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卷烟主流烟气中烟草特有亚硝胺的测定

2012-05-07张凤梅孟昭宇吴亿勤伊奥尔牟定荣

化学与生物工程 2012年3期
关键词:亚硝胺卷烟内标

张凤梅,杨 柳,孟昭宇,吴亿勤,伊奥尔,牟定荣

(红塔烟草(集团)有限责任公司技术中心,云南 玉溪 653100)

烟草特有亚硝胺(TSNAs)是烟草中N-亚硝胺含量最丰富的一类亚硝胺物质,只存在于烟草、烟草制品和卷烟烟气中。目前研究较为深入的TSNAs包括N-亚硝基去甲基烟碱(NNN)、N-亚硝基假木贼碱(NAB)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)和4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮(NNK)。由于对健康的关注,出现了一系列TSNAs的检测方法,主要集中在GC-TEA法[1]和LC-MS/MS法[2~4]。然而,GC-TEA法前处理纯化步骤多、分析周期长、溶剂耗量大、检测器专属性强、样品通量低、环境污染严重,LC-MS/MS法又需要SPE纯化的前处理步骤或不能很好地消除基质的干扰。为此,作者在前人工作的基础上,优化了LC-MS/MS前处理方法,建立了一种快速、准确的TSNAs测定方法。

1 实验

1.1 试剂与仪器

超纯水,甲醇、乙酸铵、乙酸为色谱纯。

标准品:NAB、NAT、NNK、NNN、NAB-d4、NAT-d4、NNK-d4和NNN-d4,纯度≥98%,加拿大TRC公司。

API3200QTRAP型质谱仪,美国应用生物系统公司;Waters Acquity型超高效液相色谱仪,美国Waters公司;Cerulean SM450型直线式吸烟机,Cerulean Ltd.;Milli-Q50型超纯水仪,美国Millipore公司;KQ-700DE型数控超声波清洗器,昆山超声仪器有限公司;CP2245型电子天平(感量0.1 mg),德国Sartorius公司。

1.2 色谱条件

色谱柱:C18柱(2.1 mm×100 mm,1.7 μm);流速0.4 mL·min-1;柱温40 ℃;进样量5 μL;流动相A:甲醇,流动相B:0.2%的乙酸溶液;梯度洗脱条件见表1。

表1 高效液相色谱梯度洗脱条件

1.3 质谱条件

离子源:电喷雾电离源(ESI);扫描方式:正离子扫描;检测方式:多反应监测MRM;电喷雾电压:5500 V;离子源温度:650 ℃;辅助气Gas1压力:0.345 MPa;辅助气Gas2压力:0.483 MPa;各分析物的定量离子对、定性离子对及碰撞能量(CE)见表2。

1.4 工作溶液

按浓度梯度为1 ng·mL-1、2 ng·mL-1、5 ng·mL-1、10 ng·mL-1、20 ng·mL-1、50 ng·mL-1配制NNN、NAB、NAT和NNK的标准溶液(甲醇为溶剂,内标NNN-d4、NAB-d4、NAT-d4和NNK-d4的浓度为10 ng·mL-1)。标准系列溶液的内标浓度与样品的内标浓度相同。

表2 质谱检测参数表

1.5 样品制备

将捕集了卷烟烟气的剑桥滤片放入50 mL锥形瓶中,准确加入10 mL含10 ng·mL-1内标的0.1 mol·L-1乙酸铵溶液超声萃取30 min后,静置5 min。取1 mL萃取液过0.22 μm的滤膜到色谱瓶中待分析。

2 结果与讨论

2.1 内标的选择

选择同位素内标法定量,分别考察了1种和4种内标对检测结果的影响。结果表明,选择1种内标NNK-d4定量NAB时,由于离子抑制作用和基质效应的存在,测量结果明显偏高,此结果与文献[4]的报道一致。为准确定量考虑,选择4种内标。

2.2 萃取方式的选择

对样品分别进行超声萃取30 min和振荡萃取30 min。结果表明,超声萃取30 min的萃取效率高于振荡萃取。故选择超声萃取的方式。

2.3 萃取时间的选择

对同一样品分别超声萃取10 min、15 min、20 min、25 min、30 min、35 min、40 min、50 min。结果表明,超声萃取30 min以后,NAB、NAT、NNK、NNN的萃取效率均达到一个稳定值,为节约时间并避免引入更多的干扰成分,选择萃取时间为30 min。

2.4 精密度

对同一样品进行5次日内和日间平行性测定。结果表明,4种TSNAs日内、日间测定结果的相对标准偏差分别在1.30%~4.53%和1.25%~5.41%之间,说明方法的重复性较好。

2.5 工作曲线

取系列标准工作溶液分别进样,得到4种TSNAs的工作曲线,线性良好。取最低浓度标准溶液连续10次进样,计算测定结果的标准偏差,分别用3倍和10倍的标准偏差表示检出限和定量限。4种TSNAs的标准曲线回归方程、相关系数、检出限和定量限见表3。

表3 4种TSNAs的标准曲线回归方程、相关系数、检出限和定量限

2.6 回收率

对同一样品采用样品加标,在高、中、低三个含量水平进行了回收率的测定,平均回收率均在90%以上,表明本方法的回收率较高。

2.7 样品测定

对5种市售卷烟样品主流烟气中TSNAs进行测定,结果见表4。

表4 5种市售卷烟样品主流烟气中TSNAs含量测定结果/ng·cig-1

3 结论

建立了一种高效液相色谱-串联质谱联用法测定卷烟主流烟气中烟草特有亚硝胺的方法。采用含内标的0.1 mol·L-1乙酸铵溶液直接对收集了主流烟气的剑桥滤片进行超声萃取30 min,过膜后的萃取液用带电喷雾装置的LC-MS/MS仪进行分析。该方法数据可靠、操作简单、重复性好。

参考文献:

[1] 谢复炜,金永明,赵明月,等.国内外主要品牌卷烟主流烟气中烟草特有N-亚硝胺的对比分析[J].中国烟草学报,2004,10(5):8-15.

[2] 朱文静,杨俊,刘百战,等.HPLC-MS/MS对卷烟烟气中4种烟草特有亚硝胺的快速测定[J].分析测试学报,2010,(1):26-30.

[3] Xiong Wei,Hou Hongwei,Jiang Xingyi,et al.Simultaneous determination of four tobacco-specificN-nitrosamines in mainstream smoke for Chinese Virginia cigarettes by liquid chromatography-tandem mass spectrometry and validation under ISO and "Canadian intense" machine smoking regimes[J].Analytica Chimica Acta,2011,674(1):71-78.

[4] Wagner K A,Finkel N H,Fossett J E,et al.Development of a quantitative method for the analysis of tobacco-specific nitrosamines in mainstream cigarette smoke using isotope dilution liquid chromatography/electrospray ionization tandem mass spectrometry[J].Anal Chem,2005,77(4):1001-1006.

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