GC/MS在烟用纸挥发性有机物检测中的应用

侯玲玲，罗松平，张鹏俊，安　瑞，陈　圳，黄　聪

（1.浙江民丰特种纸股份有限公司，浙江嘉兴　314000；2.重庆建设工业集团有限责任公司，重庆404100）

GC/MS在烟用纸挥发性有机物检测中的应用

侯玲玲1，罗松平2，张鹏俊1，安瑞1，陈圳1，黄聪1

（1.浙江民丰特种纸股份有限公司，浙江嘉兴314000；2.重庆建设工业集团有限责任公司，重庆404100）

建立了顶空-气质联用（HS-GC/MS）法，对烟用纸中挥发性有机化合物（VOCs）残留量进行测试。利用顶空技术对样品进行前处理，并与气相色谱质谱（GC/MS）联用，用离子选择对20种挥发性有机物进行了定量分析。该方法线性关系良好，20种挥发性有机物的相关系数均大于0.999，检出限为0.001～0.008 mg/m2，20种挥发性有机物的回收率为90.18%～101.21%，相对标准偏差小于4%。该方法简便、快速、重复性好、定性定量准确，适于烟用纸中挥发性有机化合物的检测。

顶空气相色谱/质谱法；烟用纸；挥发性有机物

1　引言

随着卷烟产品朝着“健康、环保”这一国际趋势发展，烟用纸中挥发性有机化合物（VOCs）的释放量日益引起关注，烟草行业在这方面也投入了更多的研究力量，并相继颁布了烟用商标的VOCs检测方法和VOCs限量标准［1］。烟用纸中残留的过量VOCs会影响卷烟产品的吸味，由于烟用接装纸直接与吸烟者嘴唇接触，因此烟用接装纸中残留的VOCs更容易对吸烟者的健康造成损害［2］；因此，必须严格控制烟用纸中VOCs的残留量，以提高卷烟吸食安全性和卷烟产品质量。目前，烟草行业测定卷烟纸中VOCs残留的方法主要是顶空-气相色谱法。顶空分析法是通过分析样品基质上方的气体组分（称作顶空）来测定这些组分在样品中的含量，其最大的优点是不需要对样品进行复杂的预处理，测定过程简便、快速、重复性好［3］。

然而，YC/T 207—2006《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定》所使用的气相色谱-氢火焰（GC-FID）法只是参照保留时间来对样品中的VOCs成分进行定量，容易造成检测结果的假阳性［4-5］，而气相色谱质谱（GC/MS）联用灵敏度高，且可以定性定量［6-8］。在参考国内外的研究资料和控制指标的基础上［9-11］，本文采用顶空气相色谱-质谱选择离子法测定了卷烟纸中的20种VOCs。

2　实验部分

2.1实验原理

在密闭容器中和一定温度下，试样中的VOCs在气相和基质（液相或固相）之间达到平衡时，将气相部分导入气相色谱/质谱仪进行分离鉴定，经基质校正后，测定VOCs在试样中的含量。

2.2仪器与试剂

安捷伦7697顶空进样器；安捷伦7890A气相色谱仪；安捷伦5975C质谱仪；样品瓶：20 mL专用顶空瓶。

5级VOCs标准溶液（分析纯，中国烟草标准化研究中心）；三乙酸甘油酯（分析纯，国药集团药业股份有限公司）。

2.3样品处理与分析

随机抽取烟用接装纸和烟用镀铝内衬原纸各10张，接装纸面积为20.0 cm×4.0 cm（80.0 cm2），内衬纸面积为17.0 cm×10.0 cm（170.0 cm2），将所裁试样印刷面朝里卷成筒状，立即放入顶空瓶中，加入1 000 μL基质校正剂三乙酸甘油酯，密封后待测。

2.4仪器工作条件

顶空条件：样品平衡温度80℃，样品环温度120℃，传输线温度120℃，平衡时间45 min，加压时间0.2 min，充气时间0.2 min，进样时间1.0 min，样品瓶加压压力138 kPa。

气相色谱条件：VOC毛细管色谱柱（60 m×0.32 mm×1.8 μm，安捷伦公司），进样口温度180℃，以高纯氦气（纯度99.999%）为载气，流速为2.0 mL/min，分流比为 20∶1。升温程序：40℃保持 2 min，以4℃/min的速率升温至200℃，保持10 min。

质谱条件：电离方式选用电子轰击源（EI），电离电压为70 eV；辅助接口温度为220℃，离子源温度为230℃，四极杆温度为150℃；扫描范围为29～350 amu；选择离子检测模式，离子选择参数见表1。

3　结果与讨论

3.1标准曲线的绘制

表1　各VOCs的定量离子

以170 cm2的烟用内衬纸为样品基质（或80.0 cm2的烟用接装纸为样品基质），分别加入1 mL的各级标准溶液，分别进行HS-GC/MS分析，每个样品进2针，并对各目标化合物的色谱峰面积与其浓度进行线性回归分析，得到标准曲线的线性回归方程、相关系数，检测限以3倍信噪比来计算，结果见图1和表2。

3.2顶空分析条件的选择

顶空平衡温度可参考标准YC/T 207—2006《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机物的测定》，选定温度为80℃，考察了不同平衡时间对测定结果的影响。对样品平衡时间（30、45和60 min）分别进行了5次平行试验：30 min时，体系没有达到平衡，分析结果比45 min的小，而且重复性很差；60 min时，分析结果基本与45 min的差别不大，所以最终选择样品的平衡时间为45 min。

3.3回收率和重复性

以不含VOCs成分的烟用内衬纸为样品基质，向其中分别加入各级标准溶液，进行前处理和GC/MS分析，并根据加标量和加标后检测值计算回收率，结果见表3。

由表3可以看出，在各加标水平上，目标化合物的平均回收率为90.18%～101.21%。对同一样品，进行连续5次进针和GC/MS分析，测定其重复性，结果见表4。

图1　标准溶液的总离子流色谱图（TIC）

表2　烟用内衬纸VOCs的标准曲线和检测限

表3　烟用内衬纸中VOCs的回收率

续表3

续表3

续表3

表4　烟用内衬纸中VOCs的重复性

续表4

从表4可以看出，平均相对标准偏差＜4%，说明本方法准确性较高，重复性较好。

4　结束语

由于行业标准YC/T 207—2006采用的是气相色谱检测，通过利用保留时间来定性，经常会出现“假阳性”，定性结果不是很准确；而本方法利用顶空技术对样品进行前处理，并与GC/MS联用，利用保留时间和特定离子来定性，定性结果可靠，而且检测限偏低，准确性高，重复性好，适合于烟用纸中VOCs的快速检测。

［1］孙文梁．YC/T 207—2006《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定》和YC/T 263—2008《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》实施指南［M］．北京：中国标准出版社，2008：1-16.

［2］李惠君.浅谈卷烟小盒包装纸中挥发性有机化合物的安全性［C］//中国科协年会.深圳：国防工业出版社，2006：113.

［3］柴欣生，付时雨，莫淑欢，等.静态顶空气相色谱技术［J］.化学进展，2008，20（5）：762-763.

［4］许文才，槽国荣，李东立，等．国外软包装材料的现状及研发方向［C］//第十一届全国包装工程学术会议论文专栏：包装工程. 2007：8.

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Application of GC/MS in Cigarette Paper in the Detection of Volatile Organic Compounds

HOU Ling-ling1，LUO Song-ping2，ZHANG Peng-jun1，AN Rui1，CHEN Zhen1，HUANG Cong1
（1.Zhejiang Min Feng Special Paper Co.，Ltd.，Jiaxin 314000，China；2.Chongqing Jianshe Industry Co.，Ltd.，Chongqing 404100，China）

A headspace gas chromatography/mass spectrometry（GC/MS）method was established to determine 20 kinds of volatile organic compounds（VOCs）in cigarette paper．The VOCs were isolated from a standard solution or samp les using a headspace system，then identified and quantified by GC/MS under selective ion monitoring mode. The linear calibration curves were obtained with correlation coefficients ofmore than 0.999.The detection limits were in the range of 0.001～0.008 mg/m2.The average recoveries ranged from 90.18%to 101.21%with RSD of less than 4%.The method is simp le，rapid，rep roducible and accurate，and is suitable for the quantitative analysis of VOCs in cigarette paper.

head space-gas chromatography/mass spectrometry（HS-GC/MS）；cigarette paper；volatile organic compound

TS761.2

A

1007-2225（2015）01-0032-05

侯玲玲女士（1988-），公司技术中心助理工程师；现主要从事公司内原料及产品的化学分析工作；E-mail：houlingling@mfspchina.net。

2014-10-17

本文文献格式：侯玲玲，罗松平，张鹏俊，等．GC/MS在烟用纸挥发性有机物检测中的应用 ［J］．造纸化学品，2015，27（1）∶32-36．