《卷煙 主流煙氣中氨的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法實(shí)驗(yàn)報(bào)告》

PAGEPAGE14《卷煙主流煙氣中氨的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》試驗(yàn)報(bào)告煙氣中的氨是44種Hoffman有害成分名單中的一種[1]，中國(guó)的卷煙安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)中也有氨[2]。卷煙主流煙氣中的氨，主要來(lái)源于煙草中的氨基酸、蛋白質(zhì)、硝酸鹽及銨鹽等含氮化合物。在粒相和氣相中均有氨，粒相中氨含量占總量的比例超過(guò)80%。游離氨能堿化煙氣，增加煙氣中非質(zhì)子化尼古丁的濃度，使尼古丁更易被吸收，從而增加了煙草致癮性和全球使用量。主流煙氣中，尼古丁分布于氣、粒兩相，氣相中的尼古丁完全以游離煙堿的形式存在，粒相中以質(zhì)子化和游離態(tài)兩種形式存在，其比例根據(jù)粒相物的pH值不同，Hoffmann等人的研究表明：pH值在5.8時(shí)，尼古丁主要以單質(zhì)子化和雙質(zhì)子化形式存在，而隨著pH值進(jìn)一步升高，游離尼古丁的相對(duì)含量逐漸增加，在pH=7.8時(shí)，煙氣中大約30%尼古丁為游離態(tài)。Sloan和Morie的實(shí)驗(yàn)證明煙氣中游離氨的總量與pH值（5.2～7.4）呈明顯正相關(guān)。氨對(duì)尼古丁生物利用度的增加作用主要通過(guò)：（1）增大氣、粒兩相中游離煙堿的比例；（2）增大氣相中煙堿的分布比例，從而造成一種由濃度驅(qū)動(dòng)的，尼古丁在口腔、上呼吸道上皮細(xì)胞中更快速、更大量的吸收。根據(jù)BAT的一份研究報(bào)告，在卷煙里使用氨的添加劑可使尼古丁的最高輸送率達(dá)到45%。此外，氨會(huì)污染室內(nèi)環(huán)境空氣，環(huán)境中低含量的氨氣（10μg/m3）就會(huì)引起上呼吸道敏感的人咽喉刺激感、呼吸急促，高含量的氨氣（750mg/m3）甚至可能引發(fā)慢性阻塞性肺病。因此準(zhǔn)確測(cè)定卷煙煙氣中的氨對(duì)于評(píng)價(jià)卷煙安全性有重要意義[3,4,5]。目前，行業(yè)內(nèi)測(cè)定卷煙主流煙氣中的氨已有多種方法。主要分兩類：一類是離子色譜法，包括中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)煙草與健康研究中心王希琴、蔡繼寶[6]等以及鄭州煙草研究院趙曉東等建立的離子色譜法測(cè)定卷煙主流煙氣中氨的方法[7]，由上海煙草集團(tuán)牽頭制定的YC/T377-2010《卷煙主流煙氣中氨的測(cè)定離子色譜法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[8]；一類是分光光度法、容量法、離子選擇性電極及毛細(xì)管電泳法、色譜法等。容量法要求所測(cè)樣品的氨含量較高，氨電極法樣品前處理較復(fù)雜，測(cè)定易受環(huán)境影響。氣相色譜法操作冗長(zhǎng)，進(jìn)樣復(fù)雜，線性范圍狹窄。毛細(xì)管電泳的線性范圍窄，鉀、鈉離子干擾大。C.H.Slosan等用氣相色譜法測(cè)定了卷煙煙氣中的氨，在該方法中樣品溶液在進(jìn)氣相色譜分析前需用強(qiáng)堿干燥劑脫水，然而即使用干燥劑BaO,在4-5次進(jìn)樣后仍會(huì)出現(xiàn)色譜峰拖尾現(xiàn)象，而且會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，為克服這一缺點(diǎn)，在進(jìn)樣時(shí)額外使用了一種復(fù)雜的by-pass裝置，該方法操作冗長(zhǎng)，進(jìn)樣復(fù)雜，線性范圍狹窄[17]。國(guó)外煙草公司和機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了大量的研究工作，包括菲莫、雷諾、BAT、UK、Arista、HealthCanada等，建立了較成熟的分析方法[9,10,11,12,13,14]，各種方法均測(cè)定了氣、粒兩相中氨的總量。主要差異在于前處理?xiàng)l件不同：捕集液種類、體積；捕集阱的設(shè)計(jì)；抽吸支數(shù)；萃取時(shí)間；捕集液的轉(zhuǎn)移過(guò)程等。氨的分析均采用陽(yáng)離子交換色譜，外標(biāo)法定量，但標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合方程存在差異。目前，YC/T245-2008《煙草及煙草制品氨的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》[15]是采用樣品在堿性緩沖溶液中與水楊酸和次氯酸反應(yīng)，亞硝基鐵氰化鈉為反應(yīng)中的催化劑，反應(yīng)生成物在660nm處進(jìn)行比色測(cè)定。該標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度范圍為2.0～40.0mg/L,樣品經(jīng)過(guò)6英寸透析器稀釋后反應(yīng)。ISO11732:2005是采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定水中的氨氮含量[16]，檢測(cè)適用的濃度范圍為0.1～10.0mg/L。本項(xiàng)目擬采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定卷煙主流煙氣中氨的含量，建立卷煙主流煙氣中氨含量測(cè)定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1、材料與方法1.1儀器與設(shè)備AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀（德國(guó)SEAL公司），配有660nm濾光片Borgwaldt20H轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)（博格瓦特公司）SM450、SM400直線型吸煙機(jī)（Cerulean公司）Milli-Q-Academic超純水發(fā)生器（法國(guó)MILLIPORE公司）THZ-82氣浴振蕩器(江蘇金壇環(huán)宇科學(xué)儀器廠)KBF恒溫恒濕箱（德國(guó)Binder公司）DME037E恒溫恒濕機(jī)（美國(guó)Libert公司）氨捕集阱（見(jiàn)圖1）。圖1卷煙主流煙氣中氨捕集阱試劑與材料除特別要求外，均應(yīng)使用分析純級(jí)試劑。水應(yīng)符合GB/T6682中一級(jí)水的規(guī)定。1.2.1鹽酸，36%~38%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。1.2.2Brij35溶液（聚乙氧基月桂醚）稱取250gBrij35加入到１Ｌ水中，加熱攪拌直至溶解。1.2.3吸收液0.01mol/L鹽酸溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用。1.2.4緩沖溶液稱取40.0g檸檬酸鈉（C6H5Na3O7﹒2H2O）于燒杯中，加入約600mL水溶解后，定容至1000mL容量瓶,加入1mlBrij35溶液（1.2.2），1.2.5水楊酸鈉溶液稱取40.0g水楊酸鈉（NaC7H5O3）及1.0g硝普鈉（Na2[Fe(CN)5NO]﹒2H2O）于燒杯中，加入約600m1.2.6二氯異氰脲酸鈉溶液（DCI）稱取20.0g氫氧化鈉（NaOH）及3.0g二氯異氰脲酸鈉(C3Cl2N3NaO3﹒2H2O)于燒杯中，加入約600mL水溶解后，轉(zhuǎn)移至10001.2.7標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液NH4+標(biāo)準(zhǔn)溶液（100μg/mL（以N計(jì)），GBW(E)080220）。系列工作標(biāo)準(zhǔn)溶液分別移取一定體積的NH4+標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（），用吸收液（1.2.3）稀釋定容，現(xiàn)配現(xiàn)用。表1為推薦的系列工作表1系列工作標(biāo)準(zhǔn)溶液?jiǎn)挝粸槲⒖嗣亢辽齆H4+系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液1#2#3#4#5#濃度(以N計(jì))0.150.300.500.80石墨化炭黑固相萃取柱(250mg,6mL)，使用前使用51.3分析步驟1.3.1卷煙抽吸捕集阱連接方式參見(jiàn)圖2。裝有吸收液的捕集阱連至吸煙機(jī)后，應(yīng)按照GB/T16450規(guī)定的要求，調(diào)整每孔道抽吸容量至（35±0.3）mL。按照GB/T19609規(guī)定要求進(jìn)行抽吸。直線型吸煙機(jī)每個(gè)樣品同一孔道抽吸4支卷煙。轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)每個(gè)樣品一輪抽吸20支卷煙。1——煙支：2——捕集器；3、5——連接管路；4——捕集阱；6——二位三通閥；7——抽吸單元圖2吸煙系統(tǒng)連接方式示意圖1.3.2氣相吸收液的制備直線型吸煙機(jī)：捕集阱內(nèi)準(zhǔn)確加入20mL吸收液（1.2.3），抽吸后制得主流煙氣氣相吸收液。轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)：捕集阱內(nèi)準(zhǔn)確加入50mL吸收液（1.2.3），抽吸后制得主流煙氣氣相吸收液。1.3.3粒相萃取液的制備對(duì)于44mm劍橋?yàn)V片，卷煙抽吸完成后，把捕集有粒相成分的濾片及擦拭捕集器用的四分之一濾片（44mm）一起放入100mL萃取瓶中。準(zhǔn)確加入20mL吸收液（1.2.3）。對(duì)于92mm劍橋?yàn)V片，卷煙抽吸完成后，把捕集有粒相成分的濾片及擦拭捕集器用的四分之一濾片（44mm）一起放入250mL萃取瓶中。準(zhǔn)確加入50mL吸收液（1.2.3）。將萃取瓶放在振蕩器上，振蕩萃取40min，振蕩頻率的設(shè)定以不振碎濾片的最快速度為準(zhǔn)（參考值為160r/min），制得主流煙氣粒相萃取液。1.3.4分析樣品制備對(duì)于由直線型吸煙機(jī)得到的主流煙氣氣相吸收液與粒相萃取液，各定量移取4mL，合并置入10mL容量瓶；使用吸收液（1.2.3）定容。搖勻后，使用石墨化炭黑固相萃取柱（1.2.8）過(guò)濾，棄去前2至3mL濾液，后續(xù)濾液置于樣品杯中，即制得待測(cè)樣品。對(duì)于由轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)得到的主流煙氣氣相吸收液與粒相萃取液，各定量移取5mL，合并置入25mL容量瓶；使用吸收液（1.2.3）定容。搖勻后，使用石墨化炭黑固相萃取柱（1.2.8）過(guò)濾，棄去前2至3mL濾液，后續(xù)濾液置于樣品杯中，即制得待測(cè)樣品。1.3.5空白實(shí)驗(yàn)按照上述步驟制備空白樣品，抽吸時(shí)卷煙不點(diǎn)燃。1.3.6連續(xù)流動(dòng)分析連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定管路圖見(jiàn)圖3：圖3連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定管路圖2、結(jié)果與討論2.1連續(xù)流動(dòng)分析方法選擇2.1.1分析管路的選擇與確定本方法分析管路的選擇主要參考ISO11732:2005[16]，儀器供應(yīng)商SEAL公司方法MethodNo.G-102-93Rev.2[17]及專利CN102012418A[18]，三種方法檢測(cè)原理相同，主要是在樣品進(jìn)樣量及催化劑亞硝基鐵氰化鈉濃度存在差異，分別采用三種方法測(cè)定系列工作標(biāo)準(zhǔn)溶液(氨濃度范圍為0.182mg/L-1.457mg/L)，三種方法及工作標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)結(jié)果具體差異見(jiàn)表2。表2三種方法及工作標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)結(jié)果比較三種方法比較ISO11732:2005MethodNo.G-102-93Rev.2CN102012418A亞硝基鐵氰化鈉濃度(mg/L)4001000150進(jìn)樣管管徑(mL/min)0.320.230.42反應(yīng)液稀釋無(wú)反應(yīng)后加0.23mL/min水稀釋無(wú)標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)(R2)0.999910.9999增益值10011090由表2可得，三種方法檢測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性均較好（R2>0.9999），但三種方法檢測(cè)時(shí)增益值都較大，影響基線的穩(wěn)定性及信噪比。因此，需要改進(jìn)方法，降低方法增益值。綜合表2結(jié)果，本方法采用：進(jìn)樣管管徑0.23mL/min，反應(yīng)后不稀釋，并對(duì)亞硝基鐵氰化鈉濃度進(jìn)行了梯度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。表3亞硝基鐵氰化鈉濃度梯度實(shí)驗(yàn)結(jié)果亞硝基鐵氰化鈉濃度(mg/L)15030050010001500增益值2201301006060由表3可得，方法的增益值隨著亞硝基鐵氰化鈉濃度增加而降低，當(dāng)濃度達(dá)到1000mg/L以上時(shí)，增益值不再降低。因?yàn)閬喯趸F氰化鈉作為反應(yīng)的催化劑，當(dāng)濃度在1000mg/L以上時(shí)，能保證樣品反應(yīng)完全，固本方法選擇的亞硝基鐵氰化鈉濃度為1000mg/L。在確定方法管路圖及亞硝基鐵氰化鈉濃度后，比較了本方法與樣品經(jīng)過(guò)透析膜的檢測(cè)結(jié)果差異，結(jié)果見(jiàn)表4。表4兩種方法檢測(cè)結(jié)果比較兩種方法比較本方法樣品經(jīng)過(guò)透析膜進(jìn)樣管管徑(mL/min)0.230.32標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)(R2)0.99861增益值60230由表4可得，樣品經(jīng)過(guò)透析膜后，基線穩(wěn)定性及信噪比變差，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性變差（R2為0.9986），增益值為230。綜合上述結(jié)果，本方法采用0.23mL/min進(jìn)樣管管徑，樣品不經(jīng)過(guò)透析膜，亞硝基鐵氰化鈉濃度為1000mg/L，反應(yīng)后不稀釋。在確定方法管路圖及亞硝基鐵氰化鈉濃度后，開(kāi)展后續(xù)研究。2.1.2儀器精密度配制5個(gè)不同濃度的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液，重復(fù)進(jìn)樣檢測(cè)6次，檢測(cè)結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見(jiàn)表5，不同濃度下的儀器精密度RSD<1%。表5儀器精密度測(cè)定次數(shù)STD1mg/LSTD2mg/LSTD3mg/LSTD4mg/LSTD5mg/L10.1820.3640.6050.9731.46020.1800.3680.6020.9701.45130.1850.3630.6010.9691.46240.1840.3650.6110.9761.45550.1840.3610.6070.9681.45860.1820.3630.6050.9741.464精密度RSD(%)0.960.680.620.340.332.2連續(xù)流動(dòng)分析方法優(yōu)化2.2.1方法選擇性評(píng)價(jià)不同種類胺類物質(zhì)干擾實(shí)驗(yàn)在氨濃度為0.971mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液中，分別加入濃度約為0.3mg/L不同種類的活性胺類物質(zhì)，包括脂肪族胺類（一甲胺、二甲胺、三甲胺、一乙胺、乙二胺等）、醇胺類（一乙醇胺、3-丙醇胺等）、酰胺類（甲酰胺、乙酰胺、丙烯酰胺等）、脂環(huán)胺類（環(huán)己胺、三亞乙基二胺等）及芳香胺類（苯胺等）等。立即利用連續(xù)流動(dòng)分析儀檢測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)樣品檢測(cè)結(jié)果回收率見(jiàn)表6。表6不同種類胺類物質(zhì)干擾試驗(yàn)結(jié)果胺類物質(zhì)標(biāo)樣濃度(mg/L)檢測(cè)值(mg/L)回收率(%)甲胺0.9710.96499.2二甲胺0.9710.95197.9三甲胺0.9711.004103.4乙胺0.9710.96299.0乙二胺0.9710.95398.1乙醇胺0.9710.992102.1丙醇胺0.9710.97099.9甲酰胺0.9710.95097.8乙酰胺0.9710.96999.8丙烯酰胺0.9710.979100.8環(huán)己胺0.9711.000102.9三亞乙基二胺0.9710.974100.3苯胺0.9711.015104.5由表6可得，不同種類的活性小分子胺類物質(zhì)對(duì)采用本方法測(cè)定主流煙氣中的氨基本沒(méi)有影響，標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)結(jié)果回收率在97.8%-104.5%。卷煙主流煙氣中主要存在少量的甲胺與乙胺，離子色譜法在測(cè)定卷煙主流煙氣中的氨時(shí)，需將甲胺、乙胺與銨離子達(dá)到基線分離，才不影響氨的測(cè)定[19]。采用本方法可以避免卷煙主流煙氣中甲胺及乙胺對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。不同離子干擾實(shí)驗(yàn)在氨濃度為0.971mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液中，分別加入濃度約為0.3mg/L不同種類鹽類物質(zhì)，其中，陽(yáng)離子包括：銅離子、鐵離子、鋇離子、鎂離子、鈣離子、鉛離子、鈉離子、鉀離子、汞離子等，陰離子包括：硫酸根、硝酸根、氯離子、溴離子、亞硫酸根、醋酸根、鐵氰根、硫氰根、碳酸根。立即用連續(xù)流動(dòng)分析儀檢測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)樣品檢測(cè)結(jié)果回收率見(jiàn)表7。表7不同陰陽(yáng)離子干擾試驗(yàn)結(jié)果鹽類物質(zhì)標(biāo)樣濃度(mg/L)檢測(cè)值(mg/L)回收率(%)硫酸銅0.9710.93496.2硝酸鐵0.9710.91594.2氯化鋇0.9710.95698.4硝酸鎂0.9710.96399.1氯化鈣0.9710.973100.2硝酸鉛0.9710.96098.8溴化鈉0.9710.95197.9硝酸鉀0.9710.96899.7硫酸鈉0.9711.005103.5亞硫酸鈉0.9710.94397.1乙酸鈉0.9710.94597.3鐵氰化鈉0.9711.006103.6氯化鈉0.9710.972100.1硫氰酸汞0.9710.991102.0碳酸鈉0.9710.978100.7由表7可得，不同種類陰陽(yáng)離子對(duì)采用本方法測(cè)定卷煙主流煙氣中的氨影響較小，標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)結(jié)果回收率在94.2%-103.6%。卷煙主流煙氣中含量不同的陰陽(yáng)離子，但濃度遠(yuǎn)低于0.3mg/L，因此，不同陰陽(yáng)離子對(duì)于采用本方法測(cè)定主流煙氣中氨的影響可以忽略。2.2.2樣品凈化處理固相萃取柱的選擇由于卷煙主流煙氣氣相捕集液中含有大量的活性物質(zhì)，粒相萃取液中含有色素及活性物質(zhì)等，這些物質(zhì)的存在會(huì)對(duì)連續(xù)流動(dòng)法的顯色體系（主要是緩沖體系）或反應(yīng)中間體有破壞作用，造成檢測(cè)結(jié)果偏高或偏低，回收率低。因此，必須對(duì)樣品進(jìn)行凈化處理。目前，行業(yè)內(nèi)主要采用聚苯乙烯—二乙烯基苯填料固相萃取柱MCI-GEL（填料量0.25g）[20]，石墨化炭黑固相萃取柱[21]去除樣品溶液的色素、焦油、煙堿及其他活性物質(zhì)，且石墨化炭黑固相萃取柱效果更好。因此，本方法選用石墨化炭黑固相萃取柱(250mg,6mL)開(kāi)展后續(xù)研究。固相萃取柱對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)結(jié)果的影響為考察固相萃取柱是否對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液中的銨離子有吸收，將五個(gè)濃度工作標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)過(guò)活化過(guò)的固相萃取柱過(guò)濾，分別收集濾液。立即用連續(xù)流動(dòng)分析儀檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表8。表8固相萃取柱對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)結(jié)果的影響標(biāo)液濃度（mg/L）過(guò)炭黑柱后檢測(cè)結(jié)果（mg/L）回收率（%）1.4571.45799.90.9710.974100.20.6070.60599.70.3640.366100.40.1820.184101.2由表8可得，標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)過(guò)固相萃取柱處理后，檢測(cè)結(jié)果的回收率在99.9%-100.4%。說(shuō)明石墨化炭黑固相萃取柱對(duì)酸性環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)溶液中銨離子沒(méi)有吸附，不會(huì)影響卷煙主流煙氣中氨檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。固相萃取柱對(duì)卷煙樣品檢測(cè)結(jié)果的影響為考察固相萃取柱對(duì)樣品主流煙氣中氨測(cè)定的影響，選取同一卷煙樣品（焦油量為11mg/支），利用Borgwaldt20H轉(zhuǎn)盤(pán)吸煙機(jī)重復(fù)抽吸五次，按1.3制備三份待測(cè)樣品，其中一份樣品不經(jīng)石墨化炭黑固相萃取柱過(guò)濾直接利用連續(xù)流動(dòng)分析儀檢測(cè)，一份樣品經(jīng)過(guò)固相萃取柱過(guò)濾后利用連續(xù)流動(dòng)分析儀檢測(cè)，另一份樣品經(jīng)0.45m表9固相萃取柱對(duì)卷煙樣品中氨檢測(cè)結(jié)果的影響檢測(cè)次數(shù)直接檢測(cè)結(jié)果（g/支）樣品過(guò)炭黑柱后檢測(cè)結(jié)果（g/支）相對(duì)偏差（%）離子色譜檢測(cè)結(jié)果（g/支）110.899.1217.79.31210.959.1418.09.26311.039.3116.99.55411.129.3617.29.74511.259.5416.59.80由表9可得，直接檢測(cè)結(jié)果比經(jīng)石墨化炭黑固相萃取柱過(guò)濾后檢測(cè)結(jié)果高16.5%-18.0%，且大于離子色譜法檢測(cè)值。為驗(yàn)證兩種前處理方法正確性，進(jìn)行了回收率實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)備兩份同一卷煙樣品溶液，分別定量加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，一份直接定容后檢測(cè)，一份經(jīng)固相萃取柱過(guò)濾后檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表10。表10兩種處理方法回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣品名稱直接檢測(cè)結(jié)果（mg/L）回收率（%）過(guò)炭黑柱檢測(cè)結(jié)果（mg/L）回收率（%）樣品溶液原始濃度（mg/L）1.0510.841加入0.182mg/L氨標(biāo)準(zhǔn)溶液1.297134.81.01293.9加入0.486mg/L氨標(biāo)準(zhǔn)溶液1.594111.81.335101.7加入0.971mg/L氨標(biāo)準(zhǔn)溶液2.062104.11.826101.4由表10可得，卷煙樣品不經(jīng)固相萃取柱凈化直接檢測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)樣品的回收率高，尤其是低標(biāo)樣品（回收率為134.8%）。結(jié)合以上三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本方法采用在樣品前處理時(shí)，定容后的樣品經(jīng)石墨化炭黑固相萃取柱過(guò)濾后，利用連續(xù)流動(dòng)分析儀檢測(cè)。2.3卷煙煙氣樣品前處理方法優(yōu)化2.3.1煙氣捕集條件選擇采用兩個(gè)吸收瓶串聯(lián)捕集卷煙主流煙氣氣相中的氨，每瓶中分別加入40mL吸收液（1.2.3），調(diào)整抽吸容量，利用Borgwaldt20H轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)按照GB/T19609條件抽吸卷煙樣品。連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定兩個(gè)吸收瓶捕集液中銨離子含量，由于卷煙主流煙氣氣相中氨比例小，直接將捕集瓶中吸收液經(jīng)固相萃取柱過(guò)濾后測(cè)定，選取同一卷煙樣品（焦油量為11mg/支），平行測(cè)定三次，結(jié)果見(jiàn)表11。表11煙氣氣相捕集效率實(shí)驗(yàn)結(jié)果單位為微克每支樣品編號(hào)1#樣品2#樣品3#樣品吸收瓶吸收瓶2n.dn.dn.d由表11可得，40mL捕集液能完全捕集一組（20支）卷煙樣品氣相中的氨，因此，本方法采用玻璃纖維濾片捕集卷煙煙氣粒相中的氨，一個(gè)吸收瓶捕集氣相中的氨。2.3.2不同萃取時(shí)間對(duì)主流煙氣粒相物中氨提取效率的影響選取一卷煙樣品（焦油量為8mg/支），利用Borgwaldt20H轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)按照GB/T19609條件抽吸卷煙樣品，50mL吸收液（1.2.3）萃取玻璃纖維濾片，震蕩萃取，分別在5min,10min,15min,20min,30min,40min,50min,60min時(shí)，取出1mL樣品，加入4mL吸收液（1.2.3），混勻后經(jīng)石墨化炭黑固相萃取柱過(guò)濾后測(cè)定，結(jié)果換算為原體積萃取液中的氨含量，結(jié)果見(jiàn)圖4。圖4煙氣粒相物中氨的萃取效率隨時(shí)間變化圖由圖4可得，當(dāng)萃取時(shí)間達(dá)到40min后，萃取液中的氨濃度基本沒(méi)有變化，因此本方法確定卷煙粒相物萃取時(shí)間為40min。2.3.3不同鹽酸濃度對(duì)卷煙煙氣粒相物中氨萃取效率的影響選取同一卷煙樣品(焦油量為8mg/支)，利用Borgwaldt20H轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)按照GB/T19609條件重復(fù)抽吸五次，分別用50mL1mMol,5mMol,10mMol,15mMol,20mMol,25mMol鹽酸溶液震蕩萃取玻璃纖維濾片40min后，樣品稀釋5倍，經(jīng)固相萃取柱過(guò)濾后連續(xù)流動(dòng)分析，結(jié)果見(jiàn)圖5。圖5不同濃度鹽酸溶液對(duì)煙氣粒相物中氨萃取效率的影響由圖5可得，一是不同濃度鹽酸溶液對(duì)煙氣粒相物中氨的萃取效率大致相同，二是在1mMol-25mMol之間，煙氣樣品的PH值不會(huì)對(duì)連續(xù)流動(dòng)顯色的緩沖體系造成影響。為保證與YC/T377-2010標(biāo)準(zhǔn)的一致性，本方法粒相萃取液及氣相捕集液采用10mMol鹽酸。2.3.4樣品穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)選取同一卷煙樣品(焦油量為8mg/支)，利用Borgwaldt20H轉(zhuǎn)盤(pán)式吸煙機(jī)按照GB/T19609條件抽吸兩次，抽吸完成后，吸收瓶中的捕集液立即倒入100mL容量瓶，粒相萃取瓶亦密封。分別在0h,1h,2h,4h,8h,12h,16h,20h,24h時(shí)按1.3定量移取粒相萃取液及氣相吸收液，制得待測(cè)樣品，連續(xù)流動(dòng)分析儀檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)圖6。圖6卷煙主流煙氣中的氨穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)由圖6可知，卷煙主流煙氣中的氨受環(huán)境及樣品本身物質(zhì)影響，隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品的氨含量增加，放置12小時(shí)后，氨含量增加4.38%，16小時(shí)后，增加5.93%。因此，本方法規(guī)定樣品須在卷煙抽吸完成后12小時(shí)完成檢測(cè)。2.3.5空白實(shí)驗(yàn)按照1.3制備3個(gè)空白樣品，氣相捕集液及粒相萃取液按1:1混合后，連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定樣品中的氨含量，結(jié)果均為未檢出。2.3.6連續(xù)流動(dòng)分析法與離子色譜法比對(duì)選取8個(gè)卷煙樣品，卷煙抽吸完成后，一份按照YC/T377-2010制備樣品，離子色譜法檢測(cè)，一份按照本方法1.3制備樣品，連續(xù)流動(dòng)法檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表12。表12兩種方法比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣品名稱連續(xù)流動(dòng)法結(jié)果(μg/cig)離子色譜法結(jié)果(μg/cig)相對(duì)偏差(%)A7.707.892.44B7.327.431.49C5.515.744.09D8.648.710.81E6.856.981.88F2.462.595.15G3.373.493.50H10.4010.652.38注：A,B,C,D,E為烤煙型樣品；F,G,H為混合型樣品由表12可得，兩種方法檢測(cè)結(jié)果一致性較好。2.4方法評(píng)價(jià)2.4.1標(biāo)準(zhǔn)工作曲線、檢出限、定量限按照配制工作標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)流動(dòng)分析，利用峰高與其濃度相關(guān)分析，得到線性相關(guān)方程及其相關(guān)系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)工作溶液相關(guān)系數(shù)（R2）方法的檢出限（LOD）和定量限（LOQ）：以0.193mg/L銨離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，重復(fù)進(jìn)樣檢測(cè)10次，計(jì)算測(cè)定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為方法檢出限、以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為方法定量限，結(jié)果見(jiàn)表13。表130.193mg/L銨離子標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)樣10次的測(cè)定值進(jìn)樣次數(shù)銨離子濃度(mg/L)氨濃度(mg/L)10.1940.18320.1910.18030.1940.18340.1920.18150.1940.18360.1910.18070.1900.17980.1930.18390.1900.180100.1950.184平均值0.1920.182標(biāo)準(zhǔn)偏差0.00200.0018檢出限和定量限的計(jì)算：LOD=3×0.001828×10×25/20=0.07μg/cigLOQ=10×0.001828×10×25/20=0.23μg/cig本方法測(cè)定卷煙主流煙氣中氨的檢出限為0.07μg/cig，定量限為0.23μg/cig，完全能滿足卷煙主流煙氣中氨釋放量的檢測(cè)要求。2.4.2方法精密度為考察方法的日內(nèi)檢測(cè)精度和日間檢測(cè)精度，選取一種烤煙型卷煙和一種混合型卷煙在1日內(nèi)檢測(cè)5次和連續(xù)3日檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表14。表14實(shí)驗(yàn)方法的精密度單位為微克每支測(cè)定次數(shù)烤煙型卷煙混合型卷煙第一日第二日第三日第一日第二日第三日18.618.508.066.246.436.5528.198.278.586.096.326.3138.508.498.376.516.116.6048.728.658.256.426.556.1558.678.308.43日內(nèi)平均值8.548.448.336.286.326.37RSD(%)由表14可得，本方法日內(nèi)重復(fù)性RSD<3.5%，日間重復(fù)性RSD<2.0%，具有良好的精密度。2.4.3方法回收率方法的回收率實(shí)驗(yàn)采用基質(zhì)加標(biāo)法，將標(biāo)樣加在粒相萃取液及氣相吸收液中，分別以10mMol鹽酸(未加標(biāo))作為空白萃取液及空白吸收液，在10mMol鹽酸溶液中分別加入濃度為0.32mg/L，0.64mg/L，0.96mg/L銨離子，作為加標(biāo)萃取液，按本方法操作，測(cè)得低、中、高四個(gè)水平下的銨含量值。每個(gè)水平下平行測(cè)定三個(gè)樣品，取平均值進(jìn)行加標(biāo)回收率的計(jì)算，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表15。結(jié)果顯示加標(biāo)回收率為97.3%-99.2%，滿足定量分析要求。表15加標(biāo)回收率樣品名稱樣品氨含量加標(biāo)量測(cè)定值回收率μg/支μg/支μg/支烤煙型卷煙8.563.7812.0197.3%8.567.5615.8698.4%8.5611.3319.3697.3%混合型卷煙6.493.7810.1999.2%6.497.5613.7297.7%6.4911.3317.5698.5%比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用所建立的方法，分別在安徽中煙、鄭州煙草研究院、中國(guó)煙草標(biāo)準(zhǔn)化研究中心、湖南中煙、福建中煙、河南中煙、甘肅煙草工業(yè)有限責(zé)任公司7家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)，烤煙型卷煙產(chǎn)品3個(gè)、混合型卷煙產(chǎn)品1個(gè)，參比卷煙1R5F和3R4F，共計(jì)6個(gè)樣品，樣品信息見(jiàn)表16，各實(shí)驗(yàn)室所用儀器型號(hào)見(jiàn)表17，比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表18。從表18可以看出，使用本標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定主流煙氣中的氨，不同實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果RSD在2.22%-5.08%之間，一致性較好。表16樣品信息樣品名稱類型盒標(biāo)焦油量(mg/cig)1R5F肯塔基參比卷煙1.73R4F肯塔基參比卷煙9.4A烤煙型卷煙12.0B烤煙型卷煙12.0C烤煙型卷煙8.0D混合型卷煙6.0表17實(shí)驗(yàn)室編號(hào)及儀器型號(hào)實(shí)驗(yàn)室編號(hào)吸煙機(jī)類型吸煙機(jī)型號(hào)連續(xù)流動(dòng)分析儀型號(hào)1轉(zhuǎn)盤(pán)式Borgwaldt-20HAA32-1轉(zhuǎn)盤(pán)式Borgwaldt-20HAA32-2直線型Cerulean-400AA33直線型Cerulean-450AA34直線型Cerulean-450SmaetChem2005直線型Cerulean-450AA36直線型Cerulean-450AA37直線型Cerulean-450AA3表18比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果單位為微克每支樣品實(shí)驗(yàn)室1R5F3R4FABCD13.2010.596.828.737.418.702-13.2910.536.759.017.898.432-23.3510.727.099.657.958.5933.327.688.2843.6110.397.319.547.798.8153.7110.437.018.667.678.7063.4310.677.008.977.658.6473.529.986.968.997.588.34平均值(μg/cig)3.4310.437.019.167.708.56標(biāo)準(zhǔn)偏差(μg/cig)0.170.260.180.420.170.19變異系數(shù)(%)5.082.522.514.562.242.223結(jié)論本方法利用工作標(biāo)準(zhǔn)溶液線性及增益值選擇確定了方法的分析管路圖及試劑濃度，并考察了儀器精密度；利用不同種類活性胺類物質(zhì)及不同陰陽(yáng)離子對(duì)工作標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)結(jié)果的影響評(píng)價(jià)了方法的選擇性；研究樣品凈化處理方式，確定采用石墨化炭黑固相萃取柱凈化樣品；研究了不同煙氣捕集條件、萃取時(shí)間及鹽酸濃度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響；考察了樣品的穩(wěn)定性，確定樣品在卷煙抽吸完成后12h內(nèi)完成檢測(cè)；選取8個(gè)樣品，與離子色譜法進(jìn)行了比對(duì)實(shí)驗(yàn)；對(duì)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括工作標(biāo)準(zhǔn)溶液線性、檢測(cè)限、定量限、重復(fù)性及回收率；選取不同焦油量的6個(gè)卷煙樣品，分別在7家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了比對(duì)實(shí)驗(yàn)工作。建立了連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定卷煙主流煙氣中氨的分析方法，本方法可應(yīng)用于快速準(zhǔn)確測(cè)定卷煙主流煙氣中的氨。參考文獻(xiàn)[1]DietrichHoffmannandIlseHoffmann,ChemistryandToxicology,SmokingandTobaccoControlMonographNo.9:60-73.[2]謝劍平等.卷煙煙氣危害性指數(shù)研究,煙草科技重要研究報(bào)告.2009,(2):5-15[J].[3]E.W.Willems,B.Rambali,2006.Significanceofammoniumcompoundsonnicotineexposuretocigarettesmokers[J].FoodandChemicalToxicology44,678-688.[4]BradleyJ.Ingebrethsen,2001.Particle-gasequilibriaofammoniaandnicotineinmainstreamcigarettesmoke[J].AerosolScienceandTechnology35,874-886.[5]CharleneH.Callicutt,RichardH.Cox,2006.Theroleofammoniainthetransferofnicotinefromtobaccotomainstreamsmoke[J].RegulatoryToxicologyandPharmacology46,1-17.[6]蔡繼寶,王希琴,卷煙主流煙氣中氨的分析技術(shù)一[C].卷煙主流煙氣主