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超高效合相色谱测定电子烟油和气溶胶中游离态和质子化尼古丁含量

2020-03-12李剑政万吉纯

科技与创新 2020年4期
关键词:容量瓶尼古丁色谱

李剑政,郭 文,万吉纯

(深圳波顿香料有限公司,广东 深圳518051)

尼古丁,俗名烟碱,是烟草的主要致瘾成分,也是烟叶中最丰富的生物碱。尼古丁盐性质稳定,穿透力强,能在短时间内满足人们对尼古丁的需求。烟油中游离态和质子化尼古丁的比例对电子烟的口感和劲头影响较大。

尼古丁的测定方法有多种,但是目前报道较多的是测定总尼古丁的含量,主要有分光光度法、电位分析法和色谱法[2-4]等。目前同时测定游离态和质子化尼古丁含量的方法主要是液相色谱法,但液相色谱法处理烦琐,耗时较长。本文首次使用超高效合相色谱作为分析手段,实现同时测定游离态和质子化尼古丁的含量,具有快速、高效、绿色环保等优势。

1 实验部分

1.1 试剂与材料

尼古丁对照品(99.5%,Sigma);甲醇(色谱级,Merck);乙醇(色谱级,Merc);异丙醇(色谱级,J.T.Baker);乙腈(色谱级,Merck);二氧化碳(99.9%,深圳文川实业有限公司);二氯甲烷(分析纯,北京国药);实验用水均为超纯水(电阻率18.2 MΩ·cm);氢氧化钠(分析纯,北京国药);电子烟油(市购)。

1.2 仪器

超高效合相色谱仪,ACQULITY UPC2配二极管阵列检测器(waters);色谱柱,ACQULITY UPC2Viridis BEH,3 mm i.d.*100 mm length,1.7 μm dia(waters);超声仪(深圳现代超声实业有限公司);电子天平(梅特勒-托利多);超纯水系统(Milli-pore 公司)。

1.3 超高效合相色谱条件

流速:2.5 mL/min;检测波长:259 nm;进样量:2 μL;色谱柱温:50 ℃;系统背压2000 pis;等度洗脱2 min:CO2(90%),辅助溶剂甲醇(10%)。

1.4 标准溶液配制

称取尼古丁对照品146.0 mg 于50 mL 容量瓶中,色谱甲醇超声溶解并定容,得到标准母液,再用移液管分别准确移取0.1 mL、0.2 mL、0.5 mL、0.8 mL、1 mL 至10 mL 容量瓶中,二氯甲烷定容,得到一系列不同浓度标准液。

1.5 样品前处理

1.5.1 电子烟油

准确称取不同电子烟油样品和自制尼古丁盐样品0.5 g于10 mL 容量瓶中,超纯水定容,转移至50 mL 具塞离心管中,加入10 mL 二氯甲烷,上下摇晃,静置1 min,取下层于25 mL 容量瓶中,再次加入10 mL 二氯甲烷于50 mL具塞离心管中,重复上述操作,合并下层,二氯甲烷定容,经0.22µm 微孔滤膜过滤,滤液供超高效合相色谱仪检测,待测物为游离态尼古丁。向离心管的水相中加入50 μL 饱和氢氧化钠溶液,摇匀静置2 min,用二氯甲烷萃取两次(同上述操作),合并下层,二氯甲烷定容,经0.22µm 微孔滤膜过滤,滤液供超高效合相色谱仪检测,待测物为质子化尼古丁。

1.5.2 气溶胶

将所购的电子烟和自制的尼古丁盐样品用吸烟机抽吸,用剑桥滤片捕集电子烟气,取出剑桥滤片,用100 mL 超纯水洗脱,收集洗脱液。取10 mL 洗脱液,用二氯甲烷萃取两次。

2 结果与讨论

2.1 系统适应性实验

本实验选用ACQULITY UPC2Viridis BEH 的色谱柱,柱温50℃。选择甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈四种常用的溶剂做辅助溶剂,等度洗脱,流速为2.5 mL/min,结果以甲醇做辅助溶剂时,尼古丁的峰型较好。

2.2 二氯甲烷萃取次数的影响

准确称取一定量自制尼古丁盐A,用二氯甲烷分别萃取三次,每次10 mL,用超高效合相色谱仪分析每一次萃取时二氯甲烷层中游离态烟碱的含量。结果表明,第三次萃取液中目标物没有出峰,说明前两次萃取过程已将游离态尼古丁完全萃取出来。

2.3 氢氧化钠量的影响

准确称取一定量电子烟油1#,用二氯甲烷萃取两次,弃去二氯甲烷层,再次加入二氯甲烷,记为0,向离心管的水相中先后加入五次饱和氢氧化钠溶液(五次加入的量分别为10 μL、10 μL、30 μL、50 μL、900 μL),分别记为1、2、

3、4、5。

结果表明,未加入NaOH 前,水相中只剩下质子化尼古丁,第四次加入NaOH 后,萃取液中目标物没有出峰,说明前三次NaOH 的加入,水相中完全是游离态尼古丁。因此,NaOH 最佳添加量为50 μL。

2.4 线性关系考察

将上述一系列不同浓度标准溶液在最优合相色谱条件下进样分析,以烟碱的质量浓度为横坐标,以其在对应浓度下的峰面积为纵坐标,绘制烟碱的标准曲线,结果表明尼古丁浓度在0~200 mg/L 范围内线性关系良好,r2=0.999 96,检出限为0.061 mg/L,定量限为0.189 mg/L。

2.5 方法回收率及精密度

本实验采用外标法定量。以加标浓度分别为50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L 的空白样品进行实验,每个加标浓度做六组平行,对方法的回收率以及精密度进行考察。结果表明空白样品中尼古丁的加标回收率为97.9%,相对标准偏差均小于5.0%,方法加标回收率和精密度均良好。

2.6 实际样品的测定

运用本分析方法,对电子烟油、自制尼古丁盐和电子烟气中游离态和质子化尼古丁进行分析,选取部分样品,结果如表1 所示。

表1 电子烟油、自制尼古丁盐和电子烟气样品测定结果

3 结论

本文建立了一种超高效合相色谱法测定电子烟油和气溶胶中游离态和质子化尼古丁含量的分析方法。该方法的线性关系良好,回收率和精密度均能满足样品中尼古丁的分析要求,可以作为市售电子烟油和尼古丁原料质量控制的一种快速、方便、可靠的检测手段。

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