CN105954442A

CN105954442A - 一种电子烟烟液中甲醛的测定方法

Info

Publication number: CN105954442A
Application number: CN201610563461.9A
Authority: CN
Inventors: 潘立宁; 赵乐; 余晶晶; 刘克建; 陈黎; 樊美娟; 刘绍锋; 吕芳; 贾云祯; 刘惠民; 孟庆华
Original assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Current assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2016-09-21

Abstract

本发明涉及一种电子烟烟液中甲醛的快速分析测定方法，包括以下步骤：首先在电子烟烟液样品中加入分散剂，再加入DNPH衍生化试剂及酸性溶液，进行衍生化反应，然后加入碱性试剂及内标物，最后采用LC‑MS/MS分析测定电子烟烟液中甲醛含量。该方法灵敏度高，抗干扰性强，重复性好，且前处理过程简单、快速、适合大批量电子烟烟液样品的检测。

Description

一种电子烟烟液中甲醛的测定方法

技术领域

本发明涉及一种电子烟烟液中甲醛的快速分析测定方法，属于痕量分析技术领域。

背景技术

甲醛，又名蚁醛，常温下是一种无色、具有强烈刺激性的气体。甲醛为中等毒性物质，LD₅₀ 800 mg/kg（大鼠经口）；60~120 mg/m³吸入5~10 min后即发生支气管和肺部严重损害。经口致死量约为10~20 mL。急性甲醛中毒主要以眼、呼吸***和中枢神经***损害为主的全身性疾病。长期接触低浓度甲醛蒸气，可有头痛、软弱无力等症状出现。大量研究表明甲醛具有致突变性和致癌性，国际癌症研究机构（IARC）将其列为1类人类致癌物。

近年来，随着全球控烟力度不断加大，在一些发达国家传统卷烟的销量出现了一定的下降趋势，而电子烟在全球销量呈快速增长之势。电子烟，又称电雾化卷烟，是一种通过电子加热手段向呼吸***传送尼古丁的电子装置。电子烟烟液是指用于电子烟产生气溶胶、供消费者抽吸使用的液体或凝胶，大多数是由丙二醇、甘油、烟碱和改善口感的各种香精等组成的混合物。目前，卷烟烟气以及烟用材料中甲醛的测定方法文献报道较多，主要有气相色谱法、液相色谱法以及液相色谱串联质谱法等。电子烟作为一种新型烟草制品，掌握电子烟烟液中甲醛的含量水平，有助于提高对电子烟产品安全质量监控。因此，建立一种能准确快速测定电子烟烟液中甲醛的测定方法，具有十分重要的意义。

陈刚等【高效液相色谱法测定电子烟烟液中8种挥发性羰基化合物[J]，安徽农业科学，2014, 42(31):11072】采用乙腈配制的DNPH溶液与电子烟烟液中羰基化合物发生反应，接着用吡啶/乙腈（V:V=1:50）萃取溶液定容，然后采用HPLC可以检测电子烟烟液中包括甲醛在内的8种挥发性羰基化合物。由于电子烟烟液基质主要由甘油、丙二醇组成，且基质中二者比例相差甚大，而甘油与乙腈二者是不混溶的，导致采用该方法处理样品时，部分样品出现分层现象，影响测定结果，限制了该方法的应用。【一种电子烟烟液中8种羰基化合物的测定方法】（公开号CN105021744A）使用盐酸水溶液配制的DNPH溶液与电子烟烟液中羰基化合物发生反应，并采用液相色谱测定8种羰基化合物。该方法反应体系均一，避免了分层现象的发生。由两篇文献检测结果可知，电子烟烟液中甲醛含量为μg/g级，含量较低。并且，由于电子烟烟液品牌规格种类繁多，不同口味电子烟烟液添加物差异较大，导致电子烟烟液基质比较复杂，且不同电子烟烟液样品基质差异很大。对于复杂基质中低浓度样品进行定量分析，液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）具有明显的优势：LC-MS/MS采用多反应监测模式（MRM），选择性好、灵敏度高，可有效消除杂质干扰，即使色谱未能将物质完全分离，也可以进行鉴定，因此LC-MS/MS常被用于复杂基质样品中痕量物质的定性定量检测。

发明内容

本发明的目的正是基于上述现有技术状况建立了一种采用LC-MS/MS测定电子烟烟液中甲醛的方法，该方法前处理简单，能快速、准确测定电子烟烟液中甲醛含量，且适用于各种比例甘油/丙二醇电子烟烟液基质样品。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电子烟烟液中甲醛的测定方法，包括如下样品前处理：准确称取电子烟烟液样品，加入分散剂去离子水，加入DNPH衍生化试剂及酸性溶液，室温放置一定时间进行衍生化反应，反应结束后，加入碱性试剂以及内标物，定容后过有机相滤膜，采用LC-MS/MS检测电子烟烟液样品中甲醛含量，具体步骤如下：

（1）样品前处理：准确称取电子烟烟液样品于10 mL容量瓶中，加入样品重量3～15倍水，然后加入每克样品2～15 mL DNPH衍生化试剂，加入50～500 µL HClO₄水溶液，摇匀，室温放置30～150 min进行衍生化反应，反应结束后先加入50～500 µL吡啶，然后加入100 µL内标工作液，乙腈定容后过有机相滤膜，进LC-MS/MS分析；

（2）标准溶液配制：

标准储备液（100 µg/mL）：称取10 mg甲醛–2,4–二硝基苯腙标准品至100 mL容量瓶中，用乙腈稀释定容至刻度。避光贮存于-18 ℃条件下，有效期6个月。

内标储备液（1000 µg/mL）：称取10 mg的内标物至10 mL棕色容量瓶中，用乙腈稀释定容至刻度。避光贮存于-18 ℃条件下，有效期6个月。

内标工作液（20 µg/mL）：移取内标储备液2 mL至100 mL容量瓶中，用乙腈稀释定容至刻度。避光贮存于-18 ℃条件下，有效期6个月。

标准工作溶液：分别移取标准储备液2 μL、5 μL、10 μL、20 μL、50 μL、 100 μL、200 μL和500 μL至8个10 mL棕色容量瓶中，每个容量瓶中移入100 μL内标工作液，用乙腈稀释定容至刻度。（3）LC-MS/MS分析：

a、高效液相色谱条件：

色谱柱：反相C18液相色谱柱；柱温：20～30 ℃；进样量：1～10 μL；流动相A：水；流动相B：乙腈；洗脱方式：等度洗脱；流速：0.1～0.5 mL/min；分析时间：15 min；

b、质谱条件：

离子源：电喷雾电离源（ESI）；扫描方式：负离子扫描；检测方式：多反应监测模式（MRM）；电喷雾电压：-3000～-5000 V；离子源温度：300～500℃。目标物监测离子对见下表：

（4）测定结果和计算

首先将标准工作溶液在上述LC-MS/MS条件下进行检测，将目标物和内标定量离子对峰面积比值与甲醛浓度进行回归分析，得到甲醛标准工作曲线及回归方程；

其次将样品溶液在上述相同条件下进行检测，得到待测物和内标定量离子对峰面积比值，将其代入回归方程中，得到样品溶液中甲醛浓度，并计算得出样品中甲醛含量。

在本发明中，DNPH衍生化试剂与酸性溶液单独配制；配制DNPH衍生化试剂采用的溶剂为乙腈；配制酸性溶液采用的酸为HClO₄，稀释剂为去离子水。

所述内标物为d ₃–甲醛–2,4–二硝基苯腙或d ₃–乙醛–2,4–二硝基苯腙。

本发明的优点在于：

本发明的测定电子烟烟液中甲醛的方法，在电子烟烟液样品中加入分散剂去离子水，目的是使反应体系均一，不会出现分层现象，该方法适用于各种比例甘油/丙二醇电子烟烟液基质样品； DNPH衍生化试剂及酸性溶液，二者单独配制，可有效防止DNPH衍生化试剂在酸性条件下与空气中醛酮类物质发生反应；配制DNPH衍生化试剂采用乙腈，由于DNPH在乙腈中溶解性良好，且相较于醇类溶剂，乙腈不会引入醛酮类杂质；本方法采用的酸性溶液为HClO₄水溶液，相对于HCl等其它酸，HClO₄反应效率更高，且采用去离子水稀释后，可防止局部乙腈遇强酸水解；本方法在衍生化反应结束后加入碱性试剂吡啶，由于吡啶在乙腈/水体系中有良好的溶解性，且可防止反应产物发生聚合，保持反应产物稳定性，测定结果更加准确；此外，该方法采用LC-MS/MS对电子烟烟液中甲醛进行测定，方法灵敏度高，抗干扰性强，重复性好，且前处理过程简单、快速，适合大批量电子烟烟液样品的检测。

附图说明

图1 为本发明方法的标准工作溶液MRM图（分别加两种内标的合成图），

图中：a. 甲醛腙 a'. d ₃–甲醛腙 b'. d ₃–乙醛腙。

具体实施方案

本发明以下结合具体实例做进一步说明，但并不限制本发明。

实例1

甲醛–2,4–二硝基苯腙标准溶液进LC-MS/MS分析。将目标物和内标定量离子对峰面积比值与甲醛浓度进行回归分析，得到甲醛标准工作曲线及回归方程，以3倍信噪比（S/N =3）计算检测限（LOD），具体检测结果见表2：

表2 甲醛标准工作溶液的检测结果

化合物	线性方程	相关系数	检测限/(ng/g)	定量限/(ng/g)
					甲醛	y=0.056x+0.069	0.9991	28	93

实例2

在低、中、高3个浓度水平进行加标回收率实验，每个加标水平重复6次，根据测定量和加标量计算各添加水平的的回收率及精密度，具体结果见下表：

表3 方法回收率及重复性

实例3

称取某电子烟烟液样品0.2 g，分别加入0.6～3.0 mL去离子水、0.4～3.0 mL DNPH衍生化试剂以及50～500 µL HClO₄水溶液，摇匀，室温放置30～150 min进行衍生化反应，反应结束后加入50～500 µL吡啶，加入100 µL内标工作液，并用乙腈定容至10 mL，摇匀，过0.22 µm有机相滤膜，进LC-MS/MS分析。

将目标物和内标定量离子对峰面积比值代入回归方程，计算得出样品中甲醛含量为0.47 µg/g。

Claims

1.一种电子烟烟液中甲醛的测定方法，其特征在于：包括如下样品前处理：准确称取电子烟烟液样品，加入分散剂，加入DNPH衍生化试剂及酸性溶液，室温放置一定时间进行衍生化反应，反应结束后，加入碱性试剂以及内标物，定容后过有机相滤膜，采用LC-MS/MS检测电子烟烟液样品中甲醛含量，具体步骤如下：

（1）样品前处理：准确称取电子烟烟液样品于10 mL容量瓶中，加入样品重量3～15倍分散剂，然后加入每克样品2～15 mL DNPH衍生化试剂，加入50～500 µL HClO₄水溶液，摇匀，室温放置30～150 min进行衍生化反应，反应结束后先加入50～500 µL 吡啶，然后加入100µL 内标工作液，乙腈定容后过有机相滤膜，进LC-MS/MS分析；

（2）标准溶液配制：

标准储备液：称取10 mg甲醛–2,4–二硝基苯腙标准品至100 mL容量瓶中，用乙腈稀释定容至刻度；

内标储备液：称取10 mg的内标物至10 mL棕色容量瓶中，用乙腈稀释定容至刻度；

内标工作液：移取内标储备液2 mL至100 mL容量瓶中，用乙腈稀释定容至刻度；

标准工作溶液：分别移取标准储备液2 μL、5 μL、10 μL、20 μL、50 μL、 100 μL、200 μL和500 μL至8个10 mL棕色容量瓶中，每个容量瓶中移入100 μL内标工作液，用乙腈稀释定容至刻度；

（3）LC-MS/MS分析：

a、高效液相色谱条件：

b、质谱条件：

离子源：电喷雾电离源（ESI）；扫描方式：负离子扫描；检测方式：多反应监测模式（MRM）；电喷雾电压：-3000～-5000 V；离子源温度：300～500℃；

（4）测定结果和计算

2.根据权利要求1所述一种电子烟烟液中甲醛的测定方法，其特征在于：加入的分散剂为去离子水。

3.根据权利要求1所述一种电子烟烟液中甲醛的测定方法，其特征在于：DNPH衍生化试剂与酸性溶液单独配制；配制DNPH衍生化试剂采用的溶剂为乙腈；配制酸性溶液采用的酸为HClO₄，稀释剂为去离子水。

4.根据权利要求1所述一种电子烟烟液中甲醛的测定方法，其特征在于：所述内标物为d ₃–甲醛–2,4–二硝基苯腙或d ₃–乙醛–2,4–二硝基苯腙。

5.根据权利要求1所述一种电子烟烟液中甲醛的测定方法，其特征在于：步骤（3）中质谱条件中的目标物监测离子对见下表：

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