專利名稱：可以實現(xiàn)單口主流煙氣連續(xù)收集的吸煙裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙草領(lǐng)域，具體講是涉及一種可以實現(xiàn)單口主流煙氣連續(xù)收集的吸煙裝置。
背景技術(shù)：
在研究卷煙主流煙氣成分時，都要對主流煙氣進(jìn)行收集，根據(jù)收集位置的不同，卷煙煙氣分為主流煙氣和測流煙氣。在卷煙抽吸間隙從卷煙燃燒端釋放出的煙氣稱為側(cè)流煙氣；在抽吸過程中，通過卷煙煙柱從濾嘴端釋放出的那部分煙氣稱為主流煙氣。目前主流煙氣收集方式主要有劍橋濾片、靜電沉積、噴射碰撞、冷阱、固體吸附以及溶劑捕集等，這些捕集方式一般都與吸煙機結(jié)合。收集的主流煙氣樣品多數(shù)要經(jīng)過繁瑣的溶劑處理過程后才能進(jìn)行儀器分析。為滿足常規(guī)儀器(GC，GC/MS)分析的需要，制備一個樣品要收集數(shù)十支卷煙的煙氣。為收集多支卷煙煙氣的方便，目前，抽煙的過程多采用盤式多通道吸煙機進(jìn)行。然而，當(dāng)進(jìn)行單口主流煙氣的逐口分析時，單口煙氣的收集過程不能連續(xù)進(jìn)行，只有通過一次抽煙過程只收集相應(yīng)的一口主流煙氣的辦法來實現(xiàn)，這樣完成一次逐口收集主流煙氣的過程要花費大量的時間，耗費大量的卷煙，一般為數(shù)百支。連續(xù)抽吸數(shù)百支卷煙(Wagner K.A，Higby R.，Stutt K.Beitr.Tabakforsch.Int.2005，21273)，通常會導(dǎo)致實驗室環(huán)境嚴(yán)重惡化，嚴(yán)重影響實驗操作者的健康，同時也增加了樣品的制備時間和主流煙氣收集的勞動強度；而且通常情況下，其收集方式多采用劍橋濾片，煙氣收集完成后還必須進(jìn)行繁瑣的溶劑萃取過程。當(dāng)前，為了克服傳統(tǒng)主流煙氣收集方式的不足，研究者巧妙地將吸煙機和色譜技術(shù)結(jié)合起來，但由于儀器的物理特性，分析的范圍受到一定限制(Tbomas C.E.，Koller K.B.Beitr.Tabakforsch.Int.2001，19345)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對上述多通道吸煙機及直線型吸煙機不能連續(xù)單口收集主流煙氣的不足之處而提供一種可以實現(xiàn)單口主流煙氣連續(xù)收集的吸煙裝置。
本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn)本發(fā)明的吸煙裝置包括卷煙固定部分、主流煙氣收集部分和抽吸泵系統(tǒng)；所述主流煙氣收集部分包括主流煙氣收集瓶，通過密封蓋設(shè)置在主流煙氣收集瓶上方的微量注射器；卷煙固定部分中的卷煙夾持器通過管路與設(shè)置在主流煙氣收集瓶下部的進(jìn)氣口相連接；由通過管路依次相連接的三通閥、過濾器、流量控制閥、抽氣泵組成的抽吸泵系統(tǒng)通過三通閥與設(shè)置在主流煙氣收集瓶上部的出氣口相連接。
采用本發(fā)明的吸煙裝置進(jìn)行主流煙氣的收集時，首先在微量注射器11中加入適量的溶劑(根據(jù)待分析的主流煙氣中目標(biāo)分析物的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)娜軇?，然后下壓微量注射器的活塞，使溶劑形成液滴并懸掛在位于主流煙氣收集瓶腔體內(nèi)的注射器滴管出液口處；之后，點燃卷煙樣品，同時開啟預(yù)熱后的抽吸泵系統(tǒng)，開始進(jìn)行卷煙的抽吸。在抽吸的過程中，對主流煙氣成分的萃取同步進(jìn)行。如要對單口煙氣進(jìn)行收集，可以通過在抽吸的間隙快速更換主流煙氣收集部分來實現(xiàn)。
本發(fā)明的裝置相比現(xiàn)有技術(shù)不僅具有構(gòu)造簡單，易于制造，操作簡便，成本低等特點，還由于本發(fā)明將液相微萃取技術(shù)融合到吸煙機中，通過液相微萃取的富集作用提高檢測的靈敏度，可大幅度的減少樣品制備時抽吸卷煙的支數(shù)，改善實驗室的工作環(huán)境，降低操作者的勞動強度。另外，采用這一方式收集主流煙氣時，主流煙氣收集結(jié)束后，無須再進(jìn)行溶劑的反復(fù)萃取過程，可以直接進(jìn)行儀器分析。在進(jìn)行主流煙氣的逐口收集時，通過本發(fā)明可以較容易地實現(xiàn)單口煙氣的連續(xù)收集。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中1.卷煙固定部分；2.主流煙氣收集部分；3.抽吸泵系統(tǒng)；4.卷煙樣品；5.卷煙夾持器；6.進(jìn)氣口；7.主流煙氣收集瓶；8.萃取溶劑滴；9.滴管(針頭)；10.密封蓋；11.微量注射器；12.三通閥；13.過濾膜；14.流量控制閥；15.泵；16.微量注射器的活塞；17.出氣口。
圖2主流煙氣氣相的MALDI-FTMS圖(橫坐標(biāo)為離子的質(zhì)荷比，縱坐標(biāo)為離子的相對豐度)。
圖3主流煙氣的MALDI-FTMS圖(橫坐標(biāo)為離子的質(zhì)荷比，縱坐標(biāo)為離子的相對豐度)。
圖4第七口主流煙氣的MALDI-FTMS圖(橫坐標(biāo)為離子的質(zhì)荷比，縱坐標(biāo)為離子的相對豐度)。
圖5煙堿的標(biāo)準(zhǔn)曲線(橫坐標(biāo)為煙堿重量和內(nèi)標(biāo)物重量的比率，縱坐標(biāo)為質(zhì)譜圖中煙堿相對于內(nèi)標(biāo)的豐度)。
圖6卷煙抽吸過程中，單口主流煙氣中煙堿的含量的變化趨勢圖。
具體實施例方式
本發(fā)明以下將結(jié)合實施例(附圖)作進(jìn)一步描述，但并不限制本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明可以實現(xiàn)單口主流煙氣連續(xù)收集的吸煙裝置包括卷煙固定部分1、主流煙氣收集部分2和抽吸泵系統(tǒng)3；所述主流煙氣收集部分2包括主流煙氣收集瓶7，通過密封蓋10設(shè)置在主流煙氣收集瓶7上方的微量注射器11；卷煙固定部分1中的卷煙夾持器5通過與其結(jié)合的管路與設(shè)置在主流煙氣收集瓶7下部的進(jìn)氣口相連接；由通過管路依次相連接的三通閥12、過濾器13、流量控制閥14、抽氣泵15組成的抽吸泵系統(tǒng)3通過三通閥12與設(shè)置在主流煙氣收集瓶7上部的出氣口相連接；所述微量注射器11的滴管(針頭)9穿過密封蓋10插裝在主流煙氣收集瓶7的腔體中。
以下將結(jié)合具體分析實驗的過程和結(jié)果對本發(fā)明的有益效果作進(jìn)一步說明A、采用本發(fā)明的吸煙裝置對卷煙主流煙氣中堿性成分的MALDI-MS進(jìn)行分析實驗的過程和結(jié)果如下根據(jù)目標(biāo)分析物的性質(zhì)，首先選擇合適的萃取溶劑A(可以是2，5-二羥基苯甲酸、三氟醋酸、水和丙酮組成的混合溶劑，也可以采用2，5-二羥基苯甲酸、三氟醋酸、水和甲醇組成的混合溶劑)；取出本發(fā)明中微量注射器，吸取3μL的萃取溶劑A；然后將微量注射器的針頭通過密封蓋插入到主流煙氣收集瓶中，下壓活塞使萃取溶劑以液滴的形式暴露于主流煙氣收集瓶的腔體中；隨后點燃卷煙，開啟預(yù)熱過的抽吸泵系統(tǒng)，開始抽煙；主流煙氣在主流煙氣收集瓶中聚集，其中的成分被液滴萃取，待抽吸結(jié)束后，吸回液滴，將微量注射器從主流煙氣收集管中取出；將富集了煙氣成分的萃取溶劑滴加到MALDI的樣品靶上，待樣品點干后，直接進(jìn)行MALDI-MS分析。結(jié)果如圖2，圖3，共從主流煙氣氣相中檢測到堿性成分18種見表1，主流煙氣中檢測到堿性成分55種見表2。
表1在主流煙氣氣相中檢測到的18種堿性成分(分子量小于250)

表2在主流煙氣中檢測到的55種堿性成分(分子量小于250)


實驗的整個過程僅需一支卷煙即可滿足分析的需要，收集到的煙氣成分無需后續(xù)處理，可以直接進(jìn)行儀器分析，整個過程簡單快捷，無需大量有機溶劑。
B、采用本發(fā)明的吸煙裝置對卷煙主流煙氣中的煙堿進(jìn)行逐口分析的實驗過程和結(jié)果如下根據(jù)目標(biāo)分析物的性質(zhì)，首先選擇合適的萃取溶劑B(可以是2，5-二羥基苯甲酸、三氟醋酸、甘油、四乙基溴化銨、水和丙酮組成的混合溶劑，也可以采用2，5-二羥基苯甲酸、三氟醋酸、甘油、四乙基溴化銨、水和甲醇組成的混合溶劑)；這里四乙基溴化銨用作定量分析的內(nèi)標(biāo)物，以減少由于萃取過程中溶劑揮發(fā)造成的誤差。取出本發(fā)明中的微量注射器，吸取3μL的萃取溶劑B；然后將微量注射器的針頭通過密封蓋插入到主流煙氣收集瓶中，下壓活塞使萃取溶劑以液滴的形式暴露于主流煙氣收集瓶中；隨后點燃卷煙，開啟預(yù)熱后的抽吸泵系統(tǒng)，開始抽煙，主流煙氣在主流煙氣收集瓶中聚集，其中的成分被液滴萃取。當(dāng)一口抽吸結(jié)束后，在下一口抽吸到來之前，快速整體地更換主流煙氣收集部分。下一口煙氣在新的主流煙氣收集部分里被收集。這樣直到每口煙氣都被收集完畢。一支卷煙共收集到9口主流煙氣。隨后對萃取了分析物的萃取溶劑進(jìn)行MALDI-MS分析。圖4是第七口主流煙氣的MALDI-MS圖。
采用內(nèi)表標(biāo)準(zhǔn)曲線法制作的用于煙堿定量的標(biāo)準(zhǔn)曲線(y＝11.1670x-2.3522，R2＝0.9963)如圖5，對同一包裝中的5支卷煙分別進(jìn)行檢測，分析結(jié)果如表3表3單口煙氣中煙氣煙堿的釋放量


顯然，5支卷煙的分析結(jié)果除第一口外(RSD較大可能是由卷煙的點火條件造成的)并無明顯差異，單支卷煙總的煙氣煙堿的釋放量基本無差異。這也說明采用該煙氣收集方式的重復(fù)性還是較好的。隨后以單口主流煙氣中煙堿的量對抽吸口的次序作圖如圖6。顯然，在卷煙燃吸的過程中，單口煙氣中煙堿的含量是逐漸增加。這和其他方法所得到的結(jié)果是一致的(Wagner K.A，Higby R.，Stutt K.Beitr.Tabakforsch.Int.2005，21273)。然而這一方法卻簡單快速的多。
權(quán)利要求
1.一種可以實現(xiàn)單口主流煙氣連續(xù)收集的吸煙裝置，其特征在于該裝置包括卷煙固定部分(1)、主流煙氣收集部分(2)和抽吸泵系統(tǒng)(3)；所述主流煙氣收集部分(2)包括主流煙氣收集瓶(7)，通過密封蓋(10)設(shè)置在主流煙氣收集瓶(7)上方的微量注射器(11)；卷煙固定部分(1)中的卷煙夾持器(5)通過管路與設(shè)置在主流煙氣收集瓶(7)下部的進(jìn)氣口相連接；由通過管路依次相連接的三通閥(12)、過濾器(13)、流量控制閥(14)、抽氣泵(15)組成的抽吸泵系統(tǒng)(3)通過三通閥(12)與設(shè)置在主流煙氣收集瓶(7)上部的出氣口相連接。
全文摘要
一種可以實現(xiàn)單口主流煙氣連續(xù)收集的吸煙裝置，其特征在于該裝置包括卷煙固定部分(1)、主流煙氣收集部分(2)和抽吸泵系統(tǒng)(3)；所述主流煙氣收集部分(2)包括主流煙氣收集瓶(7)，通過密封蓋(10)設(shè)置在主流煙氣收集瓶(7)上方的微量注射器(11)；卷煙固定部分(1)中的卷煙夾持器(5)通過管路與設(shè)置在主流煙氣收集瓶(7)下部的進(jìn)氣口相連接；由通過管路依次相連接的三通閥(12)、過濾器(13)、流量控制閥(14)、抽氣泵(15)組成的抽吸泵系統(tǒng)(3)通過三通閥(12)與設(shè)置在主流煙氣收集瓶(7)上部的出氣口相連接。本發(fā)明將液相微萃取技術(shù)融合到吸煙機中，通過液相微萃取的富集作用提高檢測的靈敏度，可大幅度的減少樣品制備時抽吸卷煙的支數(shù)，改善實驗室的工作環(huán)境，降低操作者的勞動強度。
文檔編號G01N1/22GK1888848SQ20061004849
公開日2007年1月3日 申請日期2006年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月1日
發(fā)明者謝劍平, 孫世豪, 田耀偉, 宗永立, 郭寅龍, 曾波 申請人:中國煙草總公司鄭州煙草研究院