卷烟主流烟气中多环芳烃和N-亚硝胺检测方案(气质联用仪)

SSL-CA14-347 Excellence in Science 岛津全球应用技术开发支持中心上海市淮海每路570号红坊E楼 咨询电话：021-22013542http：//www.shimadzu.com.cn GPC-GCMSMS；法同时测定卷烟主流烟气中多环芳烃和N-亚硝胺含量 GCMSMS-101 摘要：本文采用在线凝胶渗透色谱-三重四极杆极质联用仪(GPC-GCMSMS)，建立了一种同时测定主流烟气中多环芳烃和N-亚硝胺含量的方法。通过 GPC 系统进行净化，去除提取液中的油脂及色素等大分子物质及其他杂质，进样400pL 到 GCMSMS 进行分析。结果显示，方法在线性良好，相关系数均大于0.999，以3倍信噪比计算检出限为 0.01~0.23ng/支，各组分峰面积RSD<8.1%(n=5)，样品加标平均回收率为82.8%~108.6%。该方法操作简单便捷，分析速度快，自动化程度高，能够有效节省溶剂使用量。适合卷烟主流烟气中多环芳烃和 N-亚硝胺的分析。 关键词：：在线凝胶渗透色谱-三重四极杆气质联用仪卷烟 主流烟气多环芳烃N-亚硝胺 多环芳烃(PAHs)和N-亚硝胺(TSNAs)是卷烟主流烟气中主要有害物质。亚硝基降烟碱(NNN) 和4-(甲基亚硝胺基啶基)-1-丁酮(NNK)被国际癌症研究机构(IARC)列为强致癌物。因此，对于主流烟气中的PAHs和TSNAs含量的监测尤为必要。但是，卷烟的燃烧产生的主流烟气机制复杂，目前已被鉴定的超过5000种化合物。而PAHs和TSNAs在主流烟气中的含量很低。对于检测和定量造成了极大地不便。 岛津在线凝胶渗透色谱-三重四极杆气质联用仪(GPC-GCMSMS)系统，在实现大体积进样的同时，通过凝胶渗透色谱对样品起到了进一步净化的作用，能够有效去除卷烟主流烟气中杂质，从而有效提高检测灵敏度。 本文采用在线凝胶渗透色谱-三重四极杆气质联用仪(GPC-GCMSMS)，建立了一种卷烟主流烟气中多环芳烃和N-亚硝胺的快速检测方法，该方法操作简单，灵敏度高。 实验部分 1.1仪器 在线凝胶渗透色谱-三重四极杆气质联用仪(GPC-GCMSMS) 1.2分析条件 ( GPC条件： ) 色谱柱： Shodex CLNpak EV-200 (2.1mmX150mm) 流动相：丙酮/乙酸乙酯(5/5，V/V) 流速： 0.1mL/min 柱温：40℃ ( 进样量：1 0 uL ) ( 样品捕集环路体积：400pL ) ( GC-MS 条件： ) ( 色谱柱：惰性石英管：5m×0.53mm ) ( 预柱： R tx-5MS， 5m×0.25mm×0.25um ) 分析柱： Rtx-5 MS， 25m×0.25mm×0.25um柱温程序：82℃(5min)_8℃C/min_300℃ ( (7.75min) ) ( PTV 进样口温度程序：120℃(5min)_100℃ /min 250℃(33.4min) ) 进样口压力程序：120kPa(0min)_100kPa/min 220kPa(4.4min)_(-49.8 kPa/min)_120kPa 不分流进样时间：7min： mL/min(6min)_(10mL/min)_5mL/min(32min) 采集方式： MRM，采集条件见表1 1.3样品前处理 卷烟按照GB/T 19609-2004， ISO 4387：2000规定的条件抽吸，以剑桥滤片捕集主流烟气粒相物，然后将滤片放片锥形瓶中并加入200uL内标(浓度为1ug/mL) 和20 mL乙酸乙酯，之后再以200 r/min的速度振荡20 min， 静置，0.22um微孔滤膜滤过后。上GPC-GCMSMS分析。 结果与讨论 2.1标准谱图 PAHs、TSNAs 及内代内标 MRM 检测结果如图1所示，特征碎片离子见表1。 图1 PAHs 与 TSNAs 混和标准品及氛代内标 MRM 图 表1 PAHs、TSNAs 及氛代内标特征碎片离子(m/z) No. 英文名 中文名 CAS 保留时间 定量离子 定性离子 1 NNN-d4 代-N-亚硝基降烟碱 66148-19-4 22.409 181.00>151.00 181.00>109.00 2 NNN N-亚硝基降烟碱 16543-55-8 22.45 177.00>147.00 177.00>105.00 3 NAT-d4 氛代-亚硝基新烟草碱 1020719-69-0 23.022 163.00>161.00 163.00>109.00 4 NAT 亚硝基新烟草碱 71267-22-6 23.073 159.00>157.00 159.00>105.00 5 NAB-d4 氛代-N-亚硝基假木贼碱 1020719-68-9 23.354 165.00>137.00 165.00>110.00 6 NAB N-亚硝基假木贼碱 1133-64-8 23.391 161.00>133.00 161.00>106.00 7 NNK-d4 氛代-4-(甲基亚硝胺基啶基)-1-丁酮 764661-24-7 25.359 181.00>150.00 181.00>122.00 8 NNK 4-(甲基亚硝胺基啶基)-1-丁酮 64091-91-4 25.406 177.00>146.00 177.00>118.00 9 BaA 苯并(a)蒽 56-55-3 31.625 228.00>226.00 228.00>202.00 10 Chry 䓛 218-01-9 31.865 228.00>226.00 228.00>202.00 11 BaP-d12 氛代-苯并(a)芘 63466-71-7 37.911 264.00>260.00 264.00>236.00 12 BaP 苯并(a)芘 50-32-8 38.08 252.00>250.00 252.00>226.00 2.2标准曲线 以乙酸乙酯为溶剂，配制 PAHs 与 TSNAs 混合标准溶液，分别含 NNN (400ng/支)、NAT(400ng/支)、NAB(400ng/支)、NNK (436ng/支)、BaA (876ng/支)、Chry(1064ng/支)、BaP(400ng/支)。按照2倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍、200倍稀释至50mL 容量瓶中，200 pL 内标(浓度为1ug/mL) 得到标准曲线各浓度点。以浓度比为横坐标，峰面积比为纵坐标进行线性拟合。各组分标准曲线如下所示。根据最小浓度标准溶液数据，计算仪器检出限(3倍信噪比计算)和定量限(10倍信噪比计算)，标准曲线、检出限、定量限结果如下表2所示。 BaP 表2各组分线性范围、相关系数、检出限及定量限 No. 化合物 线性范围(ng/支) 相关系数 检出限(ng/支) 定量限(ng/支) 1 NNN 2.00-200 0.9997 0.07 0.24 2 NAT 2.00-200 0.9991 0.03 0.09 3 NAB 2.00-200 0.9996 0.22 0.73 4 NNK 2.18-218 0.9992 0.23 0.76 5 BaA 4.38-438 0.9997 0.04 0.12 6 Chry 5.32-532 0.9997 0.03 0.10 7 BaP 2.00-200 0.9994 0.01 0.02 2.3重复性及加标回收率 选取标准烟样品，依照前处理方法进行处理后，连续分析5次，计算峰面积重复性 RSD%，标准烟样品分别以 4(ng/支)、20(ng/支)、80(ng/支)三个浓度进行加标回收率实验，重复性及加标回收率结果见表3。 表3 重复性及加样回收率实验结果 No. 化合物 样品量 RSD%(n=5) 加标回收率% 4(ng/支) 20(ng/支) 80(ng/支) 1 NNN 84.1 3.9 84.0 87.8 87.5 2 NAT 98.8 4.3 103.6 99.1 95.6 3 NAB 10.8 4.6 100.8 101.8 95.2 4 NNK 85.3 8.1 85.8 83.9 82.8 5 BaA 12.5 2.9 105.0 108.6 105.4 6 Chry 16.1 3.2 102.9 105.4 104.6 7 BaP 6.3 3.3 108.3 108.5 108.3 结论 采用岛津公司在线凝胶渗透色谱-气质联用仪(GPC-GCMSMS)分析卷烟主流烟气中多环芳烃和N-亚硝胺，该方法在 GPC-GCMSMS 硬件基础上对 GPC 样品收集环做了改进，并且分别考察了不同比例流动相条件下多环芳烃与 N-亚硝胺的保留时间，实现了二者的在线净化与大体积进样，提高了工作效率，节省了溶剂消耗，该方法操作简单，快速，适合卷烟主流烟气中多环芳烃和N-亚硝胺的分析。 本文采用在线凝胶渗透色谱-三重四级杆气质联用仪（GPC-GCMSMS），建立了一种同时测定主流烟气中多环芳烃和N-亚硝胺含量的方法。通过GPC系统进行净化，去除提取液中的油脂及色素等大分子物质及其他杂质，进样400µL到GCMSMS进行分析。结果显示，方法在线性良好，相关系数均大于0.999，以3倍信噪比计算检出限为0.01~0.23ng/支，各组分峰面积RSD<8.1%（n=5），样品加标平均回收率为82.8%~108.6%。该方法操作简单便捷，分析速度快，自动化程度高，能够有效节省溶剂使用量。适合卷烟主流烟气中多环芳烃和N-亚硝胺的分析。