卷烟烟气中主要有害成分的色谱分析法研究进展

孟冬玲　范忠　唐桂芳

摘要：近年来卷烟烟气中有害成分的分析方法研究已成为热点问题。本文结合色谱法具有高分辨效力、高分析效率、高灵敏度、操作简便和应用广泛的特点，以及卷烟烟气中主要有害成分的特性，有针对性的按照色谱法对2000年以来卷烟烟气中主要有害成分的分析方法进行归纳总结，分析国内外卷烟烟气中主要有害成分的分析方法优缺点，为从事卷烟烟气有害成分分析的工作者提供技术参考。

关键词：卷烟烟气；主要有害成分；色谱法

中图分类号：S572 文献标识码：A 文章编号：1003-4374（2012）02-0052-03

1.引言

吸烟与健康是世界范围关注的重大课题。根据加拿大政府名单，卷烟烟气中的有害成分共有46种，包括焦油、烟碱、一氧化碳、B[a]P、氢氰酸、氨、4种烟草特有的亚硝胺（TSNAs）、2种氮氧化合物、7种酚类化合物、8种羰基化合物、7种金属元素、4种芳香胺、5种挥发性成分以及3种半挥发性成分。色谱法是一种物理化学分离分析方法，它既是一种极好的分离纯化的方法，也是一种进行精确定性、定量分析的方法。它具有高分辨效力、高分析效率、高灵敏度、操作简便和应用广泛的特点，是现代实验室中常用的分析手段之一，非常适用于卷烟烟气中复杂组分的分离纯化及定性定量分析。本文对国内外按照色谱法分析卷烟烟气中主要有害成分的方法优缺点进行归纳总结，为从事卷烟烟气有害成分分析的工作者提供技术参考。

2.色谱分析法

2.1气相色谱法（GC）

气相色谱法最早用于分离分析石油产品，目前已广泛用于石油化工、医药、烟草、食品分析和环境监测等领域。据统计，能用气相色谱法直接分析的有机物约占全部有机物的20%。气相色谱法具有分离效能高、选择性好、灵敏度高、样品用量少、分析速度快（几秒至几十分钟）及应用广等优点。但受样品蒸气压限制，对于挥发性较差的液体、固体，需采用制备衍生物或裂解等方法，增加挥发性。

卢红兵等利用毛细管GC-氮磷检测器（NPD）分析了4种TSNAs，能够将难分离的NAB和NAT分开，回收率为84.16%-93.36%，RSD为6%～12%，该方法首次分离了NAB和NAT。郭黎平等用GC-TEA对卷烟烟气中的TSNA和挥发性N-亚硝胺的含量进行了对比分析，为烟草中TSNAs含量比对奠定了基础。谢复炜等用GC-TEA测定了国内外主要品牌卷烟主流烟气的4种烟草特有的N-亚硝胺，4种TSNAs分析的检测限均低于1ng伎，回收率均在86%以上。研究结果显示国内烤烟型卷烟中NNK含量远远低于国外的混合型卷烟。此外，金永明等发明了GC-TEA测定TSNAs的专利，该专利对仪器原理、色谱条件以及TSNAs分离特点进行了详细的阐述。

毛多斌等用气相色谱法分析了10种国内外混合型卷烟烟气中的17种酚类物质，各酚的回收率在55%以上。虽然该方法回收率不是很高，但是目前分析出最多的酚类物质。苏国岁对卷烟烟气中的对、间甲酚进行了气相色谱分析，回收率为95.07%-97.55%，RSD为4.22%。气相色谱法测定烟气中的氢氰酸是在酸性溶液中通过氯胺-T将CN-转化为氯化氰，而后将氯化氰溶解在正己烷中，经色谱（GC）分离后通过电子捕获检测器（ECD）或氮磷检测器（NPD）进行检测的分析方法。一般粒相物质和气相物质是单独进行分析的。荣星通过甲基化作用，把CN-转化为乙腈，用FID也可检测出来。此种方法的优点在于操作方便，灵敏度高，干扰少，应用前景好。

2.2液相色谱法（LC）

液相色谱法是近年来发展较为迅猛的检测方法，广泛应用在食品、医药、环境、烟草、生物工程等领域。液相色谱不受样品挥发性的约束，分子量较大、沸点较高的有机物以及无机盐类，都可用高效液相色谱法（HPLC）进行分析。对于气相色谱难分析的热稳定性差的物质有着独特的优点，但同气相色谱法相比，它的分离度差，选择性不佳，灵敏度比较低。

杜咏梅等采用固相萃取一高效液相色谱法测定主流烟气中的B[a]P，该方法的回收率为93.3%～97.2%，相对标准偏差为1.5%。张峻松等采用HPLC测定主流烟气中的B[a]P，该方法回收率≥91.2%，相对标准偏差<5%。相比两个方法，前者的分析方法更精确。樊虎等采用此方法测定了5种多环芳烃，平均回收率为77.2%-90.1%，RSD为2.1%～4.1%，此方法是目前测定最多多环芳烃的分析方法。刘少民等采用HPLC测定B[a]P的平均回收率（94±1.2）%，方法检测限0.9ng/mL，RSD为3.1%～3.8%。

陈章玉等用HPLC测定卷烟主流烟气中的7种酚，各酚的回收率为95%～104%，RSD为2.6%～3.5%。孟冬玲用HPLC测定了卷烟烟气中的7种酚，回收率为96.6%～100.6%，RSD为1.2～2.6%，此方法比前者的相对标准偏差更低，分析结果更精确。谷勋刚译文中评估高效液相色谱法是否是一种定量分析烟气中一元酚类衍生物的有效而可行的方法，结果表明此方法可用于检测样品分析和实验室常规分析。刘芳等采用超声萃取一快速HPLC法测定了卷烟主流烟气中苯酚、甲酚和苯二酚，该方法的相对标准偏差为1.92%-4.62%，回收率97.9%～100.3%，检测限为5.74～14.70ng/支。2，3

GC-MS

GC-MS是最常用的检测易挥发和半挥发性有机物的方法，具有很高灵敏度，可同时进行定性和定量分析，能满足痕量有机物分析要求㈨。GC-MS不仅具有毛细管柱气相色谱的高分离效能，而且从质谱图中可以获得有关化学结构等丰富信息。采用这种联用技术不仅可分离痕量、复杂、多组分的有机物，而且进一步增强了质谱的鉴定能力。

夏巧玲等[21，22]比较GC-MS和HPLC两种方法测定卷烟烟气中的B[a]P，确定GC/MS的标准分析方法。该方法B[a]P的检测限为1，44ng/mL，回收率为99，45%～102，40%。此外，还采用GC/MS测定了卷烟烟气中的3种稠环芳烃。张国安等㈤采用GC/MS测定了多环芳烃含量，并证明其与焦油含量有良好的相关性。魏万之等[24]也采用此方法同时测定了烟气中15种多环芳烃，各多环芳烃在20～1 000txg/L范围内有线性关系，且苯并[k]荧蒽的最低检测限达到0，32lxg/L，即0，13ng/支，远低于文献∞]的0，2ng伎。王保兴等∞]测定了10多种典型多环芳烃的定性定量分析方法。王神等㈨全二维气相色谱/飞行时间质谱初步鉴定出卷烟主流烟气中的616种多环芳烃，对发现新的PAHs及探讨其对健康的影响具有重要意义。路鑫等忉]用全二维气相色谱/飞行时间质谱表征了卷烟主流烟气中250种酚类化合物。

2.4LC-MS

液相色谱一质谱（LC-MS）联用技术自70年代以来，经过20多年的发展已趋向成熟，且应用日益广泛。LC-MS联用技术集LC的高分辨能力与MS的高灵敏度、极强的定性专属特异性于一体，并简化了样品处理过程，特别适合于高极性化合物的分析。双质谱联用（LC-MS-MS），虽然曾因检测费用过高而使其应用受到限制，但现在也已受到广泛重视。LC-MS-MS与LC-MS相比较，检测结果更准确，给出更多的未知物质的结构信息，灵敏度与选择离子监测（SIM）模式的LC-MS相同。

毛友安等以LC-MS-MS测定烟气中4种TSNAs，方法检出限为0.05～0.24ng/mL，回收率为90.2%-95.1%。丁时超等用LC-MS-MS定量分析了4种TSNAs，方法回收率可达到96.8%～103.2%，4种TSNAs在0.1～500ng/mL内呈良好的线性关系，比前者有了进一步的改善。最近吴名剑等报道了高效液相色谱一三级四极杆质谱法测定了12种卷烟样品中的4种TSNAs，方法回收率为94.0%～103.5%，NNN、NAT、NNK和NAB的检测限分别为0.07ng/mL、0.05ng/mL、0.05ng/mL和0.04ng/mL。该方法是目前较常用的方法。

3.结束语

色谱法具有高分辨效力、高分析效率、高灵敏度、操作简便和应用广泛的特点，卷烟烟气中有害成分的色谱分析方法研究在国内外已有很大进展，但由于色谱法在定量分析中需要纯制的标准物质，而且不能精确地解决物质的化学结构问题，因此存在着一定的局限性。研究和掌握色谱分析法在卷烟烟气中主要有害成分分析的进展，可为从事卷烟烟气有害成分分析的工作者提供技术参考。