa；气帘气压力：172kPa；雾化气压力：414kPa；加热气压力：345kPa；离子源温度：
450℃；监测方式：多反应监测MRM。

[0054] 本发明在质谱条件优化选择时，采用100ng/mL的18种PAEs单标溶液在正离子模+式下进行母离子扫描，选择每种物质的[M+H]峰为母离子，找到母离子后对子离子进行扫描，通过优化去簇电压（DP）值和碰撞能量（CE）值，使定量离子的丰度最大，定性离子的丰度次之，利用找出的子离子与母离子组成定量离子对和定性离子对。18种PAEs优化后的质谱采集参数如表1所示。

[0055] 表1 18种PAEs优化后的质谱采集参数

[0056]

[0057]

[0058] 3）工作曲线及检测限

[0059] 在上述检测条件下，通过外标法定量，分别对标准溶液进行LC-MS/MS检测分析，所得到的MRM图如图1～15所示，18种邻苯二甲酸酯类化合物在9min内得到很好分离。其中，DIBP和DBP、BMPP和DHXP、DEHP和DNOP、DINP和DNP四对同分异构体也得到很好的分离，如图8、13、14、15所示。

[0060] 以目标物的峰面积Y对其浓度X进行线性回归分析，得到各目标化合物的标准工作曲线。按3倍信噪比（S/N）和10倍信噪比来确定各化合物的定性检出限和定量检出限。各化合物的保留时间、线性回归方程、相关系数和检测限如表2所示。

[0061] 表2 18种PAEs的工作曲线及检测限

[0062]

[0063]

[0064] 从表2可看出，所得到各目标化合物的标准工作曲线具有良好的线性关系。采用本发明的LC-MS/MS法，灵敏度更高、检出限更低，线性范围为1～500ng/mL，定性检出限为0.01～1.85mg/kg(S/N=3)，定量检出限为0.02～5.71mg/kg(S/N=3)。

[0065] 4）样品测定：

[0066] 再对样品溶液进行LC-MS/MS检测分析，若样品溶液中PAEs的含量超过标准工作曲线的线性范围，则适当稀释后再进样。

[0067] 采用本方法分别检测了2011～2012年和2013年的10个烟用接装纸委托样留样的PAEs含量。结果显示：2011～2012年的10个样品中有2个检出DEHP，含量分别为1055和1327mg/kg；2013年的10个烟用接装纸委托样留样中均未检出任何一种PAEs。说明经过烟草行业更为严格的添加剂控制措施，PAEs类增塑剂在烟草行业中的使用比较规范。

[0068] 重复性和回收率实验

[0069] 按照低、中、高3个含量水平分别在样品溶液中加入添加水平为50ng/mL、200ng/mL和500ng/mL3个浓度的PAEs混合标准溶液，每种浓度添加进行6次平行实验，根据结果计算方法的加标回收率及加标后测定值的相对标准偏差(RSD)，如表3所示。结果表明方法的回收率高、重复性好。

[0070] 表3方法的回收率及重复性（n=6）

[0071]

[0072] 从表3可看出，本发明的回收率在82.8%～111.6%之间，相对标准偏差(RSD)小于10%，回收率高、重复性好；在中、高含量水平时，回收率更高、重复性更好。

[0073] 萃取溶剂的选择

[0074] 邻苯二甲酸酯类化合物是亲脂性化合物，利用相似相溶原理选择萃取溶剂。本发明在其他条件不变的情况下，对比了直接加入异丙醇、直接加入乙醇、先加入水浸润后再加入异丙醇、先加入水浸润后再加入乙醇4种情况的萃取效率。实验结果表明，异丙醇、乙醇、水-异丙醇和水-乙醇4种萃取溶剂萃取出DEHP的量分别为930mg/kg、955mg/kg、1279mg/kg和1327mg/kg。

[0075] 因此，加入水浸润后对烟用纸质材料样品PAEs的提取效率有一定的提高，而乙醇和异丙醇的萃取效率并没有明显差异。因此，本实验优选异丙醇或乙醇的水溶液作为萃取溶剂。

[0076] 萃取时间的选择

[0077] 在其他条件不变的情况下，考察了超声时间分别为10min、20min、30min、40min和50min时对萃取效率的影响，结果如图6所示。随着超声时间的增加，被检出的DEHP的浓度逐渐增大，当超声时间达到30min后，继续增加时间提取效率没有明显变化。因此，选择超声萃取时间优选为30min。

[0078] 色谱条件优化

[0079] 分别采用甲醇-水、甲醇-0.1%乙酸水溶液、甲醇-5mmol/L乙酸铵的水溶液和甲醇-5mmol/L乙酸铵的乙酸水溶液（乙酸和水体积比1：1000）作为色谱流动相。

[0080] 结果表明，当使用甲醇-水作为流动相时，部分PAEs色谱峰会分叉；而甲醇-5mmol/L乙酸铵的乙酸水溶液（乙酸和水体积比1：1000）作为流动相的梯度洗脱条件下，LC-MS/MS色谱峰有着较好的峰形和分离度。