液相色谱法检测卷烟烟气中部分成分的研究进展

李源栋，刘秀明，夏建军，者 为，张翼鹏，王文元，王家俊，段焰青

(云南中烟工业有限责任公司技术中心，云南昆明 650202)

液相色谱法检测卷烟烟气中部分成分的研究进展

李源栋，刘秀明，夏建军，者 为，张翼鹏，王文元，王家俊，段焰青

(云南中烟工业有限责任公司技术中心，云南昆明 650202)

基于液相色谱法分析效率高、灵敏度高、操作容易、应用广泛等特点，综述了液相色谱法检测卷烟烟气中部分成分［如醛酮类化合物、多环芳烃、酚类化合物、烟草特有亚硝胺化合物(TSNAs)］的研究进展，并比较分析了不同检测方法的优缺点，为深入研究卷烟烟气中的部分成分提供参考。

液相色谱法;卷烟烟气;部分成分

研究报道，卷烟烟气中对人体造成直接危害的化学成分为醛酮类化合物、多环芳烃、酚类化合物、烟草特有亚硝胺化合物(TSNAs)等［1］。因此，通过现代仪器分析手段准确测定卷烟烟气中部分成分的含量，可以控制卷烟产品的质量。鉴于此，作者对液相色谱法检测卷烟烟气中部分成分(如醛酮类化合物、多环芳烃、酚类化合物、TSNAs)的研究进展进行综述，拟为深入研究卷烟烟气中的部分成分提供参考。

1 醛酮类化合物

挥发性羰基化合物是卷烟烟气中主要气相组分之一［2］。低分子醛酮类化合物本身挥发性强、具有较高反应活性，且卷烟烟气是一种复杂体系，含有大量干扰物。因此，准确定性定量检测卷烟烟气中醛酮类化合物的含量，对降低卷烟危害、提升卷烟品质十分重要。

朱立军等［3］以含2，4-二硝基苯肼的乙腈-高氯酸溶液为吸收液，采用配有二极管阵列检测器的高效液相色谱仪捕集、检测烟气中的羰基化合物，该法操作容易、快速、重复性好、回收率高，适用于卷烟烟气中的醛酮类化合物的分析。张洪非等［4］以含2，4-二硝基苯肼的乙腈-磷酸溶液为吸收液，采用配有紫外检测器的高效液相色谱仪捕集、检测卷烟主流烟气中的低分子醛酮类化合物，该法的检出限、精密度都在实验允许范围内，所用紫外检测器是一种通用型检测器，价格便宜，容易推广，可以用于卷烟产品的常规质量控制。

在捕集烟气过程中，因吸烟机捕集装置本身存在缺陷，对捕集卷烟主流烟气中醛酮类化合物有一定局限性。为了克服这一缺陷，姚伟等［5］对烟气捕集装置进行改进，优化了捕集方法，用HPLC/MS对卷烟烟气中醛酮类化合物进行定性定量分析，结果表明，该法的定量线性范围、重现性、回收率和检出限均满足分析要求。徐济仓等［6］对吸烟机接口进行改装，用衍生化溶液捕集卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物，采用配有紫外检测器的高效液相色谱仪对实际样品进行测定，结果较好。

上述方法均采用衍生化溶液作为吸收液捕集卷烟烟气中羰基化合物，但在酸性条件下，衍生物不稳定、易分解，从而影响检测结果的准确性。为解决以上问题，谢复炜等［7］改变了传统衍生化溶液捕集方法，用处理过的剑桥滤片捕集卷烟主流烟气中的羰基化合物，能够防止丙烯醛衍生化合物进一步反应，提高了分析准确性。

卷烟烟气成分极其复杂，而烟气中丙烯醛含量低，在实际样品检测过程中，很难与其它物质完全分离。谢跃勤等［8］通过改变流动相的方法来实现对丙烯醛的分离，用水-乙腈-四氢呋喃作为新的流动相体系，实现了卷烟烟气中丙烯醛的简便快速测定。

传统色谱柱效率不高，在分离过程中耗时较长。黄云等［9］建立了一种用ZORBAX Stable Bound色谱柱快速分离测定卷烟主流烟气中8种羰基化合物的高效液相色谱法，7 min内，除巴豆醛外，其余7种羰基化合物均能达到基线分离。

高效液相色谱法是分析卷烟烟气中羰基化合物的常用方法，但传统高效液相色谱法分析时间较长、试剂用量大，批量样品分析过程中易造成溶剂浪费，不利于环保。李响丽等［10］采用二极管阵列检测器-超高效液相色谱对卷烟主流烟气中的羰基化合物进行检测，结果表明，各组分峰分离度高、分析时间短、流动相用量少、结果准确可靠。张洪非等［11］用二氧化碳和甲醇作为流动相，采用配备紫外检测器的高效液相色谱定量分析卷烟烟气中8种重要羰基化合物，结果与传统方法差异不明显，但流动相是二氧化碳，对环境无污染，更符合绿色环保要求。

2 多环芳烃

多环芳烃是指分子中含有2个或2个以上苯环、以稠环形式相连的化合物。多环芳烃在卷烟烟气中含量非常低，严重干扰检测结果，因此，准确地定性定量分析卷烟主流烟气中多环芳烃含量具有十分重要的意义［12］。

张峻松等［13］先用混合溶剂萃取烟气总粒相物，再用中性氧化铝柱层析，最后采用配有ODS-C18色谱柱的高效液相色谱仪-荧光法对卷烟主流烟气中苯并［a］芘含量进行测定，该法操作较繁琐。程倩等［14］建立了环己烷萃取、弗罗里硅土净化和高效液相色谱法测定卷烟主流烟气中苯并［a］芘含量的方法，具有前处理简单、准确性高、重复性好的优点，适合批量快速检测卷烟主流烟气中苯并［a］芘的含量。柱层析技术用于烟草化学成分分析的缺陷是需要消耗大量溶剂。

固相萃取技术作为一种样品预处理新技术，是通过液相萃取和柱色谱技术相结合发展起来的，常常被用于样品制备。夏巧玲等［15］建立了环己烷萃取、硅胶柱固相萃取纯化和液相色谱-荧光检测器定量检测苯并［a］芘含量的标准分析方法，该法重现性好、回收率较高，检出限满足实验要求，适于卷烟主流烟气中苯并［a］芘含量的测定。杜咏梅等［16］用甲醇溶液提取主流烟气中的苯并［a］芘，提取液用C18固相萃取柱净化后，以环己烷洗脱后浓缩，在高效液相色谱仪上用Inertsil ODS-PC18柱分离，荧光检测器检测，该法不仅精密度和准确度较高，而且提高工作效率、节约试剂、减少污染。

樊虎等［17］研究了卷烟主流烟气中5种多环芳烃的分离测定方法，样品经超声提取、固相萃取纯化、反相高效液相色谱分离、梯度洗脱、单波长荧光检测，结果与文献报道一致。荧光法是检测稠环芳烃类物质最理想的检测方法，具有很高的灵敏度和选择性。刘非等［18］采用高效液相色谱编程荧光法建立了一种同时测定卷烟烟气中6种多环芳烃的分析方法，并利用该法对国产卷烟样品进行了分析，取得了满意的效果。谢复炜等［19］用环己烷萃取烟气粒相物中的苯并［a］芘，萃取液经硅胶固相柱萃取分离后，用乙腈进一步萃取苯并［a］芘，再用高效液相色谱-紫外检测器进行定量分析，该法具有廉价、快速、准确、灵敏等优点，适合对卷烟主流、侧流烟气中的苯并［a］芘含量进行批量测定。

以上检测方法已经被广泛应用于卷烟烟气中多环芳烃的定量分析，并且也取得了较满意结果，但样品处理繁琐，需经过反复萃取和浓缩，导致有效成分流失，影响结果的准确性。

凝胶净化作为一种样品处理新技术，是基于体积排阻效应，按分子体积大小对复杂样品进行分离，能有效去除样品中大分子基质及小分子干扰物质，提高后续分析的灵敏度与准确性。张霞等［20］采用凝胶系统净化样品，用配备荧光检测器-超高效液相色谱对卷烟主流烟气中的苯并［a］芘进行了定量分析，结果令人满意。

3 酚类化合物

目前已经检测报道的卷烟烟气中主要酚类化合物有:邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚。酚类化合物具有弱酸性，易失去氢，能在分子间形成氢键，能溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂，在一定波长激发下能发出荧光，可以用配备荧光检测器的高效液相色谱仪进行检测。

谢复炜等［21］采用醋酸溶液萃取卷烟烟气总粒相物中酚类化合物，萃取液不处理，仅用滤膜过滤后直接进行高效液相色谱分析。孙桂芬等［22］用乙酸溶液振荡提取、过滤，以 Waters Symmetry C18色谱柱为固定相、甲醇和磷酸二氢钾溶液为流动相，荧光检测器检测，直接进行高效液相色谱分析。

由于传统色谱柱分析样品耗时较长、效率不高，因此，陈章玉等［23］采用振荡萃取、滤液过固相萃取柱，利用快速分离柱定量分析卷烟烟气中酚类化合物，结果发现目标物2.0 min实现了基线分离，且回收率和相对标准偏差都在实验允许范围内。刘芳等［24］采用超声萃取、萃取液过滤后用配备荧光检测器的快速分离柱-高效液相色谱仪对卷烟烟气中3种酚类化合物进行定量分析，该法能够快速地实现3种酚类化合物的定量分析，且结果符合要求。

利用液相色谱能够实现对卷烟烟气主要酚类化合物的定量分析，但传统液相色谱分析速度慢，不能满足批量检测要求。张婕等［25］建立了一种超高效液相色谱法检测卷烟烟气中酚类化合物的分析方法，并对检测过程中存在的问题进行了研究。

在实际分析过程中，卷烟烟气中酚类化合物间甲酚和对甲酚异构体很难分离。李中皓等［26］将β-环糊精(β-CD)添加到流动相中，采用超高效液相色谱能够快速实现间甲酚和对甲酚异构体的有效分离。杨继等［27］采用吸收瓶捕集卷烟侧流烟气中酚类化合物，利用超高效液相色谱定量分析，结果满足实验要求。

二维液相色谱的分离效果明显优于一维色谱。颜权平等［28］用二维液相色谱实现了对卷烟主流烟气中酚类化合物的定量分析，能够有效分离间苯二酚与干扰物质。

液相色谱具有较好的分离能力，常用于定量分析，而质谱主要是用来定性。分析过程中往往存在一些未知峰，因此为了实现准确的定性定量分析，LC-MS/MS被广泛应用。肖志翔等［29］采用醋酸溶液收集、超声萃取，萃取液过滤后用LC-MS/MS进行分析，能快速检测卷烟主流烟气中酚类化合物，该法具有前处理简单、分析时间短、数据可靠和回收率高等特点。

4 烟草特有亚硝胺化合物

TSNAs具有较强的致癌性［30-31］。目前已鉴定出的8种TSNAs中，对N-亚硝基降烟碱、亚硝基新烟碱、N-亚硝基假木贼碱和4-(N-甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮等4种物质的研究较为深入［32］。随着人们对健康问题的日益重视，TSNAs的含量问题备受关注。

毛友安等［33］采用柠檬酸-磷酸盐缓冲溶液与环己烷共同提取剑桥滤片收集的卷烟主流烟气总粒相物，浓缩、固相萃取纯化后，用高效液相色谱-三重四极杆质谱仪-电喷雾正离子多反应监测方式对卷烟主流烟气中4种TSNAs进行了定性定量分析，该法样品需要浓缩，操作繁琐，易造成有效成分的丢失。吴名剑等［34］用醋酸铵溶液直接萃取剑桥滤片，萃取液固相萃取纯化后，采用高效液相色谱-三重四极杆质谱仪对卷烟主流烟气中4种TSNAs进行检测，结果满足实验要求。

利用SPE纯化样品，操作繁琐且不能很好地消除基质干扰;超声萃取作为一种常用萃取方法，常被用于化学分析中萃取样品。张凤梅等［35］建立了一种超声萃取-高效液相色谱-串联质谱联用法测定卷烟主流烟气中TSNAs的方法，该法数据可靠、操作简单、重复性好。

卷烟烟气中TSNAs含量较低，在检测中容易被干扰，而传统分析方法都是选择2种氘代内标，因此，准确定性定量分析具有一定难度。侯宏卫等［36］采用4种氘代内标分别对4种TSNAs进行定量分析，滤片用醋酸铵水溶液进行萃取后过水相滤膜，直接进行LCMS/MS检测。

传统色谱柱在分析卷烟烟气中TSNAs时存在目标物分离效果不好、峰拖尾等缺点。唐丽云等［37］采用乙酸铵水溶液捕集、振荡萃取，萃取液直接进行LCMS/MS分析，4种TSNAs得到了完全分离，提高了色谱分离选择性、分辨率和灵敏度，实现了卷烟主流烟气中TSNAs的快速、准确测定。

为了分析侧流烟气中TSNAs，万文亚等［38］采用鱼尾罩和剑桥滤片同时捕集卷烟侧流烟气中总粒相物，建立了分析卷烟烟气中TSNAs的高效液相色谱-三重四极杆质谱法，该方法的检出限、回收率、相对标准偏差均满足实验要求。

5 结语

液相色谱具有分析样品效率高、灵敏度高、操作容易等特点，已被广泛应用于卷烟烟气部分成分(如醛酮类化合物、多环芳烃、酚类化合物、TSNAs)的研究，并成为重要检测方法之一。为了降低卷烟对人体的危害、进一步提升卷烟品质，应研发出更加快速、高效的卷烟烟气中部分成分检测方法。

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Research Progress of Liquid Chromatography for Determ ination of the Part of Com ponents in Cigarette Smoke

LIYuan-dong，LIU Xiu-m ing，XIA Jian-jun，ZHEW ei，ZHANG Yi-peng，WANG Wen-yuan，WANG Jia-jun，DUAN Yan-qing
(Technology Center，China Tobacco Yunnan Industrial Co.，Ltd.，Kunming 650202，China)

According to the characteristics of liquid chromatography(LC)such as high efficiency，high sensitivity，easy operation and wide application，the research progress of LC for determination of the partof components including aldehyes and ketones compound，polycyclic aromatic hydrocarbons，phenols compound，and TSNAs in cigarette smoke were reviewed.The advantage and disadvantage of eachmethod were compared and analyzed.It provided reference for professional research on part of components in cigarette smoke.

liquid chromatography;cigarette smoke;part of components

O 657.72

A

1672-5425(2015)02-0008-04

10.3969/j.issn.1672-5425.2015.02.002

云南省科技厅资助项目(2012BA015)，云南中烟工业有限责任公司资助项目(2011JC08)

2014-10-13

李源栋(1985-)，男，湖南永顺人，硕士，助理工程师，从事卷烟烟气成分分析工作，E-mail:liyuandong03@163.com;通讯作者:段焰青，博士，高级工程师。