一種快速測(cè)定卷煙主流煙氣中有害成分的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速測(cè)定卷煙主流煙氣中有害成分的方法，是采用在吸煙機(jī)上同時(shí)使用溶劑捕集和濾片捕集，一氧化碳使用吸煙機(jī)自帶的非散射紅外檢測(cè)器檢測(cè)，溶劑捕集氨、氰化氫和巴豆醛，濾片捕集NNK、氨、氰化氫和苯酚，樣品采集后分別在高效液相色譜、離子色譜和液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀上檢測(cè)。本方法綜合了卷煙煙氣中6種有害成分檢測(cè)的煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法，操作簡(jiǎn)便，簡(jiǎn)化了分析程序，避免了重復(fù)抽吸卷煙的分析步驟，且精密度好，適合卷煙主流煙氣中有害成分含量的測(cè)定。
【專利說(shuō)明】
一種快速測(cè)定卷煙主流煙氣中有害成分的方法 一、
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法，具體地說(shuō)是一種快速測(cè)定卷煙主流煙氣中有害成分的 方法。 二、
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，吸煙與健康的話題一直受到人們的廣泛關(guān)注，吸煙有害健康己受到人們 的普遍認(rèn)可。針對(duì)卷煙煙氣中的NNK、苯酚、巴豆醛、氨、氰化氫、苯并芘和一氧化碳等有害成 分的檢測(cè)方法也趨于成熟，并形成了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，無(wú)論是分析儀器的研發(fā)， 還是分析方法的改進(jìn)，都在向節(jié)約分析時(shí)間和人物資源的目標(biāo)邁進(jìn)。而這些檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中，除 一氧化碳的檢測(cè)可以和卷煙煙氣煙堿水分同時(shí)進(jìn)行并完成檢測(cè)以外，其他6種有害成分的 檢測(cè)則需要分別在吸煙機(jī)上抽吸補(bǔ)集，再分別用不同的檢測(cè)儀器進(jìn)行檢測(cè)分析，過(guò)程緩慢， 步驟重復(fù)繁瑣，僅僅吸煙機(jī)的抽吸補(bǔ)集這一個(gè)環(huán)節(jié)，6種有害成分的檢測(cè)就需要重復(fù)進(jìn)行6 次卷煙抽吸，這種檢測(cè)方法無(wú)論對(duì)于檢測(cè)周期還是人物資源來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)很大的弊端，已 經(jīng)無(wú)法適應(yīng)目前快節(jié)奏檢測(cè)分析的行業(yè)需求。
[0003] 卷煙煙氣中的NNK、苯酚、巴豆醛、氨、氰化氫和一氧化碳等有害成分的分布情況各 有區(qū)別，NNK和苯酚只存在于煙氣粒相物中，巴豆醛和一氧化碳只存在于煙氣氣相物中，而 氨和氰化氫在煙氣的氣相和粒相中均有分布。從化學(xué)性質(zhì)考慮，一氧化碳難溶于水，而巴豆 醛則易溶于水，因此該方法中采用的溶劑補(bǔ)集瓶的連接對(duì)一氧化碳和巴豆醛的最終檢測(cè)結(jié) 果沒有影響。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種快速測(cè)定卷煙主流煙氣中有害成分的方法，以實(shí)現(xiàn)卷煙主流 煙氣中的一氧化碳、NNK、苯酚、巴豆醛、氨和氰化氫含量的快速測(cè)定。
[0005] 本發(fā)明檢測(cè)方法所用裝置如下（圖1):
[0006] 煙氣捕集器2與溶劑捕集瓶4通過(guò)連接管路3密封連接;溶劑捕集瓶4與抽吸單元6 通過(guò)連接管路5密封連接;煙氣捕集器2內(nèi)裝載空白濾片;溶劑捕集瓶4內(nèi)裝50mL去離子水。
[0007] 溶劑捕集瓶4內(nèi)裝的去離子水的體積是綜合考慮溶劑補(bǔ)集瓶的尺寸以及煙氣中的 待測(cè)物質(zhì)在水中的溶解度及通過(guò)速度而得出，保證煙氣中的待測(cè)物質(zhì)被水完全吸收。如果 超過(guò)50ml，會(huì)在抽吸時(shí)因?yàn)橛写罅繗馀荻晃胛鼰煓C(jī)的抽吸單元。
[0008] 連接管路3的一端與煙氣捕集器2密封連接，另一端插入溶劑捕集瓶4內(nèi)的去離子 水中。
[0009]連接管路5的一端與抽吸單元6密封連接，另一端與溶劑捕集瓶4連通。
[0010] 本發(fā)明裝置中煙氣捕集器2即是吸煙機(jī)的煙氣捕集器，抽吸單元6即是吸煙機(jī)的抽 吸單元，即在常規(guī)吸煙機(jī)的煙氣捕集器與抽吸單元之間增加一個(gè)溶劑捕集瓶4。
[0011] 本發(fā)明快速測(cè)定卷煙主流煙氣中有害成分的方法，包括如下步驟：
[0012] 1、在吸煙機(jī)上抽吸10支卷煙，抽吸完畢后取出溶劑捕集瓶4和煙氣捕集器2上的濾 片，濾片放入濾片萃取瓶中。一氧化碳由吸煙機(jī)直接檢測(cè)得出結(jié)果。吸煙機(jī)可以直接測(cè)定CO 含量，因?yàn)椴裢咛匚鼰煓C(jī)上有自帶的近紅外散射檢測(cè)器。
[0013] 卷煙煙氣通過(guò)濾片捕集，然后通過(guò)連接管路3進(jìn)入溶劑捕集瓶4,經(jīng)過(guò)去離子水的 溶解吸收后，通過(guò)連接管路5再回到吸煙機(jī)的氣路循環(huán)中。
[0014] 本發(fā)明方法中設(shè)定抽吸10支卷煙是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的，和溶劑捕集瓶4中的去離子 水的體積相關(guān)，以保證去離子水對(duì)煙氣中的待測(cè)物的完全吸收。
[0015] 2、待測(cè)樣品溶液的配制
[0016] ①NNK待測(cè)溶液：向?yàn)V片萃取瓶中加入50ml去離子水和lmlNNK內(nèi)標(biāo)(該內(nèi)標(biāo)為NNK-d4即氘代-4-(甲基亞硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮的水溶液），振蕩45分鐘后獲得濾片萃 取液，取lml放入色譜瓶中，待測(cè)。
[0017] ②苯酚待測(cè)溶液:取lml濾片萃取液放入色譜瓶中，待測(cè)。
[0018] ③巴豆醛待測(cè)溶液：取5m 1溶劑捕集瓶中的溶液加入50m 1具塞三角瓶中，再加入 15ml衍生化試劑，在40°C水浴中放置1小時(shí)后取lml放入色譜瓶中，待測(cè)。衍生化試劑為 1 · Owt %的2，4-二硝基苯肼的乙腈溶液。
[0019] ④氨待測(cè)溶液:取2.5ml溶劑捕集瓶中的溶液和2.5ml濾片萃取液加入25ml容量瓶 中，去離子水定容，待測(cè)。
[0020] ⑤氰化氫待測(cè)溶液:取2.5ml溶劑捕集瓶中的溶液和2.5ml濾片萃取液加入25ml容 量瓶中，去離子水定容，待測(cè)。
[0021] 3、樣品的檢測(cè)
[0022]①C0含量的檢測(cè)依據(jù)《GB/T 23356-2009卷煙煙氣氣相中一氧化碳的測(cè)定-非散射 紅外法》進(jìn)行。
[0023]②NNK含量的檢測(cè)依據(jù)《YQ/T 17-2012卷煙主流煙氣總粒相物中煙草特有N-亞硝 胺的測(cè)定-高效液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法》進(jìn)行。
[0024]③苯酚含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 255-2008卷煙主流煙氣中主要酚類化合物的測(cè)定-高效液相色譜法》進(jìn)行。
[0025] ④巴豆醛含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 254-2008卷煙主流煙氣中主要羰基化合物的測(cè) 定-高效液相色譜法》進(jìn)行。
[0026]⑤氨含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 377-2010卷煙主流煙氣中氨的測(cè)定-離子色譜法》進(jìn) 行。
[0027]⑥氰化氫含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 403-2011卷煙主流煙氣中氰化氫的測(cè)定-離子色 譜法》進(jìn)行。
[0028]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0029] 1、本發(fā)明首次提供了一種快速測(cè)定卷煙主流煙氣中有害成分的測(cè)定方法，實(shí)現(xiàn)了 卷煙主流煙氣中的一氧化碳、NNK、苯酚、巴豆醛、氨和氰化氫含量的快速測(cè)定，填補(bǔ)了相關(guān) 領(lǐng)域的技術(shù)空白，為相關(guān)部門的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)工作提供了快速簡(jiǎn)便的檢測(cè)方法。
[0030] 2、由于傳統(tǒng)的國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的分析方法，對(duì)于卷煙主流煙氣中一氧化碳、NNK、苯酚、 巴豆醛、氨和氰化氫含量的測(cè)定方法是彼此獨(dú)立分開的，一個(gè)樣品的檢測(cè)要進(jìn)行6次的卷煙 抽吸過(guò)程，本發(fā)明把6次的卷煙抽吸過(guò)程減少到1次，分析方法更為高效。
[0031] 3、本發(fā)明方法前處理簡(jiǎn)單，不需凈化，操作簡(jiǎn)便，測(cè)定快速。本發(fā)明和傳統(tǒng)的檢測(cè) 方法得出的結(jié)果比較，痕量級(jí)（納克/支）的NNK相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于6.0 %，其他檢測(cè)結(jié) 果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于3.0%，這表明該方法重復(fù)性及精密度均很好。
[0032]表1、GB/T 23356-2009檢測(cè)方法與本發(fā)明檢測(cè)方法檢測(cè)一氧化碳結(jié)果比較 [0033]
[0034]表2、YQ/T 17-2012檢測(cè)方法與本發(fā)明檢測(cè)方法檢測(cè)NNK結(jié)果比較
[0035]
[0036]表3、YC/T 255-2008檢測(cè)方法與本發(fā)明檢測(cè)方法檢測(cè)苯酚結(jié)果比較 [0037]
[0038]表4、YC/T 254-2008檢測(cè)方法與本發(fā)明檢測(cè)方法檢測(cè)巴豆醛結(jié)果比較 [0039]
[0040]表5、YC/T 377-2010檢測(cè)方法與本發(fā)明檢測(cè)方法檢測(cè)氨結(jié)果比較
[0043]表6、YC/T 403-2011檢測(cè)方法與本發(fā)明檢測(cè)方法檢測(cè)氰化氫結(jié)果比較
[0044]
四、
【附圖說(shuō)明】
[0045] 圖1是本發(fā)明使用裝置示意圖。
[0046] 其中1煙支，2煙氣捕集器，3連接管路，4溶劑補(bǔ)集瓶，5連接管路，6抽吸單元。
[0047] 圖2是本發(fā)明溶劑捕集瓶4的尺寸示意圖。其中溶劑捕集瓶4的高度為170mm，直徑 為34mm;連接管路3插入溶劑捕集瓶4中距溶劑捕集瓶4的底部距離為2-3mm;溶劑捕集瓶4中 氣路管即連接管路5的外徑為5mm、內(nèi)徑為3mm;溶劑捕集瓶4磨口塞高度25mm。 五、
【具體實(shí)施方式】
[0048] 本發(fā)明通過(guò)以下具體實(shí)施例作進(jìn)一步描述，但不限制本發(fā)明。
[0049]【儀器、試劑及儀器工作條件】
[0050] 1、儀器:直線式吸煙機(jī)或轉(zhuǎn)盤式吸煙機(jī)，配備一氧化碳檢測(cè)儀(德國(guó)伯格瓦特公 司）；高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀，配備電噴霧離子源（美國(guó)Waters公司）；Ultimate 3600高效液相色譜儀，配紫外檢測(cè)器(美國(guó)熱電公司）；離子色譜儀，配備電導(dǎo)和電化學(xué)檢測(cè) 器(美國(guó)熱電公司）;Milli-Q50超純水儀(美國(guó)Millipore公司）;AL204-IC分析天平(感量范 圍O.OOOlg，德國(guó)Mettler公司）。
[00511 2、試劑:2%、4%、6%的一氧化碳/氮?dú)饣旌蠚?，巴豆?，4-二硝基苯腙衍生物，苯 酸/甲醇溶液、NNK/水溶液、NNK-d4/水溶液、氨/水溶液、氰化氫/水溶液，均為標(biāo)準(zhǔn)品；乙酸 (分析純，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司）；乙睛（色譜純，美國(guó)Fisher公司）；甲醇（色譜 純，美國(guó)Fisher公司）；乙酸銨(色譜純，美國(guó)Fisher公司）；高氯酸(分析純，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上 ?；瘜W(xué)試劑公司）；氫氧化鈉(分析純，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司）；2，4-二硝基苯肼 (DNPH)(分析純，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司，使用前經(jīng)乙腈重結(jié)晶）；超純水。
[0052] 實(shí)施例1:
[0053] 1、檢測(cè)裝置
[0054]本實(shí)施例中檢測(cè)方法所用裝置如下（圖1):
[0055] 煙氣捕集器2與溶劑捕集瓶4(圖2)通過(guò)連接管路3密封連接;溶劑捕集瓶4與抽吸 單元6通過(guò)連接管路5密封連接;煙氣捕集器2內(nèi)裝載空白濾片;溶劑捕集瓶4內(nèi)裝50mL去離 子水。
[0056] 連接管路3的一端與煙氣捕集器2密封連接，另一端插入溶劑捕集瓶4內(nèi)的去離子 水中。
[0057]連接管路5的一端與抽吸單元6密封連接，另一端與溶劑捕集瓶4連通。
[0058]本發(fā)明裝置中煙氣捕集器2即是吸煙機(jī)的煙氣捕集器，抽吸單元6即是吸煙機(jī)的抽 吸單元，相當(dāng)于在常規(guī)吸煙機(jī)的煙氣捕集器與抽吸單元之間增加一個(gè)溶劑捕集瓶4。溶劑補(bǔ) 集瓶4的具體尺寸見附圖2。
[0059] 2、檢測(cè)方法
[0060] (1)在吸煙機(jī)上抽吸10支卷煙，抽吸完畢后取出溶劑捕集瓶4和煙氣捕集器2上的 濾片，濾片放入濾片萃取瓶中。一氧化碳由吸煙機(jī)直接檢測(cè)得出結(jié)果。
[0061] 卷煙煙氣通過(guò)濾片捕集，然后通過(guò)連接管路3進(jìn)入溶劑捕集瓶4,經(jīng)過(guò)去離子水的 溶解吸收后，通過(guò)連接管路5再回到吸煙機(jī)的氣路循環(huán)中。
[0062] (2)待測(cè)樣品溶液的制備
[0063] ①NNK待測(cè)溶液：向?yàn)V片萃取瓶中加入50ml去離子水和lmlNNK內(nèi)標(biāo)(該內(nèi)標(biāo)為NNK- d4即氘代-4-(甲基亞硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮的水溶液），振蕩45分鐘后獲得濾片萃 取液，取lml放入色譜瓶中，待測(cè)。
[0064]②苯酚待測(cè)溶液:取lml濾片萃取液放入色譜瓶中，待測(cè)。
[0065]③巴豆醛待測(cè)溶液：取5m 1溶劑捕集瓶中的溶液加入50m 1具塞三角瓶中，再加入 15ml衍生化試劑，在40°C水浴中放置1小時(shí)后取lml放入色譜瓶中，待測(cè)。衍生化試劑為 1 · Owt %的2，4-二硝基苯肼的乙腈溶液。
[0066]④氨待測(cè)溶液:取2.5ml溶劑捕集瓶中的溶液和2.5ml濾片萃取液加入25ml容量瓶 中，去離子水定容，待測(cè)。
[0067]⑤氰化氫待測(cè)溶液:取2.5ml溶劑捕集瓶中的溶液和2.5ml濾片萃取液加入25ml容 量瓶中，去離子水定容，待測(cè)。
[0068] (3)樣品的檢測(cè)
[0069]①C0含量的檢測(cè)依據(jù)《GB/T 23356-2009卷煙煙氣氣相中一氧化碳的測(cè)定-非散射 紅外法》進(jìn)行。
[0070] ②NNK含量的檢測(cè)依據(jù)《YQ/T 17-2012卷煙主流煙氣總粒相物中煙草特有N-亞硝 胺的測(cè)定-高效液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法》進(jìn)行。
[0071] ③苯酚含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 255-2008卷煙主流煙氣中主要酚類化合物的測(cè)定-高效液相色譜法》進(jìn)行。
[0072] ④巴豆醛含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 254-2008卷煙主流煙氣中主要羰基化合物的測(cè) 定-高效液相色譜法》進(jìn)行。
[0073]⑤氨含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 377-2010卷煙主流煙氣中氨的測(cè)定-離子色譜法》進(jìn) 行。
[0074]⑥氰化氫含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 403-2011卷煙主流煙氣中氰化氫的測(cè)定-離子色 譜法》進(jìn)行。
[0075]根據(jù)上述方法，選擇一種卷煙A，測(cè)得其中煙氣一氧化碳釋放量10.9毫克/支，NNK 釋放量5.2納克/支，苯酚釋放量17.2微克/支，巴豆醛釋放量19.3微克/支，氨釋放量8.4微 克/支，氰化氫釋放量112.3微克/支。
[0076] 實(shí)施例2:
[0077]根據(jù)實(shí)施例1所述的檢測(cè)方法，選擇一種卷煙B，測(cè)得其中煙氣一氧化碳釋放量 13.1毫克/支，NNK釋放量4.2納克/支，苯酚釋放量15.6微克/支，巴豆醛釋放量18.0微克/ 支，氨釋放量8.9微克/支，氰化氫釋放量146.2微克/支。
[0078] 實(shí)施例3:
[0079] 根據(jù)實(shí)施例1所述的檢測(cè)方法，選擇一種卷煙C，測(cè)得其中煙氣一氧化碳釋放量 13.5毫克/支，NNK釋放量4.8納克/支，苯酚釋放量11.8微克/支，巴豆醛釋放量18.7微克/ 支，氨釋放量6.8微克/支，氰化氫釋放量125.9微克/支。
[0080] 實(shí)施例4:
[0081] 根據(jù)實(shí)施例1所述的檢測(cè)方法，選擇一種卷煙D，測(cè)得其中煙氣一氧化碳釋放量 11.7毫克/支，NNK釋放量3.4納克/支，苯酚釋放量12.4微克/支，巴豆醛釋放量20.5微克/ 支，氨釋放量7.7微克/支，氰化氫釋放量120.7微克/支。
[0082]【參考文獻(xiàn)】
[0083] 1、GB/T 23356-2009卷煙煙氣氣相中一氧化碳的測(cè)定非散射紅外法
[0084] 2、YQ/T 17-2012卷煙主流煙氣總粒相物中煙草特有N-亞硝胺的測(cè)定高效液相色 譜/串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法
[0085] 3、YC/T 255-2008卷煙主流煙氣中主要酚類化合物的測(cè)定高效液相色譜法 [0086] 4、YC/T 254-2008卷煙主流煙氣中主要羰基化合物的測(cè)定高效液相色譜法 [0087] 5、YC/T 377-2010卷煙主流煙氣中氨的測(cè)定離子色譜法 [0088] 6、YC/T 403-2011卷煙主流煙氣中氰化氫的測(cè)定離子色譜法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速測(cè)定卷煙主流煙氣中有害成分的方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 在吸煙機(jī)上抽吸10支卷煙，抽吸完畢后取出溶劑捕集瓶(4)和煙氣捕集器(2)上的 濾片，濾片放入濾片萃取瓶中，一氧化碳由吸煙機(jī)直接檢測(cè)得出結(jié)果； (2) 待測(cè)樣品溶液的配制 ① NNK待測(cè)溶液：向?yàn)V片萃取瓶中加入50ml去離子水和lmlNNK內(nèi)標(biāo)，振蕩45分鐘后獲得 濾片萃取液，取lml放入色譜瓶中，待測(cè)； ② 苯酚待測(cè)溶液:取lml濾片萃取液放入色譜瓶中，待測(cè)； ③ 巴豆醛待測(cè)溶液:取5ml溶劑捕集瓶中的溶液加入50ml具塞三角瓶中，再加入15ml衍 生化試劑，在40°C水浴中放置1小時(shí)后取lml放入色譜瓶中，待測(cè)； ④ 氨待測(cè)溶液:取2.5ml溶劑捕集瓶中的溶液和2.5ml濾片萃取液加入25ml容量瓶中， 去離子水定容，待測(cè)； ⑤ 氰化氫待測(cè)溶液:取2.5ml溶劑捕集瓶中的溶液和2.5ml濾片萃取液加入25ml容量瓶 中，去離子水定容，待測(cè)； (3) 樣品的檢測(cè) ① CO含量的檢測(cè)依據(jù)《GB/T 23356-2009卷煙煙氣氣相中一氧化碳的測(cè)定-非散射紅外 法》進(jìn)行； ② NNK含量的檢測(cè)依據(jù)《YQ/T 17-2012卷煙主流煙氣總粒相物中煙草特有N-亞硝胺的 測(cè)定-高效液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法》進(jìn)行； ③ 苯酚含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 255-2008卷煙主流煙氣中主要酚類化合物的測(cè)定-高效 液相色譜法》進(jìn)行； ④ 巴豆醛含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 254-2008卷煙主流煙氣中主要羰基化合物的測(cè)定-高 效液相色譜法》進(jìn)行； ⑤ 氨含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 377-2010卷煙主流煙氣中氨的測(cè)定-離子色譜法》進(jìn)行； ⑥ 氰化氫含量的檢測(cè)依據(jù)《YC/T 403-2011卷煙主流煙氣中氰化氫的測(cè)定-離子色譜 法》進(jìn)行。2. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于： 所述衍生化試劑為1. 〇wt %的2，4-二硝基苯肼的乙腈溶液。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK105866351SQ201610389374
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】陳剛, 汪華, 佘世科, 朱棟梁
【申請(qǐng)人】安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司